發展工業互聯網和建設5G通信網絡是現階段我國新型基礎設施建設的兩大核心內容，從未來的應用場景來看，兩者存在相輔相成的互補性和協同性。一方面，5G是驅動工業互聯網進一步發展的關鍵使能技術：工業互聯網迫切需要具有低時延、高可靠、廣覆蓋特點的網絡基礎設施，5G網絡恰逢其時地滿足了工業互聯網的數據傳輸需求。另一方面，國際電聯定義的5G三大應用場景：增強型移動寬帶（eMBB）、大規模機器類型通信（mMTC）、超可靠和低時延通信（uRLLC），其中針對普通移動用戶的場景只有eMBB，而mMTC和uRLLC主要針對機器與機器、人與機器的互聯互通，工業互聯網作為機器通信的主要應用領域，間接推動了5G網絡的加速部署。

我國目前高度重視工業互聯網和5G產業發展，聚焦化工、機械、船舶、飛機制造、電力等工業領域，積極推進5G與工業互聯網的融合應用和創新發展。“5G﹢工業互聯網”將形成新一代信息通信技術與先進制造業深度融合的新興業態與應用模式。

“5G﹢工業互聯網”

如何賦能工業生產？

“5G﹢工業互聯網”促進工業生產的網絡化、智能化

目前，工業企業OT和IT底層網絡通常是基于有線網絡，隨著工業現場環境的復雜化，越來越多的工業場景逐步采取無線傳輸方式。工業領域使用的無線通信協議和傳統通信行業相比，存在協議眾多、標準缺失、兼容性差等弊端，制約了工業設備的全面互聯互通。通過將5G技術與工業PON、MEC（移動邊緣計算技術）等相結合，能夠降低工業場景下的協議轉換和設備接入難度，提升工業互聯網異構數據接入能力，有效解決設備互聯的問題。

基于5G網絡的工業移動專網具有大帶寬、廣連接、高可靠、低時延特性，同時能夠實現私網部署、生產數據不外流的密閉性和安全性，成為支撐工業互聯網的無線網絡不二之選。此外，網絡切片、邊緣計算、TSN等技術的日臻完善，將進一步加速工業企業運營系統數據和信息系統的交叉，進而實現工業大數據的跨層互聯。雖然當前工業通信連接中無線連接占比僅為10%，但隨著網絡技術的更新迭代，未來工業通信連接中無線連接將迎來高速發展和更加廣泛的應用，這個過程中，5G無疑將發揮重要作用。

“5G﹢工業互聯網”加速工業生產的數字化、柔性化

目前，工業企業內部網絡無法支撐工業互聯網場景下的海量數據實時傳輸和網絡同步，亟須進行基礎網絡升級改造，提升網絡傳輸帶寬。5G作為下一代通信網絡，具備大帶寬、低時延、海量連接的網絡特性，能夠提供端到端毫秒級時延和接近100%的高可靠性通信保障，滿足工業大數據傳輸需求和工業領域大量即時處理需求。

在工業互聯網場景下，智能制造系統中，典型的閉環控制過程周期低至毫秒級別，同時對可靠性也有極高的要求。未來工廠中，靜態的順序制造系統，越來越多地被新型模塊化生產系統取代，從而提供更高的靈活性和多用途適應性。5G在實現高可靠、低時延的基礎上，使海量工業數據能夠實時同步，進而帶來生產設備無線連接的靈活性，使得工廠生產系統模塊化和柔性制造成為可能，極大降低生產線重組的時間開銷及成本。

“5G﹢工業互聯網”助力工業生產虛擬化、遠程化

在未來的工業互聯網體系中，工業企業將更多地使用高清視頻監控、VR（虛擬現實）、AR（增強現實）等技術，實現虛擬化作業和遠程化作業。在生產過程中，要求這些智能設備間的密切協同和無碰撞作業，需要以無線方式，低時延、高可靠地進行實時數據交換。5G對于這些設備間的精密協作至關重要，可以大大提升制造效率。

5G﹢超高清視頻：4K（3840×2160，約830萬像素）超高清像素數為高清的4倍，理論清晰度為高清的2倍；8K（7680×4320，約3300萬像素）超高清分辨率為高清的16倍，理論清晰度為高清的4倍。

5G﹢AR：目前AR的應用已融入工業制造的交互、營銷、設計、采購、生產、物流和服務等環節，包括AR遠程協助、AR在線檢測、AR樣品展示等。利用基于5G的AR遠程協助，后臺專家可以通過語音視頻通信、AR實時標注進行遠程協作，實現了現場人員和遠程專家的“零距離”溝通，大大提高了工業生產效率。

5G﹢VR：目前VR在工業互聯網中主要應用在虛擬裝配、虛擬培訓、虛擬展廳等場景。基于5G的VR終端可以完全實現無線化和輕量化；由于云端內容與無線VR直連，不能被本地復制，進一步保護了數據安全；用戶互動數據傳輸到云端并進行計算，再反饋回本地終端，大大降低VR的成本。

“5G﹢工業互聯網”的機遇與挑戰

盡管工業互聯網與5G在工業場景中形成了一批典型應用案例，但由于目前工業網絡連接仍以現場總線和工業以太網為主，兩者的融合發展面臨著諸多挑戰：第一，5G網絡建設成本較高，據估算，5G基站耗電量約是相同覆蓋半徑下4G基站的9倍到10倍，在一定程度上限制了5G技術在工業企業尤其是中小型工業企業中的推廣部署和應用。第二，我國5G核心電信設備和部分終端設備的核心器件依賴進口。在標準制定方面，融合應用的標準體系尚未建立，工業數據上云、上平臺的分類分級標準體系尚不完備。第三，工業互聯網和5G網絡的網絡架構較為開放，將打破傳統工業領域相對封閉可信的網絡環境，使網絡攻擊直達生產內部，對工業安全技術體系、標準體系、認證體系等提出新的要求。

“5G﹢工業互聯網”充分發揮5G網絡高可靠和低時延的技術優勢，助力工業企業實現人與機器、機器與機器的全面通信，海量設備無線連接以及虛擬場景的實時同步和遠程作業，賦能工業生產過程的網絡化、柔性化、虛擬化發展。5G與工業互聯網相輔相成，必將在未來我國工業領域數字化轉型進程中扮演重要角色。