5G-与工业互联网融合应用发展白皮书

5G与工业互联网融合应用发展白皮书工业互联网产业联盟（AII）5G应用产业方阵（5GAIA）2019年10月I目录第一章5G+工业互联网应用发展现状............................................11.1全球5G+工业互联网政策及应用现状.................................11.2我国5G+工业互联网政策及应用现状.................................3第二章5G+工业互联网应用场景及需求........................................52.1概述...................................................................................52.25G+超高清视频..................................................................62.35G+AR...............................................................................82.45G+VR...............................................................................82.55G+无人机.........................................................................92.65G+云端机器人................................................................112.75G+远程控制....................................................................122.85G+机器视觉....................................................................132.95G+云化AGV..................................................................14第三章5G+工业互联网应用的网络架构......................................163.1概述.................................................................................163.2切片网络架构...................................................................173.3边缘计算网络架构............................................................19第四章5G+工业互联网应用的典型案例......................................21案例1：5G+电子制造............................................................21案例2：5G+港口...................................................................23案例3：5G+电网...................................................................27II案例4：5G+家电制造............................................................29案例5：5G+物流仓储............................................................31第五章5G+工业互联网应用的主要挑战......................................325.1工业场景基础设施数字化改造有待增强............................325.2ICT与OT企业跨行业对接不足........................................335.3产业发展驱动存在问题....................................................34第六章5G+工业互联网应用的发展建议......................................356.1加大ICT/OT行业的对接交流...........................................356.2提供融合应用政策保障，完善产业发展体系.....................361第一章5G+工业互联网应用发展现状5G是新一代移动通信系统，5G与工业融合之后，逐步成为支撑工业生产的基础设施。5G与工业生产中既有研发设计系统、生产控制系统及服务管理系统等相结合，可以全面推动5G垂直行业的研发设计、生产制造、管理服务等生产流程的深刻变革，实现制造业向智能化、服务化、高端化转型。1.1全球5G+工业互联网政策及应用现状目前，世界各国都在以制定政策和成立联盟的方式加快推动5G与工业互联网的融合发展，并已开展了5G+工业互联网应用的初步探索。2017年起，美国就开始着手5G的应用并逐步扩大，美国联邦通信委员会（FCC）通过设立5G基金等方式推进5G向精准农业、远程医疗、智能交通等领域渗透。“5G美洲”是美国的一个工业贸易组织，主要由领先的电信服务提供商和制造商组成。“5G美洲”通过发布涉及5G+工业应用的白皮书来推动5G技术在美洲工业领域的应用，例如在2018年11月发布了垂直行业内用于自动化的《5G通信白皮书》和《5G高可靠低时延通信支持的新业务和应用》白皮书，在2018年3月发布了《蜂窝V2X通信到5G》白皮书。与此同时，美国电信运营商也加快了5G与制造业融合的应用实践，例如美国电信运营商AT&T与三星电子在德克萨斯州打造了美国第一个专注于制造业的25G应用测试平台，并且探索了工业设备状态监测、员工培训等5G应用。欧盟早在2016年就发布了“5GActionPlan”,并在2018年启动了5G规模试验。2018年4月，欧盟成立工业互联与自动化5G联盟（5G-ACIA），联盟集合了OT龙头企业、ICT龙头企业、学术界等完整的生态系统，共同推进对工业需求的理解并向3GPP标准导入，同时探讨5G用于工业领域所涉及的话题，包括组网架构、运营模式、频谱需求等。2018年7月，欧洲5G研究计划——5G公私合作伙伴关系（5GPPP）正式启动了第三阶段的研究，其中5GVerticals创新基础设施项目通过提供端到端（E2E）设施，支持工业、港口等垂直行业应用的端到端试验。德国作为工业4.0的发起国，更是通过“5GStrategyforGermany”和“DigitalStrategy2025”推进5G在德国的应用，尤其是在工业领域，以西门子、博世为代表的OT企业积极推进5G服务工业的应用研究与实践，并在汉诺威工业展上展示了基于5G的AGV应用等研究成果。欧盟各国电信运营商也纷纷与制造企业合作开展5G应用探索，如英国伍斯特郡5G工厂，探索使用5G进行预防性维护、机器维护远程指导等应用。在亚洲，日本确定了2020年东京奥运会实现5G大规模商用部署的目标，5GMF组织推动了5G规模试验，同时日本发布了“WhitePaperonManufacturingIndustries”以推进5G在工业领域的应用。韩国于2018年底成为全球第一个向公众提供基于3GPP标准的5G商用服务国家，同时韩国发布了“ManufacturingIndustryInnovation3.0”，3推进制造创新发展。韩国在2019年4月发布5G+战略，确定五项核心服务和十大5G+战略产业，其中智慧工厂是五项核心业务之一。韩国三大电信运营商在2018年12月推出的5G网络服务主要聚焦在企业侧，首批用户均为制造厂商。韩国SK电讯的第一个5G客户锁定为汽车配件商明化工业，为其提供5G+AI机器视觉质检服务，资费模式因客户而定制。LGU+的第一个5G客户是从事工业机械和先进零件的公司斗山工程机械，LGU+与其共同开发了5G远程控制挖掘机。此外，加拿大（“DigitalCanada150”）、澳大利亚（“DigitalEconomyStrategy”）、新加坡（“SmartNation2025”）、沙特阿拉伯（“Vision2030supportsdigitaleconomygrowth”）、印度（MadeinIndiaandDigitalIndiaforthefuture）、巴西（“EfficientBrazilStrategy”）、俄罗斯（“DigitalEconomyStrategy”）、泰国（“Thailand4.0”）、马来西亚（“DigitalMalaysia”）等发达国家以及发展中国家也都制定了数字化战略，直接或间接地为5G服务工业提供了国家战略支持。1.2我国5G+工业互联网政策及应用现状我国高度重视5G与工业互联网的融合发展，各省市也纷纷制定政策推进5G+工业互联网的应用示范落地。2017年11月，国务院印发《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，明确将5G列为工业互联网网络基础设施，并开展5G面向工业互联网应用的网络技术试验，协同推进5G在工4业企业的应用部署。2019年1月，工业和信息化部发布《工业互联网网络建设及推广指南》，工作目标中指出到2020年，形成相对完善的工业互联网网络顶层设计，初步建成工业互联网基础设施和技术产业体系。5G作为工厂外网及内网重要组成部分，将在标准、标杆网络、公共服务平台、测试床等方面获得国家项目及政策支撑。2019年，工业和信息化部在工业互联网创新发展工程中设置工业互联网企业内5G网络化改造及推广服务平台项目，支持5家国内工业企业及联合体开展5G内网部署模式、应用孵化推广、对外公共服务等方面开展探索。2019年8月，工业和信息化部在上海中国商用飞机有限责任公司召开“5G+工业互联网”全国现场工作会议，会议首次提出落实“5G+工业互联网”512工程，加强试点示范、应用普及、培育解决方案供应商，加快“5G+工业互联网”在全国推广普及。同时我国已有十几个省市地区发布了5G产业规划，北京、上海、广东、深圳、浙江、福建等地都将5G与工业的融合应用作为产业规划的重点。浙江省明确提出开展“5G+工业互联网”试点示范，在重点企业打造人、机、物全面互联的工厂物联网网络体系，推进5G与物联网、人工智能的融合应用。在5G+工业互联网的应用方面，我国以5G应用产业方阵和工业互联网产业联盟为跨界合作交流平台，以“绽放杯”5G应用征集大赛为抓手推动5G向工业互联网领域渗透，涌现出一大批优秀的5G+工业互联网应用示范企业，如中国上飞、杭汽轮、精功科技、青岛港、5南方电网等。依托5G网络，中国上海飞机制造有限公司实现了大飞机制造的智慧工业园区，青岛港已成为全球首个5G试点智慧港口，南方电网实现了电力场景采集和控制类关键业务的智能化改造。中国电信、中国移动、中国联通三大电信运营商纷纷制定计划，推进5G应用的落地和发展。中国电信正在积极推进5G+工业互联网的创新研发工作，坚持SA发展方向，引领行业发展，通过5G网络切片、行业MEC、工业互联网平台等自主研发成果，助力企业数字化转型。中国移动全面实施“5G+”计划，通过推进5G+4G协同发展、5G+AICDE融合创新、5G+Ecolo