牛少彰，北京邮电大学计算机学院服务科学与智能交通中心教授，中国电子学会多媒体信息安全专家委员会委员。他在“第三届中国高科技产业化高峰会议·5G时代智能制造产业创新应用论坛”上以衢州数字工业经验为例，介绍了5G时代的定制化智能制造解决方案。

　　2019年6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，中国5G商用元年开启，5G重新定义商业规则。据全球移动通信系统协会（GSMA）预测，到2025年全球5G连接数将为14亿，其中中国占4.6亿，超过北美和欧洲的总和，位列全球第一。

　　毫无疑问，5G将成为抢占新一轮经济科技发展制高点的重大战略，万物互联的智能数字经济已经近在咫尺。5G的到来将重新定义数字经济规则，适应5G时代新变革，将成为新机遇的受益者。

　　5G新机遇

　　大数据的应用将迎来爆发。5G技术使移动互联网的网络瓶颈逐渐被突破，包括物联网、可穿戴设备、车联网、智能医疗、智能家居等在内的智能硬件产业行将迎来爆发，这些设备将源源不断地产生、收集、回传数据到云端。可以说，目前爆发的大数据只算是“核弹”级别，而5G大数据爆发将相当于“氢弹”级别。

　　5G将开启互联网下半场。中国工程院院士邬贺铨在2019中国互联网大会开幕式上表示，5G商用意味着互联网发展进入了下半场。消费互联网深化和工业互联网起步时期，也是大数据和人工智能等技术发展势头正旺之时，5G将开拓消费领域和产业领域的新应用，还会出现我们目前还想象不到的新生态。产业互联网是互联网下半场的关键词，通过数字技术为产业升级，把消费者和产业对接起来，这将创造巨大的社会和产业价值。可以预见的是，依托互联网的产品会越来越多，互联网行业将进入精耕细作；对互联网创业者的要求更高，低端服务产品将会逐渐被淘汰；互联网创业的机会减少，而风险会加大；互联网创业的最后机会，人工智能是关键。

　　5G将成为传统制造企业在向智能制造转型过程中的关键支撑。5G技术能满足工业环境下设备互联和远程交互的应用需求，在协同设计、自动控制、柔性生产、辅助装配等典型工业应用领域中起着关键支撑作用。

　　5G与智能制造

　　5G是数字经济转型的关键基础设施，正逐渐向社会各领域扩散与渗透。为加速我国制造业转型升级、提质增效，国务院发布实施《中国制造2025》，并将强调要运用信息技术，将智能制造作为主攻方向，加速培育我国新的经济增长动力，抢占新一轮产业竞争制高点。

　　近日，在“第三届中国高科技产业化高峰会议·5G时代智能制造产业创新应用论坛”上，发布了由中国高科技产业化研究会、东南数字经济发展研究院等多家科研院所共同编著的《2020年度中国智能制造产业发展报告》，报告深度剖析了智能制造概况、全球智能制造态势等数字经济领域前沿热点问题，系统总结和回顾了近年来中国智能制造产业发展的现状和趋势，分析了中国智能制造产业发展取得成绩和存在的问题，对全国的智能制造产业发展具有重要的指导作用。报告重点选取并介绍了国内6个城市在推进智能制造领域的先进做法，东南数字经济发展研究院所在的衢州市成功入选。（注：东南数字经济发展研究院是衢州发展数字经济的“一号院”，也是东南地区首家关于数字经济的研究院。）

　　如果说互联网的上半场是从数据传输到信息处理，那么互联网的下半场则是从信息处理到智能处理。如果说4G改变了生活，那么5G则改变了产业。5G技术将成为各行各业创新发展的推动者，通过5G与工业、交通、农业等垂直行业进行广泛、深度融合，可以催生更多创新应用及业态。5G技术正在成为全球新一轮科技和产业革命的竞争高地，已成为新一代智能制造系统的关键使能技术。

　　5G智能制造技术

　　4G技术的主要优势在于数据传输速度快，能够以50倍于3G的速度在网上浏览；作为网速约20倍于4G的5G技术，其价值不仅是快，而且能在每平方公里以内连接100万个以上的物体，通信传输错误率极低，时延可达到毫秒量级。5G的这一特点，在增强移动宽带、海量机器类通信和超高可靠低时延等业务方面有着极大的技术优势，智能制造、工业自动化需要这种低时延、高可靠连接的业务场景，其中又包括五大核心应用模块：5G工业无线组网、定制化智能信息系统、线上线下一体化、定制化智能仓储、定制化数字车间。

　　一为5G工业无线组网。5G切片技术将蜂窝扁平化网络特性和切片技术引入到企业无线组网，降低了网络复杂度，保证网络安全性，降低了网络运维成本。

　　MEC边缘网络和5G企业共建组网架构，丰富的移动互联网增值业务能力可将5G未来价值最大化；本地云和云端协同技术和基于SDN/NFV技术，将企业网络设备和企业业务集群等服务虚拟化，用通用“白盒”设备替代传统机房设备，降低了企业布网复杂度和运维成本；高速宽带接入技术和低速超窄带接入技术融合，可以达到所有设备和端口间的IP，为线上线下一体化技术提供了有力的网络支撑。在规模生产的工厂中，大量生产环节都用到自动控制过程，所以将有高密度海量的控制器、传感器、执行器需要通过无线网络进行连接。闭环控制系统不同应用中传感器数量、控制周期的时延要求、带宽要求都有差异。5G切片网络可提供极低时延长、高可靠，海量连接的网络，使得闭环控制应用通过无线网络连接成为可能。

　　二是线上线下一体化方案。在大型企业的生产场景中，经常涉及到跨工厂、跨地域设备维护，远程问题定位等场景。传统的车间运行维护涉及到大量的人力物力消耗，工厂传感器需要连续上传监测数据，日常制造数据极其庞大。大连接、低时延的5G网络可以将工厂内海量的生产设备及关键部件进行互联，将线下生产设备灵活接入网络，将线上信息系统灵活接入平台。同时，线下设备数据可实现实时反馈和全程采集，提升生产数据采集的及时性，为生产流程优化、能耗管理提供网络支撑，最终实现线上系统决策，线下快速执行。

　　三是定制化数字车间。在智能工厂生产的环节中涉及到物流、上料、仓储等方案判断和决策，及时采集准确的生产数据的采集和监测车间工况、环境能为生产的决策、调度、运维提供可靠依据。而传统工厂中往往存在以下问题：仓储状态缺乏有效管理，呆料和过期料库存无法识别预警，数据追溯性差；库存信息至少延迟12小时以上，影响仓储运营；备料时间过长，每笔工单从拣料到工单扣账耗时24小时以上；发料、发货需求信息偏差，往往会延迟或遗漏数小时甚至数天。

　　5G技术能为智能工厂提供全云化网络平台，通过精密传感技术作用于海量传感器，在极短时间内将大量工业级数据通过5G网络采集，形成庞大的数据库并给出最佳解决方案。5G下的D2D（Device-to-Device）技术，实现了物体与物体之间直接通信，进一步降低了业务端到端的时延，在网络负荷实现分流的同时，反应更为敏捷，从而使得生产制造各环节的时间变得更短，解决方案更快更优，生产制造效率得以大幅度提高，真正实现定制化数字车间。

　　四是定制化智能仓储。在仓储管理方面，传统4G网络传输速率过慢、时延较高，仓储管理无法做到及时盘库和自动补货；5G智能仓储管理基于海量网络、即时通讯及低延时高可靠性等技术，对物料信息实时追踪，可实现极速盘库和连续补货，提升了智能仓库的运算能力；同时，端到产线端及运输设备端的信息互通可实现智能仓库自行发送取货及补货指令给运输装置，整体优化了仓储系统，提高了企业生产效益和现代化管理水平。

　　五是定制化智能信息系统。传统工业化生产场景下，各信息系统间信息协同能力弱，容易产生信息孤岛，造成间接人力损失；各信息系统间人工进行信息传递，处理时间变长，造成订单交付周期拉长；各信息系统厂商不同，数据无法实现互通，需要大量人员在系统中进行串接，增加间接人力成本，且容易产生信息偏差；数据分析主要依靠人员经验线下进行，无法高效指导企业进行流程优化，企业处于低效演进状态。通过5G技术定制智能信息协同系统架构，可分解管理角色视图、提炼关键节点指标、做全生命周期管理，从而实现业务过程可视化；可形成持续的以数据为导向的业务优化能力，做到业务数据智能化；通过覆盖CRM、ERP、PLM、WMS、MES等信息系统能力，实现信息系统一站式协同；建立行业主数据源仓库，持续演进迭代，实现工业基础数据平台化。

　　自5G牌照发放以来，智能制造领域被认为是5G未来的重要应用场景之一，出现了一批极具前瞻性与代表性的5G工业生产典型案例。5G的应用场景与工业互联网需求天然契合，“运营商搭台、工业企业唱戏、服务提供商参与”为5G落地深耕提供广阔的市场空间。

　　据悉，由东南数字经济发展研究院参与指导的“巴斯特网丝5G流程型智能工厂项目”入选“2020年度浙江省新型智慧城市发展优秀成果”，青岛佰才邦5G离散型智能工厂也成为业内应用典型。可以想见，随着5G终端模组的逐步成熟，更多市场主体将加快利用5G技术改造升级工业企业网络步伐，持续促进应用探索与融合创新。此外，5G技术还将引出一系列隐藏需求，促使传统制造行业从体验、成本、质量与业务范围上全方位进行产业升级。