目前，新一輪科技革命和產業變革突飛猛進，資訊科技日新月異。5G、工業網際網路、大資料中心等新型基礎設施建設加快推進，日益成為
支撐實體經濟數字化、網路化、智慧化轉型升級的關鍵驅動
。2017年以來，我國深入實施工業網際網路創新發展戰略，網路、平臺、資料、安全四大體系穩步推進，工業網際網路標識解析加快發展，平臺化設計、智慧化製造、網路化協同、個性化定製、服務化延伸、數字化管理等創新模式不斷湧現。2019年6月6日，工業和資訊化部向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電4家基礎電信企業發放了5G商用牌照。我國5G商用穩步推進，已建成覆蓋全國所有地級以上城市的5G網路；工業、能源、交通、醫療等多個實體經濟行業5G應用蓬勃發展，為“5G+工業網際網路”融合創新奠定了堅實的產業基礎。
“5G+工業網際網路“的定義
“5G+工業網際網路”是指利用
以5G為代表的新一代資訊通訊技術
，
構建與工業經濟深度融合的新型基礎設施、應用模式和工業生態
。透過5G技術對人、機、物、系統等的全面連線，構建起覆蓋全產業鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系，為工業乃至產業數字化、網路化、智慧化發展提供了新的實現途徑，助力企業實現降本、提質、增效、綠色、安全發展。
5G與工業網際網路的融合將
加速數字中國、智慧社會建設，加速中國新型工業化程序，為中國經濟發展注入新動能
。在數字中國、智慧社會建設和新型工業化發展程序中，“5G+工業網際網路”將主要發揮
基礎性作用
、
聚合性作用
、
融合性作用
，推動產業升級與行業轉型。
什麼是“5G+工業網際網路”的內涵構成
基礎性作用
當前，工業網路無線化發展趨勢顯著，國際電信聯盟定義的5G三大技術場景與工業網際網路應用發展需求緊密契合。目前5G已可支援毫秒級空口時延，
能夠滿足很多垂直行業的數字化場景
，比如：港口、採礦、鋼鐵、建築、倉儲等行業的
遠端控制、無人控制
等場景都是基於5G國際標準R15版本進行的產業化創新和融合應用探索。R16標準進一步面向工業網際網路等應用，引入新技術支援低於1毫秒空口時延以及更高可靠性，將有力支撐工廠生產線內網控制、機器人控制、運動控制等低時延高可靠業務。
聚合性作用
5G不僅提供網路連線，更將與人工智慧、大資料、雲計算等有機結合並帶動相關技術創新和產業發展。5G的推廣和應用過程，即是
5G與各類資訊通訊技術聚合創新的過程
。5G加速了通訊技術、資訊科技、控制技術深度融合，推動通訊與感知、計算、控制朝著深度耦合方向邁進；5G將人工智慧、物聯網、雲計算、大資料、邊緣計算等新興技術深度整合，形成雲、網、邊、端全鏈條能力，打造以5G為中心的泛智慧整合設施；進而與區塊鏈、增強現實/虛擬現實、全息影像等技術融合創新，支援各類工業場景和應用。
融合性作用
我國工業門類眾多，企業所處階段不同，需求差異性大，個性化更為突出。“5G+工業網際網路”必須與工業特有的技術、知識、經驗緊密結合，由淺入深、循序漸進，由生產監測、遠端服務、智慧物流等基礎環節向數字化研發、機器視覺檢測、精準裝置控制等關鍵環節延伸，這一過程複雜性高、難度大，
需要各相關部門協同配合，充分調動產業各方的積極性和創造性
，共同打好“團體賽”。
“5G+工業網際網路”的應用場景
根據“5G+工業網際網路”賦能工業研發設計、生產製造、質量檢測、故障運維、物流運輸、安全管理等環節情況，從生產環節突出、經濟效益性好、實際操作性高、複製推廣性強等因素考慮，遴選出協同研發設計、遠端裝置操控、裝置協同作業、柔性生產製造、現場輔助裝配、機器視覺質檢、裝置故障診斷、廠區智慧物流、無人智慧巡檢、生產現場監測
十大典型應用場景
，提出具體場景內涵和實施基礎條件。
協同研發設計
主要包括
遠端研發實驗
和
異地協同設計
兩個環節。
遠端研發實驗是指利用5G及增強現實/虛擬現實（AR/VR）技術
建設或升級企業研發實驗系統
，實時採集現場實驗畫面和實驗資料，透過5G網路同步傳送到分佈在不同地域的科研人員；科研人員
跨地域線上協同操作完成實驗流程
，聯合攻關解決問題，加快研發程序。
異地協同設計是指基於5G、數字孿生、AR/VR等技術
建設協同設計系統
，實時生成工業部件、裝置、系統、環境等數字模型，透過5G網路同步傳輸設計資料，
實現異地設計人員利用洞穴狀自動虛擬環境（CAVE）模擬系統、頭戴式5G AR/VR、5G行動式裝置（Pad）等終端接入沉浸式虛擬環境
，
實現對2D/3D設計圖紙的協同修改與完善
，提高設計效率。
遠端裝置操控
指綜合利用5G、自動控制、邊緣計算等技術，
建設或升級裝置操控系統
，透過在工業裝置、攝像頭、感測器等資料採集終端上內建5G模組或部署5G閘道器等裝置，
實現工業裝置與各類資料採集終端的網路化
，裝置操控員可以透過5G網路遠端實時獲得生產現場全景高畫質影片畫面及各類終端資料，並透過裝置操控系統實現對現場工業裝置的實時精準操控，有效保證控制指令快速、準確、可靠執行。
裝置協同作業
指綜合利用5G授時定位、人工智慧、軟體定義網路、網路虛擬化等技術，建設或升級裝置協同作業系統，在生產現場的工業裝置，以及攝像頭、感測器等資料採集終端上內建5G模組或部署5G閘道器，透過5G網路實時採集生產現場的裝置執行軌跡、工序完成情況等相關資料，並綜合運用統計、規劃、模擬模擬等方法，將生產現場的多臺裝置
按需靈活組成一個協同工作體系，對裝置間協同工作方式進行最佳化
。
根據最佳化結果對製造執行系統（MES）、可程式設計邏輯控制器（PLC）等工業系統和裝置下發排程策略等相關指令，
實現多個裝置的分工合作
，減少同時線上生產裝置數量，提高裝置利用效率，降低生產能耗。
指數控機床和其他自動化工藝裝置、物料自動儲運裝置透過內建5G模組或部署5G閘道器等裝置接入5G網路，
實現裝置連線無線化，大幅減少網線布放成本、縮短生產線調整時間
。透過5G網路與多接入邊緣計算（MEC）系統結合，部署柔性生產製造應用，滿足工廠在柔性生產製造過程中對實時控制、資料整合與互操作、安全與隱私保護等方面的關鍵需求，支援生產線根據生產要求進行快速重構，
實現同一條生產線根據市場對不同產品的需求進行快速配置最佳化
。
同時，柔性生產相關應用可與企業資源計劃（ERP）、製造執行系統（MES）、倉儲物流管理系統（WMS）等系統相結合，將使用者需求、產品資訊、裝置資訊、生產計劃等資訊進行實時分析、處理，
動態制定最優生產方案
。
現場輔助裝配
指現場工作人員透過內建5G模組或部署5G閘道器等裝置，
實現AR/VR眼鏡、智慧手機、PAD等智慧終端的5G網路接入
，採集現場影象、影片、聲音等資料，透過5G網路實時傳輸至現場輔助裝配系統，
系統對資料進行分析處理，生成生產輔助資訊
，透過5G網路下發至現場終端，實現操作步驟的增強影象疊加、裝配環節的視覺化呈現，幫助現場人員進行復雜裝置或精細化裝置的裝配。
另外，專家的指導資訊、裝置操作說明書、圖紙、檔案等也可以透過5G網路實時同步到現場終端，現場裝配人員簡單培訓後即可上崗，
有效提升現場操作人員的裝配水平，實現裝配過程智慧化，提升裝配效率
。
機器視覺質檢
指在生產現場部署工業相機或鐳射器掃描器等質檢終端，透過內嵌5G模組或部署5G閘道器等裝置，
實現工業相機或鐳射掃描器的5G網路接入
，實時拍攝產品質量的高畫質影象，透過5G網路傳輸至部署在MEC上的專家系統，專家系統基於人工智慧演算法模型進行實時分析，對比系統中的規則或模型要求，判斷物料或產品是否合格，
實現缺陷實時檢測與自動報警，並有效記錄瑕疵資訊，為質量溯源提供資料基礎
。
同時，專家系統可進一步將資料聚合，上傳到企業質量檢測系統，根據週期數據流完成模型迭代，透過網路
實現模型的多生產線共享
。
裝置故障診斷
指在現場裝置上加裝功率感測器、振動感測器和高畫質攝像頭等，並透過內建5G模組或部署5G閘道器等裝置接入5G網路，
實時採集裝置資料，傳輸到裝置故障診斷系統
。裝置故障診斷系統負責對採集到的裝置狀態資料、執行資料和現場影片資料進行全週期監測，建立裝置故障知識圖譜，
對發生故障的裝置進行診斷和定位
，透過資料探勘技術，
對裝置執行趨勢進行動態智慧分析預測
，並透過網路實現
報警資訊、診斷資訊、預測資訊、統計資料
等資訊的智慧推送。
主要包括
線邊物流
和
智慧倉儲
。
線邊物流是指從生產線的上游工位到下游工位、從工位到緩衝倉、從集中倉庫到線邊倉，
實現物料定時定點定量配送
。
智慧倉儲是指透過物聯網、雲計算和機電一體化等技術
共同實現智慧物流，降低倉儲成本、提升運營效率、提升倉儲管理能力
。透過內建5G模組或部署5G閘道器等裝置可以實現廠區內自動導航車輛（AGV）、自動移動機器人（AMR）、叉車、機械臂和無人倉視覺系統的5G網路接入，部署智慧物流排程系統，結合5G MEC+超寬頻（UWB）室內高精定位技術，可以實現
物流終端控制、商品入庫儲存、搬運、分揀等作業全流程自動化、智慧化
。
指透過內建5G模組或部署5G閘道器等裝置，實現巡檢機器人或無人機等移動化、智慧化安防裝置的5G網路接入，
替代巡檢人員進行巡邏值守，採集現場影片、語音、圖片等各項資料
，
自動完成
檢測、巡航以及記錄資料、遠端告警確認等工作；相關資料透過5G網路實時回傳至智慧巡檢系統，智慧巡檢系統利用影象識別、深度學習等智慧技術和演算法處理，綜合判斷得出巡檢結果，有效提升安全等級、巡檢效率及安防效果。
生產現場監測
指在工業園區、廠區、車間等現場，透過內建5G模組或部署5G閘道器等裝置，各類感測器、攝像頭和資料監測終端裝置接入5G網路，採集環境、人員動作、裝置執行等監測資料，回傳至生產現場監測系統，
對生產活動進行高精度識別、自定義報警和區域監控
，實時提醒異常狀態，實現對生產現場的
全方位智慧化監測和管理
，為安全生產管理提供保障。
當前，“5G+ 工業網際網路“已經從單點區域性的特色業務逐步轉變為整合化、系統化的應用。5G與工業網際網路的融合為工業行業智慧化、數字化、網路化的發展與轉型提供了技術支援與平臺支援，從生產外圍環節逐步延伸至研發設計、生產製造、質量檢測、故障運維、物流運輸、安全管理等核心環節。未來，5G將繼續向工廠現場控制層面延伸。
