工业互联网如何从5G商用中获益？

 随着国内5G商用牌照在今年6月正式发放，国内商用布局浪潮继续提速。包括三大运营商就5G网络搭建、组网深入布局，芯片厂商、设备厂商的硬件及终端设备的研发跟进。

与此前移动互联网发展以实现设备互联为主要目标有所不同，5G从最初的三大应用场景定位就已经将人、机、物的互联，将物联网作为主战场。因而，现在备受关注的大视频、云游戏只是5G面向C端布局比较火的概念，包括低延时、大带宽、广连接特性及其他特性带来更多改变改变的，其实是在垂直产业应用中，包括工业互联网。

工业互联网作为近两年来物联网发展最火，也是产业应用的关键方向。5G的到来能为工业互联网带来怎样的变革?“5G商用提前批”有哪些技术布局重点?“5G商用提前批”已经在工业互联网上进行了哪些布局?……

6月23日，在由中国工业互联网研究院举办的「5G商用与深化工业互联网创新发展」研讨会上，包括三大运营商、华为在内的技术专家就各自对当下5G商用的理解和布局进行了分析，站在5G商用布局初期，各家就5G与工业互联网的技术结合点、产业布局思路、场景应用能力进行了复盘和探讨。

5G与工业互联网融合的趋势与问题

如果说工业互联网是全要素、全产业链、全价值链的全面连接，5G则是实现这样全面连接的一项基础设施。也正因如此，5G和工业互联网的融合应用已经成为又一全球技术应用趋势。

2018年9月，AT&T与三星电子美国公司(SEA)和三星奥斯汀半导体有限责任公司(SAS)合作，在德克萨斯州奥斯汀创建了美国首个以制造业为主的5G创新区，致力于提供对5G如何影响制造的真实世界的理解，并提供对智能工厂未来的洞察。

2018年12月，韩国三大运营商SK电讯、KT和LG U+同时推出面向汽车制造、机械制造企业的5G服务，旨在通过启动智能工厂服务加速布局工业互联网应用，提高制造业业务效率和竞争力。

2019年2月，三星、思科和Orange 在MWC 19上推出两款工业5G应用产品，无人机和工业机器人。

2019年4月，在汉诺威工业展期间，爱立信与ABB签署了一份基于5G技术面向工厂自动化的谅解备忘录，专注推动5G网络切片在汽车、电子等垂直行业的合作标准制定和应用服务，旨在提高工厂自动化程度。

尽管如此，中国工业互联网研究院院长徐晓兰指出，5G与工业互联网融合仍存在三方面的挑战：

跨界融合仍不充分。跨界融合专业性要求高，运营商、设备商对工业行业特性和专业壁垒的把握存在跨界鸿沟。

工业应用场景细碎。工业互联网涉及的生产设备和需求多样、业务链条场、模型复杂，工业应用场景从端侧、管侧到平台侧方案定制化程度高，面对复杂的工业需求，5G需要适应不同应用场景，并提供不同场景的无线连接方案。

商业模式不清晰。5G在工业互联网领域的应用模式与传统2C市场模式有较大区别，企业运营模式呈现多样性，5G网络建设及运营成本十分昂贵，移动流量业务“增量不增收”的问题尚未有效解决，短期内5G在工业互联网领域的多应用的盈利模式尚不清晰。

面对这些挑战，三大运营商及华为做了哪些思考、工作呢?

移动：5G在工业互联网中的应用场景与技术问题

随着近期5G商用牌照正式下发，国内5G商用布局加紧进行，然而，雷锋网了解到，当下R15版本5G并非终版5G，针对专网相关标准定义的R16版本将在2020年6月左右完成制定，针对混合网(公网+私网)R17版本则会在2021年年底完成。

5G应用场景可以包括eMBB、uRLLC、mMTC三大应用场景，当下R15版本的5G已经完成eMBB场景下SA和NSA标准定义，针对5G的商用布局，主要集中在eMBB场景下展开。中国移动上海产业研究院副院长陈豫蓉介绍称，“目前已经成熟的是大带宽相关标准，关于低时延、广连接的标准，要在R16版本当中才能够真正全面落地。”

“从终端产品来看，过去的3G、4G移动网络时代，运营商更多带动的是消费终端落地;5G时代，要想服务好产业，需要有不同的行业终端，这些终端中，即5G需要的是泛终端。与此同时，通信能力也将只是这类终端的部分功能。”陈豫蓉表示，“此外，5G频段虽然已经划分、牌照也已下发，但是从4G到5G的频谱的迁移其实还有一段时间。”

就工业方面而言，诸如蓝牙、Zigbee、WiFi、WirelessHART等传统工业无线通信协议相对封闭，设备互联互通难，制约设备上云，陈豫蓉认为，应用5G后，主要可以实现三类应用：机器换人(降本增效)、以移代固(柔性制造)、机电分离(设备快速迭代)。而具体到智慧工厂场景落地，主要有机器视觉、远程现场、远程控制、工业焊接、移动设备调度/定位、传感/表计采集。

以工业自检(机器视觉应用)为例，中国是消费电子的大国，消费电子当中的质检环节非常多，过去质检环节我们理解为两种，一种是纯人工，另一种是以端侧设备把光源、摄像、计算能力融合在端侧，从而将机器视觉融入到质检环节。5G有大带宽、低时延的特点。我们了解到端侧一张照片约有2G左右，过去没有这么大的带宽，只能在本地处理，现在有了5G以后，可以通过5G大带宽、低时延的方式放到云端去处理。因此，5G+AI+机器视觉的能力，能够改变整个工业的质监的环节。

与此同时，运营商在5G布局方面目前仍面临一些技术难题，陈豫蓉具体指出有以下两点：

第一，SA和NSA网络架构部署存在的问题。如果NSA做不到核心网独立部署，很难实现切片能力，即从技术本身而言，当前存在一个过渡过程。

第二，5G基站部署和组网上存在的问题。运营商在4G时代部署基站时，都是从城市核心区域开始部署，以覆盖更多的消费人群;5G更多要服务好企业，工业企业大部分在郊区四五十公里之外，这些企业的5G服务方案与运营商的大网如何融合是当下面临的问题。

联通：5G功能与智能制造的映射关系与融合问题

“国内5G牌照发放后，我们的5G商业部署仍处于起步阶段，真正的商业部署明年才会开展，目前，SA相关产品也仍在发展过程之间。”中国联通研究院首席科学家兼智能网络中心总架构师唐雄燕介绍称。

关于5G与工业互联网的结合应用，唐雄燕认为有诸如工业无线控制、工业视觉检测、资产调度管理、使能柔性制造、工业AR/VR、工业互联网平台，具体工业场景下各环节智能化趋势与5G功能映射关系，唐雄燕给出下图予以对照。

除去同样认为网络切片和MEC是当下5G面临的技术问题，商业模式仍是目前存在的难以以外，对于5G在工业互联网中的部署应用，唐雄燕认为当下仍存在以下几点问题：

第一，工业环境下的无线干扰和电磁兼容问题。工业环境非常复杂，电磁环境也非常复杂，这是与消费领域不太一样的地方。

第二，工业网络与5G网络的融合问题。工业本身的网络非常复杂，工业协议有数百种，这些网络与5G网络的结合，协议的适配，是非常关键的一个问题。

此外，还存在工业的标识问题、互联网安全问题、边缘计算在工业领域的应用问题等均为5G应用于工业互联网存在的重要问题。

电信：5G在工业互联网中的三大场景和“三化”趋势

关于5G在工业互联网领域的应用，中国电信政企事业部产业互联网创新发展中心主任张东归纳为三点：移动性、厂区WiFi替换、高速上下行。

第一，物流仓库中的应用，移动场景下的应用，5G是最合适的，包括远程施工、室外作业都可以应用5G。第二，我们看到工厂WIFI逐步退出，在工厂做WiFi，工人容易受伤。第三，我们调研16个工厂以后发现，视频交互(工业视觉)这件事用的是最快的，这也可以理解为场景、需求决定一切。

针对5G技术对行业带来的变革，张东认为，5G将会带来“三化”趋势：

M2M的纯粹化。低时延技术实现，5G会下沉至工业以太网，并逐步融合PLC、DCS。

无线局域网动态化。随着切片技术走向成熟，主控单元在移动过程中与关键单元组成动态局域网，实现加密安全通信，这是R17版本标准制定后可以实现的。

边缘智能化。基于硬件平台，利用5G网络就近提供云端计算能力，实现数据采集与数据交互，提高数据处理能力。

针对核心网布局，张东认为，要把控制接入与转发软件化后分离出来，并分别针对控制接入和转发建立不同的云工作模式部署。“转发和控制对网络的改造其实是很大的，把它自动化后，并使得控制和转化完全分离掉，对我们的基站模块也会有很大的影响。因此，我们认为5G核心网的标准制订会对运营商和工业企业有非常大的影响。”

华为：建立基于运营商的5G网络，提升应用供应商能力

“工业互联网是一张很大的版图，5G实际上只完成了工业互联网中从物理世界到数字世界的转换过程，主要包括两方面：一方面是数据收集，另一方面也有可能继续延伸到控制部分。”华为5G产品线副总裁杜叶青表示。

据杜叶青介绍称，目前华为已经在全球获得了46份5G商业合同，累计5G基站构建超过10万个。目前完成的R15的标准已经可以实现大部分的eMBB能力，以及一部分低时延的能力。对于单个用户而言，华为在eMBB的下行运行速度已经可以达到1.6-1.7Gbps，无线空口时延可以达到10ms。

针对5G在工业互联网中的应用，杜叶青认为，还有一些环节需要补充。

我们首先要去明确整个链条当中的一些角色。我们希望建立基于运营商的5G网络，因为运营商的5G网络一定是当前情况下成本最低的，而且也只有运营商的5G网络进行极大的应用后，整体5G网络费用、终端成本才会逐步下降。其次，应用供应商的角色相对缺乏。我们与三大运营商以及很多制造商都有合作，但是在合作过程中，我们发现，包括AI机器视觉、AR/VR的应用其实做得很好，本来应该由应用供应商把他的应用推向工业伙伴，实际在这个过程当中，主要做进行应用推广的反而是像华为这样的运营商。未来工业互联网新的商业模式角色中，制造商、运营商、设备商都很强，但是应用供应商也应该尽快扶持起来。

正如前文提到，5G商用布局已然展开，目前主要仍在eMBB场景及相关布局，包括运营商组网、设备厂商终端设备的跟进、工业互联网厂商试点建设与运营都已经在不断跟进，而随后无论是在跨界融合尝试，或是在商业模式探索上，都将需要整个生态的构建与推进。正如徐晓兰院长所言，当下的行业竞争已经不只是产品与产品、企业与企业的竞争，而是生态体系之间的竞争。