5G五周年 | 5G如何推动智能制造的革新？
【慧聪通信网】编者按：今年是5G发牌和正式商用5周年。整体来看，我国网络建设稳步推进，已建设开通5G基站达374.8万个，5G网络覆盖全国所有地市、县城城区，5G移动电话用户达8.74亿户，5G用户普及率超60%。5G案例已超9.4万个，行业应用已融入97个国民经济大类中的74个，在工业、矿业、电力、港口等行业规模复制，加速经济社会数字化转型。
为全面回顾5G这五年来的成绩，深入探讨当前5G发展现状，通信世界全媒体特策划“千行百业话5G”系列对话，聚焦5G在千行百业的应用案例与经验分享，推动5G技术的进一步普及与应用，为未来5G的持续发展提供借鉴和启示。
当前，智能制造正引领全球制造业变革。5G技术凭借高速、低延迟、大容量等特性，有力推动智能制造发展。5G在智能制造领域的应用现状究竟如何？又面临着哪些挑战和难点？其未来的发展前景又将是怎样的呢？在近日由通信世界全媒体举办的“千行百业话5G”系列对话中，行业嘉宾对此进行了深入的探讨。
5G技术正逐渐渗透到工业生产各环节
自2019年工信部发布5G商用牌照以来，5G技术正逐渐渗透到工业生产的各个环节。5G与工业互联网的深度融合，为工业制造带来了前所未有的变革。
“从全球视角来看，无论国内还是国外的工厂，都在探索一种无线技术，以加快工业企业的柔性生产。特别是当前市场需求变化越来越快，企业内部产线的调整需求也非常大。而5G正好能通过其无线化特性和超远距离的使用，为企业的产线调整提供了一定的网络条件。”中国信息通信研究院技术与标准所副主任、工业互联网产业联盟副秘书长沈彬讲道。5G应用从视频巡检等外围环节向研发设计、生产制造、运维管理、产品服务等各环节深入拓展，涌现出机器视觉质量检测、现场辅助装配等20大典型场景。
五年来，5G技术赋能各行业能力显著提升。中国联通研究院无线技术研究中心总监李福昌阐述了中国联通在5G专网技术上的持续进步与革新。从5G专网1.0逐步演进到工业2.0、3.0，直至现今的5G工业制造专网，5G技术在大幅提升网络能力的同时，与大数据、云计算等先进技术紧密结合，为用户提供了更为强大的数据分析处理功能等，这一系列的升级换代进一步深化了5G在智能制造领域中的应用。
“值得一提的是，5G与工业之间的关系并非仅仅是5G单向地向工业助力。工业本身也正在经历新一轮的开放式自动化变革，也需要进行数字化改造。而5G的到来恰逢其时，为这一变革提供了强大的支持。”艾灵首席科学家俞一帆表示。
可能有人会产生疑问，5G是否与4G相似，或者是否过早地推动了5G的发展。在用友网络智能制造事业部助理总经理张雷鸣看来，5G的更多应用体现在To B行业中。To B行业，特别是工业域，对实时性有着极高的要求，而5G的低延迟特性恰好能满足这一需求。5G对于解决方案提供商而言，不仅仅是一种基础设施能力，更是推动解决方案、软件和业务场景创新的关键。可以说，没有5G技术的支持，很多创新可能无法实现。
5G网络需底层改动，以满足工业自动化需求
尽管5G技术为智能制造领域带来了前所未有的发展机遇，然而在实际应用过程中，也面临着一系列的挑战和难点。
李福昌认为，要更深入地理解行业需求，通信与垂直行业的相互理解仍需加强。统一技术标准虽能降低成本，但也要考虑行业差异，要在个性中寻找共性。
其次是5G能力需要进一步提升，需要加强有线和无线的融合以及连接和计算的融合，以提升整体解决方案。
在工业自动化领域，长期存在多样化的系统和标准，且系统的更新换代是一个逐渐演变的过程，而非一蹴而就的替换。因此，在推行5G技术时，通信行业所追求的统一标准与工业自动化领域的多样性之间产生了显著的矛盾。
俞一帆结合实际项目经验指出，5G网络的统一安全体系与工业化安全体系之间可能存在碰撞。为了满足工业自动化的安全需求，需要对5G网络进行大量底层的改动。此外，5G基站的部署和配置涉及大量参数，规模部署成本高。为了实现5G网络在智能制造中的广泛应用，需要简化5G网络的操作难度，并提高其与传统工业自动化系统的兼容性。
在实践中，工厂采纳5G技术并非仅仅为了技术本身，而是为了解决实质性问题和提升运营效率。单一的5G技术并不能完全满足需求，而是需要与边缘计算、工业软件以及工业互联网平台等技术综合应用，提供全面的解决方案。
沈彬认为，工业企业也需要进行相应的改造以适应和利用这些新技术。例如，实现设备的联网化，以便更好地与底层基础设施相衔接。同时，结合当前热门的人工智能技术，进一步提升工业企业的运营效率等。不过，在5G网络构建方面，虽然投入了大量资源，但其价值并不仅仅体现在5G网络本身，而是更多地通过提升产品质量、生产效率、运维水平，以及增强企业在市场变化中的应对能力和创新能力来显现。
标杆案例为鉴，优化5G应用实践
随着5G技术的日益成熟以及绿色化、智能化、高端化的理念深入各个行业，5G工厂的火越吹越旺。
从2022年发布《5G全连接工厂建设指南》，到2023年发布《2023年5G工厂名录》，全国已经收纳300个已经建设完成的5G工厂，涉及到26个省、自治区和直辖市，覆盖包括制造业、采矿业等25个国民经济大类。值得一提的是，这些5G工厂所采用的生产模式，为广大企业提供了可借鉴的标杆，推动着工业生产向更高效、更智能的方向发展。
“借助标杆案例，工厂可以通过复制成功场景来优化自身生产模式。尽管各工厂需求不同，但可提炼出技术和基础设施建设的共通点，形成可复制的标杆模式，助力技术创新共享。”沈彬表示。
对于如何应用5G，李福昌建议可以从以下几个方面入手：
首先，深入了解企业的实际情况。对于初创或中小企业，引入5G和5G-A时可以更加大胆创新，而对于智能化程度已经较高的企业，则需要考虑如何与现有基础设施协同发展。
其次，明确5G专网或数字化转型的目标方向。如果仅定位于生产管理类应用，实施难度相对较低，因为视频监控、生产调度等应用已经比较成熟。但如果要实现核心生产环节全数字化、全5G化，那么技术方案的难度就需要综合考量了。
最后，注重生态合作也是关键。对于工厂等中小企业而言，很难通过自身规模来带动产业链，与运营商、设备商、平台厂商等的协同合作，能更好地降低成本，推动数字化改造。
“企业的边界是有限的，它可能取决于企业规模、市场、资金，但是生态的边界是无限的，它有很大的想象空间。”张雷鸣补充道。
对于服务厂商而言，在建设5G工厂或在企业中部署5G时，IT技术与管理是紧密结合的。张雷鸣讲道，企业内部IT人员需要懂管理、懂运营。这对于建设5G工厂和智能制造体系具有极大的帮助，可以更好地将5G技术融入企业的实际运营中，从而提升企业的整体效率。
从蒸汽机时代到电气化时代，从电气化时代到信息时代，每一个时代都有与其特点相对应的制造工厂。如今，随着从信息时代向智能时代进发，全球制造业正在经历工业4.0变革。展望未来，5G智能制造将会呈现怎样的发展趋势呢？
沈彬认为，随着5G技术全面应用于工业领域，当前工业网络布局错综复杂的结构将发生变化。在5G的赋能下，工业网络将实现无线化、简洁化，整个网络布局将变得清晰。此外，5G技术还将实现生产的可视化管理、资源的实时调度和灵活应用，从而推动工业的快速发展和智能化转型。
