今日与大家分享中国电信研究院行业应用研究所发布的“5G+工业互联网”行业洞察报告——《我国“5G+工业互联网”行业发展研究报告》，旨在为我国电信运营商实现5G+工业互联网高质量发展提供参考。

　　四、我国5G+工业互联网发展模式特征分析

　　工业互联网是5G融合应用创新最为活跃的领域之一。我国5G商用2年多来，5G+工业互联网蓬勃发展，总结和提炼5G+工业互联网快速发展的背后的成功模式、经验及主要特征必将对进一步推进5G+工业互联网规模化发展具有重要意义。

　　在产品创新上，

　　逐步向为工业企业提供

　　“专网+平台+终端+应用”

　　5G一体化解决方案方向迈进

　　从近几年5G+工业互联网发展来看，5G主要是满足工业企业远程控制、信息采集、物资管理、高清图像和视频处理等场景化应用需求，助力传统企业数字化、智能化、绿色化转型。但我们同时看到，目前5G应用正从满足用户场景化需求向为垂直行业客户提供融入企业核心环节的整体化解决方案方向转变。如今，电信运营商为工业企业提供“专网+平台+终端+应用”的5G一体化解决方案的步伐正在加快，5G与工业互联网融合正向纵深发展。

　　形成一批5G+工业互联网应用创新标杆案例，

　　5G+工业互联网正处于标杆规模化推广阶段

　　近年来，在产业链各方共同努力下，5G+工业互联联网创新应用案例不断涌现，涌现出一批5G+工业互联网典型案例。2021年5月，工信部发布《“5G+工业互联网”十个典型应用场景和五个重点行业实践》，在电子设备制造业、装备制造业、钢铁行业、采矿行业、电力行业五大行业发布20个5G+工业互联网典型案例。如华为、海尔、格力、中兴等利用5G技术积极实践柔性生产制造、现场辅助装配、机器视觉质检、厂区智能物流等典型应用场景，显著提高了生产制造效率、降低了生产成本、提升了系统柔性，为电子设备制造行业实现数字化转型进行了有益探索。

　　2021年11月在武汉召开的中国5G+工业互联网大会上，工信部发布《“5G＋工业互联网”典型应用场景和重点行业实践（第二批）》，在石化化工行业、建材行业、港口行业、纺织行业、家电行业等五大重点行业发布20个行业标杆应用案例，旨在进一步推动5G+工业互联网规模化发展；2021年世界5G大会发布我国5G应用十大案例，5G+工业互联网案例达到6个，占比达到60%，它们分别是玉溪新兴钢铁5G数字孪生透明工厂、三一重工北京桩机厂5G智能制造、新元煤矿5G智慧矿山、青岛市5G智慧码头工程、中兴通讯南京滨江5G智能制造基地、广东南方5G智能电网，这些成功的应用案例充分展现了5G赋能工业企业数字化转型带来的价值，有利于推动5G示范应用场景的复制和推广。

　　2021年举办的第四届“绽放杯”5G应用征集大赛标杆赛评选中，28个项目获奖，其中金奖6个，银奖10个，铜奖12个。在这28个获奖中5G+工业互联网项目达到20个，占比高达71.4%，其中获得6个金奖中5G+工业互联网项目达到5个，分别是5G妈湾智慧港口项目、云南神火铝业5G边缘云有色金融智慧工厂、宝钢湛江钢铁5G工业远程控制应用创新、基于5G工业互联专网的美的集团世界灯塔工厂和5G助力智慧港口、绿色港口建设，这些获奖的标杆案例有助于5G+工业互联网规模化推广。

　　5G+工业互联网建网模式逐步清晰

　　5G+工业互联网建网模式主要有三种模式：一是基于公网的5G虚拟专网。利用5G切片技术形成端到端“切片子网络”，适用中小企业。二是基于用户面下沉的建网模式。适用场景为大型制造企业、港口、煤矿等，优势是UPF/MEC部署于企业内部，可保障网络低时延，企业业务数据不出园区，保障数据隐私安全。三是基于资源独享的5G局域专网。需授权5G专网频段，由工业企业自建专网，目前应用案例较少。目前，5G+工业互联网建网模式逐步清晰，基于用户面下沉的建网模式是主流模式，越来越成为工业企业的5G专网首选。

　　我国5G+工业互联网发展仍处于导入期

　　我国5G商用2年多来，我国5G+工业互联网蓬勃发展，市场接受度不断提高，但我们分析认为，当前我国5G2B发展依然是靠政策拉动的，而且5G+工业互联网用户主要是行业领先企业，5G行业渗透率低，如家电行业的格力、美的，制造业的三一重工，钢铁行业的宝钢集团、湘钢，等等。此外，目前5G+工业互联网发展投入大、产出少，还没有找到可复制推广的模式。我们根据5G+工业互联网项目与规模以上工业企业数，初步计算出目前我国规模以上工业企业5G行业渗透率只有5%左右，进一步说明5G+工业互联网市场还没有真正激发起来，我国5G+工业互联网发展仍处于导入期，加快5G+工业互联网发展任重而道远。

　　煤矿、港口、钢铁、装备制造业、家电企业、电力行业等

　　在很大程度上5G是这些行业刚需

　　如煤炭行业，5G是解决煤炭行业生产安全、实现少人化无人化的重要技术，从根本上改变传统矿业的开采、运营、管理模式。可以说，5G是煤炭行业数字化转型的刚需，而不是可有可无。当前，“5G+工业互联网”在煤矿行业得到广泛而深入的应用就是明证。对于工业互联网来说，5G、边缘计算技术、网络切片、UPF技术等等可以解决数据时延、带宽、安全性等问题，能够满足和解决工业企业对高带宽、低时延和高可靠性的要求，决定了5G在港口、钢铁、家电企业、装备制造业等行业的快速发展。从近几年5G行业创新应用案例来看，5G+工业互联网应用案例80%以上来自于港口、钢铁、装备制造业、家电企业、电力行业等行业。可以说，这些行业对5G技术刚性需求十分显著，这一特征有利于5G规模化推广和发展。

　　电信运营商在面向工业企业提供5G+工业互联网解决方案中

　　起牵头地位处于主流模式

　　从为工业企业提供5G整体化解决方案的主角（或牵头者）来看，根据工业企业5G需求的差异性、客户实力的不同以及5G产业链主要合作伙伴实力的差异，这一主角目前主要有电信运营商、设备制造商（或解决方案提供商或云服务商）以及工业制造企业三大类。电信运营商直接面对客户，拥有5G通信网络资源的关键能力、大数据、云计算服务等天然优势，在赋能千行百业中发挥着不可替代的重要作用。因此，上述三种合作模式中，以电信运营商为集成商的合作模式是主流模式，这从目前5G+工业互联网应用案例来看，电信运营商毫无疑问是5G+工业互联网解决方案提供者、整合者和组织者，电信运营商仍是推动5G+工业互联网融合发展的主力军，但面临的挑战和竞争压力越来越大，这无疑对电信运营商跨界整合能力、业务创新能力提出更高更新的要求。

　　五、我国5G+工业互联网典型案例

　　自2019年6月我国5G正式商用以来，我国5G+工业互联网融合应用加速发展，涌现出一批典型应用案例，这些应用案例主要聚焦在煤矿行业、设备制造、港口码头、家电企业、钢铁行业、建材行业等领域，形成了良好的示范效应。这里我们简单介绍6个5G+工业互联网典型案例（见表2），希望对进一步推进5G+工业互联网规模化发展起到良好的示范引领作用，更好地赋能工业企业数字化转型。

　　表2  5G+工业互联网六大典型案例

　　案例1

　　煤矿行业——小保当煤矿

　　小保当煤矿是陕西煤业化工集团下属的煤矿企业，2020年12月入选国家首批智慧化示范煤矿建设名单，致力于打造行业一流智慧矿井成为小保当煤矿的发展目标。

　　小保当煤矿与中国电信、华为、慧拓智能机器有限公司等合作伙伴合作，实现5G、云计算、人工智能等技术与智慧煤矿的深度融合，实现真正的智慧煤矿，将矿工从繁重的工作中彻底解脱，提升了煤矿安全生产水平，大大提高了煤矿的开采效率。

　　在5G基站建设上，中国电信采用室外宏站与室内分布系统相结合的建设方式，保证用户的信号覆盖，对小保当煤矿办公区、生活区进行全覆盖，井下主要覆盖副斜井、辅运大巷、掘进工作面胶运顺槽、综采工作面、中央变电所、中央水泵房。在定制网方面，采用比邻模式推进井上井下一体化5G专网建设。新建5G+MEC将UPF下沉部署到小保当煤矿机房，实现智能化生产控制的低时延和高可靠性，对小保当5G专网数据实现本地闭环和数据不出园区。

　　图2  小保当煤矿5G解决方案示意图

　　基于中国电信5G虚拟专网，主要实现5G+煤矿智能开采、5G+无人驾驶、工业互联网混合云平台、矿工智慧安检等应用场景，实现小保山煤矿现智慧化管理、智慧化生产和智慧化调度，成功打造国家级智能化煤矿示范企业。

　　案例2

　　港口码头——山东青岛港

　　青岛5G智慧码头工程入选2021世界5G大会十大应用案例。近年来，青岛港综合运用5G等先进技术，对港口进行智能化改造，研发实施基于5G港口专网的智慧港口应用系统，有效推动港口自动化、绿色化和智能化。

　　2019年，中国联通联合爱立信、华为、振华重工等合作伙伴在青岛港自动化码头成功完成基于5G连接的自动岸桥吊车远程控制操作，率先实现毫秒级延时的工业控制信号和三十三路高清摄像头视频数据在5G网络的混合承载，支持实际生产中对自动岸桥吊车的无线控制和视频回传，性能表现稳定。青岛港5G港机远程控制是全球首例在实际生产环境下的5G远程桥吊操作，推动自动化码头再度升级。中国联通以“中国智慧”创造了自动化码头建设的“中国速度”。

　　目前，青岛港基于5G+MEC的企业专网，建成5G基站41个，配置2套边缘计算设备。如今，应用5G技术在港口实现船只进出港、岸桥装卸货、5G智慧巡检、水平运输、智能理货、堆场管理优化、集卡出入港和陆港联运等全场景应用落地，全面提升港口自动化、智能化水平，形成了可复制、可推广的5G智慧港口解决方案，有效地促进了行业技术进步，助力青岛港打造世界一流的智慧港口。

　　案例3

　　装备制造——三一重工

　　三一重工是我国最大的工程机械制造商，也是世界最大的混凝土机械制造商。三一重工作为工程机械制造企业，生产模式属于典型的离散制造模式，如今正面临数字化系统集成难、生产线效率低、数据采集难和信息孤岛多等诸多挑战。5G技术的应用为三一重工提供整体化解决方案，打造5G全连接工厂，助力三一重工数字化智能化转型。

　　中国电信联合华为等合作伙伴，为三一重工北京桩机工厂建成了“1+4”的新型5G+工业互联虚拟专网，其中，“1”为5G虚拟专网，“4”为5G虚拟专网中运用的5G网络切片、5G超级上行、5G边缘计算、5G专线等核心技术。

　　5G虚拟专网技术将用户面流量分流到三一重工内部网络，提供高性能计算，执行时延敏感的数据处理，并将机器视觉、低速移动驾驶等功能下沉到MEC边缘计算平台，并使用网络切片来保障网络不同业务的性能要求。

　　目前，通过5G+MEC+云+AI在三一重工北京桩机工厂实现5G+工业互联网多场景融合应用，建成5G全连接工厂。5G融合应用主要包括5G+智能网联AGV、5G+远程控制、5G+视频+AI识别、5G+机器视觉、5G+VR/VR（远程维护和指导、培训、辅助装配等）、5G+数据采集等。例如，通过5G智能网联AGV，实现超重、超大、超长物料自动配送及自动上下料，并和设备控制系统集成实现自动化生产；通过5G+远程控制实现5G牵引车自动驾驶和远程操控，实现了生产园区物流无人化；基于5G的高清视频结合云端AI识别技术，可对工厂人、机、料、法、环进行实时监控，自动识别危险施工、不规范作业、人员离岗、产线怠工、物料转运轨迹等，提升效率；通过5G机器视觉实现智能下料拣选、智能坡口、小件无人机加、智能焊接、视觉自动组对、自适应喷涂、大型工件自动装配等创新应用，实现安全、高效的无人化作业；基于5G的设备互联，建立管理驾驶舱，现场人、机、料数据实时回传，应用AI技术进行资源优化配置，还可通过监控设备开机率和作业率，发现制造黑洞，消除冗余浪费，减少设备等待浪费，优化设备工艺参数。

　　三一重工打造5G全连接工厂，创新5G+工业互联网制造新模式，实现制造全过程可追溯，极大地改善工作环境，提高生产效率，降低废品率，降低人工使用量，实现能源集中管理，具有标杆示范效应。

　　案例4

　　电子设备制造业——中兴南京滨江工厂

　　中兴通讯南京滨江工厂定位为中兴通讯全球5G智能制造基地。近年来，中兴通讯秉持“用5G制造5G”的理念，与中国电信合作，成功打造电子制造行业5G应用标杆。

　　打造基于边缘计算MEC构建5G虚拟企业专网。建设覆盖工厂及园区的5G专网，构建边缘计算MEC平台，提供5G企业虚拟专网服务，并基于园区数据中心搭建面向“互联网+”的协同制造云平台，推动5G技术与工业网络、工业软件、控制系统的融合，满足客户定制化、多元化、高安全的融合网络需求。

　　打造面向“互联网+”的协同制造云平台。以智能制造场景下的生产制造执行系统（MES）为主，通过集成企业资源计划系统（ERP），产品生命周期管理（PLM），集散控制系统（DCS），生产可视化系统（BI）等，实现数据高效共享及智能工厂内的高端装备智能互联、数据实时采集处理及工况协议自动解析。

　　推出基于5G虚拟专网的多元化5G应用场景。结合边缘计算MEC等在生产流程上部署云化AGV、8K机器视觉、云化PLC、智能仓储、工业穿戴、数字孪生、生产现场监测、生产自动化等十多个典型5G应用，全面覆盖了实时工业控制、设备环境监测、物料供应管理以及园区管理等重要场景，目前已经实现关键工序不良率、装配质量漏检率、周转效率的优化。例如，在生产线，利用5G大带宽、低时延的特性，实现5G+机器人、5G+机械臂完成运输上料、点胶、装配、贴标、检查共数十道工序的自动化作业，实现机器大量替代人工。在下沉至园区的MEC端部署AGV调度管理系统，与企业既有的数字化生产和物流管理系统业务融合，实现近40台AGV的自动化调度，以及多车联动、调度指令、实时位置、任务完成等信息的稳定可靠下达。

　　基于为南京滨江工厂提供“5G企业虚拟专网+协同制造云平台+5G工业应用”的综合解决方案的应用实践，中兴南京滨江工厂一方面解决了既有Wi-Fi连接信号不稳定问题，使得热点切换区域掉线率降低80%以上，另一方面实现了制造基地物料周转的完全无人化，厂区内货物周转效率提升15%。

　　案例5

　　钢铁行业——华菱湘钢

　　湖南华菱湘钢是国内现代化大型钢铁联合企业，是湖南省单体规模最大的国有企业。从2019年开始，华菱湘钢联合华为、中国移动启动了5G智慧工厂项目。利用5G+MEC技术建设生产园区全连接无线网络，从炼铁到炼钢再到轧钢等环节，解决网络碎片化和信息孤岛难题，在制造和管理中引入信息化、数字化和自动化解决方案，提高企业的生产效率和盈利能力。中国移动为华菱湘钢提供“5G专网+平台+应用”整体化解决方案，结合实际生产需求，落地5G十大应用场景，建设华菱湘钢三个中心（生产指挥中心、设备能源中心、ERP数据中心），实现华菱湘钢5G专网及应用的可视、可管、可控，帮助企业经营决策、生产管理、制造执行等流程和模式上的根本改变，实现传统制造企业高质量发展的转型升级。

　　目前，华菱湘钢采用SA独立组网，已建设完成厂区内部5G专网的全覆盖，共建设基站150多个，C-RAN机房建设2个，MEC边缘计算机房1个，网络性能达到上行≥200Mbps，下行≥1Gbps，传输时延≤20ms。目前，华菱湘钢已实现5G远控天车、5G无人天车、5G加渣机器人、5GAR辅助装配、5G超密视频回传、5G+OCR钢板识别、5G无人机巡检、5G+云转钢自动化、5G+云废钢定级、5G虚拟监控室、5G无人库房等10多个场景化融合应用落地。例如，通过天车远程操控，利用5G超大上行与下载速率，为操作员提供第一视角的高清视频，操作人员可在远程操控室实时操控天车卸车、吊运装槽、配合检修等作业，保障远程操控的精准度和实时性。加渣机器人利用5G手机实现远程一键启动，自动运行，降低工人在高温锅炉旁作业风险，提升作业安全性。疫情期间通过5G+AR远程辅助的应用，助力完成90%生产线装配，车间生产总效率提升超过20%。

　　湖南华菱湘钢通过与中国移动和华为公司的强强联合，打造智智慧工厂，成为全国首个5G钢铁行业标杆。

　　案例6

　　水泥行业——安徽海螺 

　　安徽海螺集团是世界500强公司，是全球水泥制造领军企业，也是我国最大的建材企业集团之一，组建于1996年，总部设在安徽省芜湖市。安徽海螺针对水泥生产过程中爆破巡检效率低、远程控制能力不足、工作环境恶劣、生产环节缺乏有效监测手段以及有线网络稳定性较差等痛点，海螺集团应用5G技术打造海螺水泥5G智能工厂，在行业产生较大的影响力。

　　中国电信联合华为、安徽国通亿创科技股份有限公司等合作伙伴，基于5G+MEC以及云边协同，共同为安徽海螺水泥厂提供比邻模式的5G定制网解决方案，满足海螺水泥多场景5G融合应用需求。从5G定制网方案来看，安徽繁昌海螺1个宏站配置超级上行，主要覆盖矿区；安徽全椒海螺2个宏站4个小区配置超级上行，主要覆盖矿区及厂区。在MEC落地和云边协同方面，在安徽繁昌海螺完成MEC落地，无人驾驶业务端到端时延从50ms降至12ms左右；在边缘侧实现AI算法计算，实时识别矿区人员及车辆。

　　图3  安徽海螺5G定制网解决方案

　　目前，海螺集团基于5G专网，实现360VR远程参观、无人机爆破巡检AI分析、远程水泵控制+数据采集、厂区高清+AI监控、堆料口阻堵塞AI分析检测、5G+AI+PLC远程控制、5G+AI矿区智能巡检、安全生产监控上云、传送带状态检测、5G+矿区无人驾驶等10多种5G场景化融合应用，大大提升海螺水泥数字化、网络化和智能化水平，进一步提升水泥矿山开采、运输、水泥生产各环节运作效率，实现海螺水泥向无人化工厂升级。

　　近年来，安徽海螺积极采用智能化、信息化技术，促进传统产业转型升级，率先建成了国内首个全流程水泥制造5G智能工厂，成为水泥行业的标杆应用示范，取得较高的社会影响力。