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近期，工信部發布了首批“5G+工業互聯網”重點行業和應用場景，首批重點行業和應用場景涵蓋電子設備生產、裝備制造、鋼鐵、采礦、電力等5大行業，以及協同研發設計、遠程設備操控、柔性生產制造等10大應用場景。
特別是5G網絡的發展，自2019年實現商用以來，包括中國移動、中國聯通、中國電信等在內的運營商加緊了5G網絡建設步伐，在全國各地部署5G網絡，建設5G基站。尤其是2020年新冠疫情期間，5G表現尤為突出，近一年時間，5G網絡覆蓋從十幾個城市擴展至300多個城市。
據統計，從三大運營商發布的2020年財報中可以看出，2021年三大運營商資本開支預算合計為3706億元，同比增長10.69%，5G相關的資本開支預算合計達1847億元，同比增長2.44%。
截至目前，全國建成5G基站81.9萬個，占全球的70%以上，覆蓋了全國所有地級以上城市，5G終端連接數超過了3.1億，5G在工業領域和經濟社會各領域的應用示范項目已經超過了1萬個。全國工業企業建設“5G+工業互聯網”項目超過1500個。
顯然，“5G+工業互聯網”已成為工業互聯網和5G發展進程中產業熱情最高、創新最活躍、成效最顯著的領域之一。
十大典型應用場景
工業互聯網涉及的主體包括機器、車間、企業、人等，端到端的產業鏈包括設計、研發、生產、營銷、管理、服務等環節，在工廠內需要實現信息采集設備、生產設備、生產管理系統及主體之間的關聯，在工廠外需要實現生產企業、協作企業、產品、用戶、金融機構、供應鏈、物流等企業的互聯。
而5G超大帶寬、超低延時，具備感知泛在、連接泛在、智能泛在等優勢，可以確保工業互聯網全要素資源的順暢連接和快速精準控制的高要求。因此，在5G商用強大輔助下，工業互聯網涉及的應用場景愈漸豐富。
■ 協同研發設計
遠程研發實驗：科研人員結合現場畫面和數據，遠程在線協同完成實驗；
異地協同設計：設計人員利用各類虛擬現實終端接入沉浸式虛擬環境，異地協同修改設計圖紙。
■ 遠程設備操控
設備操控員根據生產現場視頻畫面及各類數據，遠程實時對現場工業設備進行精準操控。
■ 設備協同作業
生產現場的多臺設備按需靈活組成一個協同工作體系，實現多個設備的協同調度及分工合作。
■ 柔性生產制造
數控機床等設備通過無線化改造可以實現快速重構，按照市場需求進行靈活配置。
■ 現場輔助裝配
現場人員通過AR\VR眼鏡等智能終端獲取增強圖像疊加，裝配可視化呈現，輔助完成復雜精細的設備裝配。
■ 機器視覺質檢
質檢終端根據邊端、云端算法對高清圖像的識別與分析，實現產品缺陷實時監測，自動分揀與質量溯源。
■ 設備故障診斷
系統利用設備全生命周期監測數據與數據挖掘等技術，實現對設備故障的診斷、定位，報警或動態預測。
■ 廠區智能物流
智能物流調度系統對廠區內的物流終端進行調度管理，實現全流程自動化，智能化的物流作業。
■ 無人智能巡檢
采用智能的巡檢機器人或無人機等移動巡檢設備替換傳統人工巡檢，實現高效靈活，更大范圍的安防巡檢。
■ 生產現場監測
智能監測系統通過實現數據采集、圖像識別、自定義報警等技術，實現生產現場全方位智能化安全監測和管理。
五大重點行業
■ 電子生產設備
電子設備制造行業自動化水平高、數字化基礎好，產品迭代速度快，發展智能制造、個性化定制、精益化管理等模式潛力大。如華為、海爾、格力、中興等利用5G技術實踐柔性生產制造、現場輔助裝配、機器視覺質檢、廠區智能物流等典型應用場景，顯著達到降本增效的作用。
■ 裝備制造
裝備制造業涉及航空制造、船舶制造、汽車制造與工程機械制造等重要領域，其產品結構高度復雜、產品體型偏大，具有技術要求高、生產安全標準嚴格、資本投入大等行業特點，因此，需要更加精密的裝配加工能力及質檢手段來支撐企業長期發展。如中國商飛、三一重工、福田汽車等應用5G技術積極探索協同研發設計、協同設備作業、現場輔助裝配、機器視覺質檢等典型應用。
■ 鋼鐵
鋼鐵行業主要包括煉鋼、鑄鋼、軋鋼、倉儲物流等環節，該行業面臨設備維護效率低、生產過程不透明、下游需求碎片化等痛點，對智能制造需求迫切。如鞍鋼、馬鋼、寶鋼等均應用5G技術的典型應用場景，覆蓋鋼鐵生產全流程，取得提質增效、綠色發展的成效。
■ 采礦
安全生產是采礦行業的紅線，采礦行業存在著礦石墜落、塌方、滑坡、瓦斯爆炸等一系列事故風險，對工人健康造成較大威脅。如新元煤礦、千葉水泥、龐龐塔煤礦等利用5G技術積極實踐遠程設備操控、設備協同作業、無人智能巡檢、生產現場監測等典型應用場景，成效顯著。
■ 電力
電力行業主要涉及發電、輸電、變電、配電、用電五個環節，存在安全監控不到位、環保要求高、信息孤島、設備實時監管難、精細化管理難等痛點，對向清潔、低碳、高效、安全的轉型需求迫切。如國家電網、中核集團、南方電網均利用5G技術，在發電環節的現場輔助裝配、輸電環節的無人智能巡檢、配電環節的設備故障診斷、用電環節的生產現場監測等典型應用，取得明顯成效。
可見，經過兩年多的摸索應用，5G與工業互聯網都取得了階段性的進展，兩者的融合應用的范圍正在向生產制造核心環節不斷延伸和深入，覆蓋行業和領域也日趨廣泛。
融合現狀：聚焦痛點+持續發力
盡管5G+工業互聯網的應用成效已經非常明顯，也取得了諸多喜人的成績，但總的來看，5G+工業互聯網方面的應用現處于標桿打造階段。一方面，5G+工業互聯網與現存制造廠商自有網絡融合難度較高；另一方面，5G+工業互聯網產業尚未成熟，相關產品及解決方案仍需要完善，現有5G+工業互聯網網絡部署成本相對較高，工廠客戶建設負擔大。此外，5G與工業互聯網融合發展過程中安全問題也引起關注。
安全風險
安全無疑是5G+工業互聯網應用的基礎。現有的工廠控制系統是一個相對封閉的獨立網絡，與企業信息系統之間通常單項隔離，甚至是完全物理隔離，現場采集終端也處于相對封閉的環境，但隨著5G、物聯網、工業互聯網的發展與應用，IT與OT實現跨界融合，這種泛在的連接致使生產安全管理和網絡安全管理的界限模糊，工廠控制安全容易受到威脅，網絡攻擊才有機可乘，從IT層滲透到OT層，造成工業系統中斷等風險。
根據國家信息安全漏洞共享平臺統計數據顯示，截止到2020年12月，CNVD收錄的與工業控制系統相關的漏洞高達2955個，其中，2020年新增593個。
安全漏洞數量快速增長，整體形勢嚴峻，特別是能源、化工等事關國家經濟命脈的關鍵基礎領域，對安全問題尤為看重。近年頻發的工業互聯網安全風險事件足以引發全行業的共同關注，如今年5月份，美國最大的成品油管道運營商Colonial Pipeline遭受到疑似勒索軟件DarkSide攻擊，為了控制安全漏洞，該運營商被迫關閉其位于美國東部沿海各州供油的關鍵燃油網絡。
投資回報率
眾所周知，在未來，工業互聯網將是5G最大的應用場景，就目前來看，我國制造業中目前有90%以上的企業屬于中小企業，這其中的大部分企業現有設備，尚不具備智能化及數字化采集能力，因此，數據連接就無從談起，工業互聯網的價值還沒有被工業企業普遍認同。
對于很多尚未達到自動化、信息化、智能化水平的工廠，其升級改造的資金與成本壓力很大。而5G推廣初期的建網和運維成本都很高，企業利潤空間非常有限，由于資金回報周期拉長，在一定程度上也會影響各方參與的積極性。
面對不同應用場景、不同業務對通信網絡能力的差異化需求，需要構建更多的5G解決方案，以最大限度的提高運營商、用戶企業的投資回報率。
產業成熟度
當下，5G與工業互聯網融合發展的知識難度、生產環節的專業性要求都很高，現有技術、產品和解決方案大多針對工業制造流程的某一環節，尚未形成完整的產業生態。面對很多行業和技術壁壘，雖涌現出一批典型應用，但可持續的商業模式、市場造血能力均亟待加強。
因此，5G+工業互聯網要與各領域的生產實踐、行業特性、知識經驗緊密結合，拓展應用場景的廣度與深度，進一步加強運營商與工業互聯網企業的溝通融合與跨界合作，積極建立供需對接渠道，推動運營商、設備商與工業互聯網企業開展“5G+工業互聯網”終端關鍵技術、性能、形態等方面的測試驗證，加速推動產業應用能力的成熟，共同培育壯大“5G＋工業互聯網”產業生態圈。
當然這些痛點與問題都是5G與工業互聯網在初期融合與探索過程中不可避免的共性問題，當前，這二者究竟融合到什么程度，業界對其認知也不統一。一方面，5G是管道，加速工業互聯網在工廠應用，催生工業專網，這是其基本應用方向；另一方面，5G滲入工業制造業場景中，在無人操作、協同作業、柔性制造、無人工廠等方向發揮不可替代的作用，所以5G+工業互聯網是有邊界的，并非包羅萬象。
可以肯定的一點是，5G+工業互聯網已經從概念走向現實，這其中雖有諸多應用場景有待挖掘，諸多應用困難亟待突破，諸多技術瓶頸需要解決，但總體來看，未來，隨著信息技術與運維經驗的不斷成熟，5G+工業互聯網創造的價值將顛覆傳統行業想象力，為行業提質增效釋放乘數效應。
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