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1、5G 應用創新發展白皮書15G5G 應用創新發展應用創新發展白皮書白皮書20232023 年第六屆年第六屆“綻放杯綻放杯”5G5G 應用征集大賽洞察應用征集大賽洞察5G 應用創新發展白皮書2目錄一、5G 融 合 應 用 發 展 現 狀1.1 全球 5G 商用穩步發展,釋放 5G 價值成為核心.11.2 我國 5G“揚帆”目標全面完成,發展成效顯著.31.3 5G 發展量質齊升,融合應用持續規模推廣.41.4 5G 應用技術加速突破,產業優勢持續鞏固.6二、第 六 屆“綻 放 杯”5G 應 用 征 集 大 賽 項 目 洞 察2.1 5G 應用項目遍地開花,輻射帶動作用顯現.82.2 新興領域應用
2、占比提升,“以賽促用”成效顯著.82.3 應用成熟度持續提升,具備較大發展潛力.92.4 技術能力加速成熟,前瞻布局前沿技術創新.102.5 融合產業體系初步構建,終端形態進一步豐富.112.6 參與主體類型持續豐富,端到端服務能力增強.11三、新 興 領 域 應 用 分 析3.1 5G+水泥工業.133.2 5G+食品制造.163.3 5G+紡織行業.223.4 5G+煙草工業.293.5 5G+智慧軌交.323.6 5G+智慧水利.363.7 5G+智慧海洋.393.8 5G+中小企業.43四、5G 應 用 發 展 趨 勢 與 建 議4.1 我國 5G 應用發展趨勢分析.464.2 5G
3、應用規?;l展建議.47主 要 貢 獻 單 位.495G 應用創新發展白皮書15G 應用創新發展白皮書一、5G 融 合 應 用 發 展 現 狀1.11.1 全球全球 5G5G 商用穩步發展,釋放商用穩步發展,釋放 5G5G 價值成為核心價值成為核心5G 網絡覆蓋全球網絡覆蓋全球超三成超三成人口人口。全球主要國家積極推進 5G 網絡建設,特別是我國的較早參與,極大促進全球 5G 發展,無論是網絡覆蓋還是用戶發展,在同樣時段內 5G 均快于 4G。截至 2023年 9 月底,全球已有 102 個國家/地區的 277 家1運營商提供 5G 業務(含移動和固定無線服務),約 29 個國家/地區的 55
4、 家運營商建設了 5G SA(獨立組網)網絡。隨著商用推進,全球 5G 網絡已覆蓋 36.9%的人口1,已有 60 個國家/地區 5G 網絡人口覆蓋率超過 50%,占全球部署 5G 網絡國家/地區總數的 58%,其中 29 個國家/地區人口覆蓋率超過 90%。預計到 2023 年底,5G 網絡將覆蓋全球 38%的人口,到 2026 年將超過 50%。來源:中國信通院圖圖 1-1 全球全球 5G 商用情況商用情況全球全球 5G 用戶保持快速增長用戶保持快速增長,區域間存在較大差異區域間存在較大差異。截至 2023 年 9 月底,全球 5G 用戶總數達14.3 億,同比增長 63%,環比增長 12
5、.7%,5G 用戶滲透率約為 16.6%,1-9 月新增用戶 4.22 億戶,預計到年底 5G 用戶將達到 15.5 億,年新增用戶 5.48 億。預計到 2023 年底,全球 5G 用戶滲透率達到 18%,到 2029 年將超過 50%。5G 用戶市場地區間發展水平差異較大。從 5G 用戶總數來看,我國以超過 7 億的用戶規模居全球首位,中國、美國、印度、日本 4 個國家的 5G 用戶約占全球 5G用戶的 78%,德國、韓國、英國等 10 個國家/地區用戶超千萬。從用戶滲透率來看,中國、美國、1數據來源:GSMA,中國信通院5G 應用創新發展白皮書2韓國 3 個國家的用戶滲透率超過 40%,
6、其中美國 5G 用戶滲透率已達 56%,日本、加拿大、瑞士等23 個國家/地區用戶滲透率位于 20%40%之間。2圖圖 1-2 全球全球 5G 用戶發展情況用戶發展情況5G 技術標準持續演進,為千行百業提供數智化支撐。技術標準持續演進,為千行百業提供數智化支撐。目前,5G 標準已發展至 Rel-18 版本的制定階段,標志著 5G 正式進入 5G-Advanced 演進階段。5G-Advanced 預計將持續演進到 Rel-19 和Rel-20 等多個版本,旨在圍繞“萬兆泛在體驗,千億智慧聯接,超能綠色業態”,為千行百業數智化轉型提供重要支撐。目前,3GPP Rel-18 標準已于 2021 年
7、 12 月正式啟動,主要圍繞上行容量增強、覆蓋增強、確定性網絡、無源物聯網、XR(Extended Reality,擴展現實)和媒體服務支持等技術開展研究,預計將于 2024 年 3 月凍結。3GPP Rel-19 標準處于研究階段,研究的主要方向包括:通感一體化、無源物聯網、無人機增強、5G 新通話、5G XR 多媒體等領域。2023 年 10 月 11 日,在迪拜舉行的第十四屆全球移動寬帶論壇MBBF期間,全國13家運營商聯合發布首批5G-Advanced網絡,標志著 5G-Advanced 從技術驗證發展到商業部署階段,預計在 2024 年,全球多家主流運營商將推出多種 5G-Advan
8、ced 商用服務。5G 行業虛擬專網和基于專有頻率行業虛擬專網和基于專有頻率的的 5G 專網應用覆蓋行業范圍逐漸擴大專網應用覆蓋行業范圍逐漸擴大。截至 2023 年上半年,全球 74 個國家/地區約 1212 個機構/組織已經或正在部署基于 LTE 或 5G 技術的專用移動網絡,其2數據來源:GSMA,中國信通院,工業和信息化部,韓國 MSIT,日本總務省35G 應用創新發展白皮書中 5G 行業虛擬專網和使用專用頻譜建設的 5G 專用網絡數量達到 537 個3。5G 專網在制造業、教育科研、測試床和實驗室服務等領域的應用較為廣泛??偟膩砜?,全球 5G 行業應用部署有所加速,在制造業、文體、醫療
9、保健、公共及應急、交通運輸、倉儲物流、教育、港口、軍事等領域落地應用。主要國家 5G 行業應用處在加速發展階段,在用項目相對較多,但可大規模復制的成熟應用相對較少。來源:GSA圖圖 1-3 全球全球 5G 專網應用行業分布專網應用行業分布5G 個人應用仍在期待新的個人應用仍在期待新的“爆發點爆發點”。由于面向消費者的 5G 應用和內容缺乏顛覆性創新,運營商多采用終端促銷、差異化資費以及向特定客戶提供沉浸式娛樂等內容及服務的模式吸引用戶開通 5G。終端促銷方面,美國 AT&T 對符合特定條件的套餐用戶采取零元購機或低價購機的策略。創新資費模式方面,韓國 LG U+推出無合約資費計劃,通過專用 A
10、PP 根據用戶流量使用情況更換相應的流量層級。此外,運營商通過自營或與內容供應商合作,提供 5G 支持的高清流媒體、沉浸式娛樂等內容與服務??偟膩砜?,雖然全球 5G 用戶數持續增長,但仍未出現熱門的 5G 個人應用。1.21.2 我國我國 5G5G“揚帆揚帆”目標全面完成,發展成效顯著目標全面完成,發展成效顯著“揚帆揚帆”行動計劃主要指標圓滿完成,助力經濟社會高質量發展。行動計劃主要指標圓滿完成,助力經濟社會高質量發展。2021 年 7 月,工業和信息化部聯合 9 部門印發5G 應用“揚帆”行動計劃(20212023 年)(以下簡稱“行動計劃”)。行動計劃從用戶發展、行業賦能、網絡能力三個方面
11、提出了 7 項量化目標和 32 項重點任務。一是在衡量 5G 用戶發展方面,提出了 5G 個人用戶普及率、5G 網絡接入流量占比 2 項量化指標,3數據來源:GSA。此處的專網是指基于 3GPP 的 4G LTE 或 5G 技術,只供企業、行業和政府等私人實體使用的網絡,該網絡必須使用 3GPP 定義的頻譜;GSA 專網數據集只包括價值超過 10 萬歐元的專網公告,其中四成來自公開渠道采集,六成來自 GSA 專網特別工作組成員提供。包含使用非 5G 專網頻譜的部署案例,如中國及其他未發布專網頻譜的國家/地區利用公網切片等方式的 5G 行業虛擬專網案例。5G 應用創新發展白皮書4推動 5G 應用
12、逐步在消費市場普及,進一步滲透到工作生活的方方面面。二是在衡量 5G 行業賦能方面,提出了 5G 物聯網終端用戶數年增長率、重點行業 5G 示范應用標桿數、5G 在大型工業企業滲透率 3 項量化指標,著力推動 5G 應用在垂直行業形成規?;l展態勢。三是在衡量 5G 網絡能力方面,提出了每萬人擁有 5G 基站數、5G 行業虛擬專網數 2 項量化指標,著力提升面向公眾覆蓋和行業企業覆蓋的 5G 基礎設施供給能力。截至目前截至目前,行動計劃行動計劃量化指標全部提前超額完成量化指標全部提前超額完成,跑出了跑出了 5G 發展發展“加速度加速度”,有效助力有效助力我國經濟社會高質量發展我國經濟社會高質量
13、發展。具體來看,在用戶及流量方面,三年來,我國 5G 用戶普及率從 11%躍升至 52%(截至 2023 年 10 月),5G 網絡接入流量占比從不足 10%提升至 50%以上(截至 2023年 9 月),5G 物聯網終端用戶數年均增長率超過 400%(截至 2023 年 9 月)。在重點應用領域方面,大型工業企業 5G 應用滲透率超過 35%(截至 2023 年 9 月),各行業 5G 應用標桿數量超過 100個(截至 2023 年 9 月)。在網絡能力方面,每萬人擁有 5G 基站數從不足 6 個提升至 22.8 個(截至 2023 年 10 月),5G 行業虛擬專網數量建成超過 2.6 萬
14、個(截至 2023 年 9 月),超額完成行動計劃既定目標。表表 1-1 5G 應用應用“揚帆揚帆”行動計劃(行動計劃(2021-2023 年)指標完成情況年)指標完成情況指標分類指標分類指標名稱指標名稱目標值目標值實際值實際值用戶及流量用戶及流量5G 個人用戶普及率(%)40%超過超過 53%5G 網絡接入流量占比(%)50%超過超過 50%5G 物聯網終端用戶數年均增長率(%)200%超過超過 400%重點應用領域重點應用領域大型工業企業 5G 應用滲透率(%)35%超過超過 35%各行業 5G 應用標桿(個)100超過超過 100 個個網絡能力網絡能力每萬人擁有 5G 基站數(個)18超
15、過超過 22.8 個個5G 行業虛擬專網(個)3000超過超過 2.6 萬個萬個1.31.3 5G5G 發展量質齊升,融合應用持續規模推廣發展量質齊升,融合應用持續規模推廣政策環境持續發力政策環境持續發力,央地聯動機制形成央地聯動機制形成。2023 年,工業和信息化部高度重視 5G 發展,組織開展 5G 應用“揚帆之城”評估工作,引導各地對標對表、因地制宜加大政策支持和資源保障,推動相關單位加快 5G 規模應用,著力打造一批 5G 應用規模發展先進城市,以點帶面,逐步形成全國5G 規模應用之勢。聯合國家衛健委、教育部、文化和旅游部等部門組織開展 5G+醫療健康、5G+智慧教育、5G+智慧旅游應
16、用試點工作,分批次挖掘培育 987 個 5G+醫療健康、109 個 5G+智慧教育試點項目、30 個 5G+智慧旅游試點項目,加快民生領域 5G 融合應用創新突破。工信部聯合國家55G 應用創新發展白皮書能源局印發能源領域 5G 應用實施方案,征集能源領域 5G 應用優秀案例,拓展能源領域 5G 應用場景。聯合文旅部印發關于加強 5G+智慧旅游協同創新發展的通知,培育發展智慧旅游新業態、新模式,推動 5G 智慧旅游協同創新發展,助力信息消費提質升級。各地結合經濟發展階段和優勢產業布局,持續精準施策,累計推出 900 余個各具特色、亮點紛呈的 5G 相關政策措施,形成央地共促 5G 發展之勢。例
17、如,在加強要素保障、降低建運成本方面,浙江、山東、山西等地加快推動黨政機關、公共區域、重點場景等公共資源向 5G 建設開放共享;湖北、河南、甘肅等地通過安排財政資金或政府專項債券,支持 5G 網絡建設;遼寧、內蒙古、貴州等地針對 5G 用電成本高的問題出臺專項支持政策。又如,在主動創新舉措、推動 5G 應用落地方面,廣東發布 5G 行業規?;瘧脤m椫改?,建設共性應用場景;江蘇加大對 5G 應用的財政支持,通過建立重點項目庫和服務資源池等方式,打造“一行業一標桿、一市縣一示范”;上海、重慶構建 5G 應用發展考核標準體系,加強跟蹤問效。再如,在推動 5G 產業補鏈強鏈延鏈方面,四川注重鏈式產業
18、體系建設,培引 5G 產業鏈企業超 400 家;寧波大力培育 5G 優質企業,建立重點企業培育庫、項目計劃庫,推進市場主體培育;深圳依托 5G 龍頭企業設立產業鏈黨委,開展 5G 產業鏈黨建,匯聚高質量發展合力。網絡基礎設施建設全球領先網絡基礎設施建設全球領先,為應用發展提供關鍵支撐能力為應用發展提供關鍵支撐能力。當前,我國已建成全球規模最大、技術領先的 5G 網絡,覆蓋廣度深度持續拓展,實現從“市市通 5G”到“縣縣通 5G”并持續向鄉鎮、行政村等延伸。截至 2023 年 10 月底,我國 5G 基站累計達到 321.5 萬個,占全球基站數超過60%。網絡建設從面向個人到深入行業,5G 網絡
19、平均下行和上行接入速率分別達到 351Mbps 和80Mbps,遠超過 4G 網絡的 51Mbps 和 28Mbps。在共建共享和異網漫游方面,目前我國超 90%的5G 基站實現共建共享,中國電信、中國聯通已共建共享 5G 基站超 120 萬個,中國移動、中國廣電已共建共享 700 MHz 5G 基站 59 萬個,有效提升網絡效益和資產運營效率?;A電信企業在新疆啟動全球首個 5G 異網漫游試商用,為全球電信網絡開放共享提供中國方案。在虛擬專網方面,基礎電信企業加快 5G 行業虛擬專網建設,截至 9 月底已累計建成超 2.6 萬個 5G 行業虛擬專網,更好滿足了行業對網絡管理自主化、關鍵數據不
20、出園區等需求。流量規模翻倍增長,消費潛力持續釋放。流量規模翻倍增長,消費潛力持續釋放。5G 個人應用大幅提升用戶體驗,促進信息消費加快增長。5G 移動電話用戶規模持續擴大,截至 10 月底已超過 7.54 億戶,5G 用戶普及率達到 53.4%,5G 已成為廣大網民的主流選擇。5G 帶動視頻直播、新通話、虛擬數字人等應用加快普及,促進裸眼 3D、云手機、4K/8K 高清視頻等新興業務蓬勃發展,有力撬動流量消費穩步增長,截至 9 月底5G 流量占比達 50%,移動互聯網用戶月均流量(DOU)達 17GB,信息消費潛力持續釋放,以流量為承載的數字消費廣泛滲透生產生活服務各個領域,并不斷創新消費內容
21、和形態。5G 應用創新發展白皮書6行業應用提質擴面行業應用提質擴面,賦能效應持續彰顯賦能效應持續彰顯。隨著行業對 5G 需求和價值的認識逐步提升,基礎電信企業通過組建“行業軍團”為行業用戶提供端到端解決方案,不斷豐富行業產品體系,提升產業數字化核心能力,帶動 5G 行業應用服務能力提升,5G 加速從龍頭企業滲透至中小企業,截至 10月底,我國 5G 行業應用企事業單位數量近 30000 家,在全國 2149 家醫療機構、6948 家工廠企業、691 家采礦企業、547 家電力企業中得到商業應用,助力行業提質、降本、增效、綠色、安全發展。5G 與各領域融合不斷擴面,已融入 97 個國民經濟大類中
22、的 71 個,在工業、采礦、電力、港口、醫療等行業實現規模復制,水利、建筑、紡織等領域正加速推動 5G 應用探索。其中,工業領域的5G 應用從視頻巡檢等外圍環節向研發設計、生產制造、運維管理、產品服務等核心環節穩步拓展,涌現出機器視覺質量檢測、現場輔助裝配等 20 大典型場景。電力領域的 5G 應用已從“輸送”環節的無人巡檢覆蓋到“發、輸、變、配、用”五大環節。全國 25 個主要沿海港口中的 5G 應用比例達92%,在 20 強煤炭和鋼鐵企業中的應用比例分別達到 95%和 85%,正在從頭部企業向產業鏈上下游的中小微企業擴散。隨著 5G 應用項目在各地的商業落地和規?;瘧?,基礎電信企業 5G
23、 DICT合同額已超千億元,5G 應用賦能效應加速顯現。1.41.4 5G5G 應用技術加速突破,產業優勢持續鞏固應用技術加速突破,產業優勢持續鞏固5G 技術產業和標準體系雙支柱基本形成,加速融合產業成熟。技術產業和標準體系雙支柱基本形成,加速融合產業成熟。目前我國已初步打通跨行業標準合作機制,制定并多地多項重點行業融合標準,不斷強化技術產品創新,加速融合產業成熟。在標準體系方面,初步形成了以中國通信標準化協會、工業互聯網聯盟、5G 應用產業方陣等為首的行業標準化組織或聯盟協同制定 5G 行業應用標準,以國家電網、中國石化、南方電網等行業龍頭牽頭推進標準落地的體系。在技術產業方面,依托 IMT
24、-2020(5G)推進組、5G 應用產業方陣等創新載體,組織開展面向行業應用個性化需求的大上行、網絡切片、邊緣計算等核心技術攻關,推進5G 行業終端模組分級分類標準化和產業化,初步構建 5G 行業終端模組產品體系。工信部出臺關于推進 5G 輕量化(RedCap)技術演進和應用創新發展的通知,打造完整技術產業體系,推動 5GRedCap 芯片、模組、終端等產業關鍵環節成本持續下降。截至 10 月底,我國已有手機、無線 CPE、無線路由器、車載終端等 1274 款 5G 終端產品獲得進網許可,礦用 5G 隔爆基站、電力 5G 高精度授時基站等定制化 5G 基站產品開始部署,推動形成 5G 工業網關
25、、CPE、視頻采集攝像頭等一批新型行業終端,終端形態進一步豐富,5G 技術產業生態持續壯大。創新載體加快建設,推動創新載體加快建設,推動 5G 技術成果轉移轉化技術成果轉移轉化。我國通過聯盟、創新中心等 5G 應用創新載體匯聚更多創新資源,通過“綻放杯”大賽豐富創新成果。在創新中心層面,基礎電信企業、制造企業、互聯網企業、應用開發企業、高等院校、科研院所等單位成立 5G 創新中心,開展面向應用創新的技術和產業服務,打造面向 5G 應用創新的共性技術平臺。2020 年至今,5G 應用產業方陣75G 應用創新發展白皮書分四批共評定創新中心 36 家。在行業協會層面,5G 應用產業方陣積極推動 5G
26、 與各行業的融合應用。在工業和信息化部指導下,5G 應用產業方陣聯合多家行業內單位連續六年舉辦“綻放杯”5G應用征集大賽,共征集案例 9.4 萬余個,有效推動 5G 應用廣泛賦能經濟社會各行業轉型發展,促進數字經濟與實體經濟深度融合。此外,中國煤炭工業協會、中國鋼鐵工業協會等垂直行業協會也持續推進 5G 應用。我國 5G 應用創新載體集聚性較強,長三角、環渤海等沿海區域和川渝地區創新能力較強,創新載體加速孵化;其他地區則處于創新快速成長階段。京津冀、長三角、珠三角區域和川渝地區參與綻放杯大賽積極性較高,近五年“綻放杯”大賽累計獲獎項目數量領先。二、第 六 屆“綻 放 杯”5G 應 用 征 集
27、大 賽 項 目 洞 察2023 年是全面貫徹黨的二十大精神的開局之年,為深入貫徹落實黨中央、國務院決策部署,發揮 5G 在新基建的引領作用,促進消費場景與模式創新,推動實體經濟和數字經濟深度融合,助力新型工業化,工業和信息化部舉辦第六屆“綻放杯”5G 應用征集大賽(以下簡稱第六屆“綻放杯”大賽)。第六屆“綻放杯”大賽以“5G 揚帆風正勁,數實融合新引擎”為主題,旨在進一步推動5G 應用廣泛賦能經濟社會各行業轉型發展,促進數字經濟與實體經濟深度融合。為引導 5G 應用在助力國家重點戰略發展中發揮更大作用,推動 5G 應用在更大范圍、更寬領域、更深層次賦能經濟社會發展,本屆大賽設置賦能新型工業化、
28、普惠民生治理、促進創新消費、建設現代化產業體系四大主題板塊,設立了 18 個專題賽道、16 個區域賽道,并繼續設立標桿賽、國際專題邀請賽等特色賽道。本屆大賽共收到來自全國 33 個省/自治區/直轄市和香港特別行政區、澳門特別行政區的 16000余家企業、科研院所、行業協會、政府機構等單位參與申報的 45728 個項目。大賽持續發揮匯聚引領作用,孵化 5G 創新案例,做到探索一批、成熟一批、推廣一批,進一步提升行業應用深度、覆蓋范圍廣度、產業能力硬度,切實達到以賽促用效果。來源:中國信通院,歷年綻放杯所有參賽項目數據圖圖 2-1 2018-2023“綻放杯綻放杯”大賽參賽企業和項目數量大賽參賽企
29、業和項目數量5G 應用創新發展白皮書82.12.1 5G5G 應用項目遍地開花,輻射帶動作用顯現應用項目遍地開花,輻射帶動作用顯現廣東廣東、江浙江浙、北京等地北京等地“領頭羊領頭羊”效應顯現效應顯現,各地結合區域特色積極開展各地結合區域特色積極開展 5G 應用創新應用創新。本屆大賽共收到來自全國 33 個省/直轄市/自治區/特別行政區的項目 45728 個,參賽項目數量較 2022 年增長 60%,5G 應用質量和水平大幅提升。參賽項目數量最多的五個省份分別是廣東、山東、江蘇、浙江、河南,占參賽項目總數的 50%;通過對本屆綻放杯全國賽獲得一、二、三等獎和優秀獎的300 個項目進行分析發現,廣
30、東、江蘇、浙江、北京、山東、河南、福建、陜西、河北、上海十個省份的獲獎項目數量約占全部獲獎項目的 74%。廣東、江浙、北京等地區積極發揮“領頭羊”效應,各地結合區域特色積極開展 5G 應用創新,5G 應用標桿示范項目遍地開花,獲獎項目來源較去年更為分散。例如,福建、山東等沿海省份依托邊海優勢,積極開展水利海洋領域 5G 應用實踐,獲獎項目排名進入全國前十。寧夏、新疆等西部省份依托礦產資源優勢將 5G 融入煤礦開采、金屬冶煉等領域,在今年全國賽決賽收獲獎項。來源:中國信通院,本屆綻放杯全部參賽項目圖圖 2-2 第第六六屆屆“綻放杯綻放杯”大賽大賽全部參賽項目全部參賽項目來源分布(來源分布(Top
31、 10)來源:中國信通院,本屆綻放杯全國賽一、二、三等獎和優秀獎項目圖圖 2-3 第第六六屆屆“綻放杯綻放杯”大賽大賽全國賽全國賽獲獎項目來源分布(獲獎項目來源分布(Top 10)2.22.2 新興領域應用占比提升,新興領域應用占比提升,“以賽促用以賽促用”成效顯著成效顯著我國我國 5G 創新融合應用全面深化創新融合應用全面深化,新興領域逐步成熟新興領域逐步成熟。在第六屆“綻放杯”大賽所有參賽項目95G 應用創新發展白皮書中,智慧城市、工業互聯網、智慧醫療、智慧教育、公共安全、文化旅游領域的參賽項目數量位居前六位。以增進民生福祉為根本目標,5G 在醫療、教育、文旅、公共安全等方面的應用更好滿足
32、人民日益增長的生活需求,提供普惠、便捷、豐富的社會服務,相關領域參賽項目占比較去年有所提升。此外,除智慧城市、工業制造等 5G 應用成熟領域外,水利、海洋、食品醫藥、紡織、軌道交通等新興領域創新應用也加速成熟,推動大賽覆蓋行業廣度持續擴展。今年大賽中各新興領域項目數量均突破 1000 個,有效促進新領域 5G 應用創新,“以賽促用”成效顯著。來源:中國信通院,本屆綻放杯所有參賽項目圖圖 2-4 第第六六屆屆“綻放杯綻放杯”大賽參賽項目行業領域占比大賽參賽項目行業領域占比2.32.3 應用成熟度持續提升,具備較大發展潛力應用成熟度持續提升,具備較大發展潛力5G 應用規?;M程持續推進應用規?;M
33、程持續推進,應用成熟度進一步提升并趨于穩定應用成熟度進一步提升并趨于穩定。2023 年,主管部門積極推進 5G 應用規?;l展,產業各界協同發力,通過重點行業標桿企業引領、大型企業帶動中小型企業應用等形式,加快 5G 應用規模復制進程。通過對近六年“綻放杯”大賽所有參賽項目的橫向分析來看,各領域 5G 應用落地成效有所提升,今年已實現“商業落地”和“解決方案可復制”的項目數量占比超六成,與去年相比進一步提升并逐步趨于穩定。今年實現了“解決方案可復制”的項目數量超過 6300 個,與去年的近 4000 個相比增長近 60%。新技術為新技術為 5G 應用創新發展注入新活力應用創新發展注入新活力,未
34、來應用發展潛力較大未來應用發展潛力較大。今年處于“方案驗證”階段的項目較去年有所提升,大賽部分項目引入了 Redcap、無源物聯等新技術,促進新技術在 5G 應用的測試驗證,5G 技術產業發展仍在不斷演進完善。未來產業界將持續提升 5G 網絡性能,夯實供給能力底座,拓展能力邊界,進一步降本增效,實現 5G 持續創新發展。5G 應用創新發展白皮書10來源:中國信通院,歷年綻放杯所有參賽項目圖圖 2-5 2018-2023“綻放杯綻放杯”大賽項目成熟度對比大賽項目成熟度對比2.42.4 技術能力加速成熟,前瞻布局前沿技術創新技術能力加速成熟,前瞻布局前沿技術創新5G 虛擬專網應用占比超虛擬專網應用
35、占比超 86%,逐步成為行業共識逐步成為行業共識。一直以來,我國堅持分類施策,緊貼垂直行業差異化、個性化需求,加快推進可便捷運維、易復制推廣、能形成安全保障的 5G 行業虛擬專網建設部署,提升多元化 5G 網絡供給能力,兼顧大網布網要求的同時,滿足垂直行業用戶需求,實現網絡成本最優。在政策和產業共同推動下,全國 5G 行業虛擬專網的建設數量持續快速增長,今年大賽中有超過 86%的參賽項目采用了 5G 行業虛擬專網部署模式,虛擬專網已成為行業共識。在國際層面,我國對 5G 虛擬專網的探索實踐也為全球其他國家提供了重要參考和借鑒,促進了全球 5G 產業的發展和應用。5G 技術能力技術能力使用率使用
36、率5G 行業虛擬專網86.05%定位19.92%上行增強11.13%5G LAN6.98%授時1.41%毫米波1.33%5G TSN1.17%來源:中國信通院,本屆綻放杯所有參賽項目圖圖 2-6 第第六六屆屆“綻放杯綻放杯”大賽項目關鍵技術分析大賽項目關鍵技術分析前沿技術創新能力不斷提升前沿技術創新能力不斷提升,加速加速 5G 與行業深度融合與行業深度融合。當前,我國 5G RedCap 正式進入產業化階段,今年的參賽項目中有 70 余個項目采用了 5G RedCap 技術。其他技術如上行增強、5G LAN、高精度定位等能力隨標準演進不斷升級,進一步提升網絡的業務承載能力,滿足行業差異化需求。
37、此外,我國已啟動 5G-A 演進技術試驗,加速推進面向未來應用的技術產業成熟,相關創新成果在60.39%56.14%115G 應用創新發展白皮書今年的參賽項目中也有所體現。例如,今年出現了一批運用智能超表面、新材料天線、軌道角動量(OAM)等新天線技術以及其他通信感知計算融合技術、通信與 AI 融合技術和頻譜擴展技術的應用項目。這些前沿技術的測試驗證和應用創新有效促進我國以技術突破引領產業發展,加速 5G 應用與行業深度融合進程。2.52.5 融合產業體系初步構建,終端形態進一步豐富融合產業體系初步構建,終端形態進一步豐富5G 行業模組供給能力提升行業模組供給能力提升,促進應用實現端到端部署促
38、進應用實現端到端部署。作為連接 5G 網絡與垂直行業的關鍵,5G 行業終端正向著多樣化、定制化、規?;较蜻~進。終端設備廠商基于 5G 技術衍生出在產品形態或功能性能等方面實現創新的 5G 工業網關、CPE、巡檢機器人等一批行業終端。模組廠家推出了針對行業應用的模組產品,如 5G 車載模組、5G RedCap 商用模組、5G 工業模組等,有效降低了5G 應用實施成本。據統計,由于各類行業終端和模組的加速研發和商用,今年“綻放杯”大賽中采用 5G CPE 接入 5G 網絡的參賽項目已低至 39%,與去年相比占比繼續下降,5G 應用逐漸實現端到端部署,有效促進一體化解決方案復制推廣,加速 5G 應
39、用規模復制。行業終端成熟度提升,視頻類終端成為共性需求。行業終端成熟度提升,視頻類終端成為共性需求。5G 模組技術供給能力提升、成本下降等因素進一步促進了行業終端成熟度提升,本屆大賽中 PLC、機器人、AGV 等終端設備的使用率較去年有所上升。值得注意的是,今年近 80%的參賽項目應用了視頻類終端,5G+視頻類應用成為各類應用場景的共性需求。下一步需繼續推動供給側協同合作、聚力攻堅,降低產業供給成本,實現終端產業供給結構的持續優化與不斷完善,夯實終端產業供給能力,為 5G 深度賦能千行百業提供堅實支撐。來源:中國信通院,本屆綻放杯所有參賽項目圖圖 2-7 第第六六屆屆“綻放杯綻放杯”大賽參賽項
40、目應用終端類型分析大賽參賽項目應用終端類型分析2.62.6 參與主體類型持續豐富,端到端服務能力增強參與主體類型持續豐富,端到端服務能力增強各類主體參與各類主體參與 5G 應用解決方案研發熱情持續上漲,產業供給能力顯著提升。應用解決方案研發熱情持續上漲,產業供給能力顯著提升。當前,很多 5G應用融入云計算、MEC 能力和 AI 等新型信息化技術,對行業應用單位提供從簡單的 5G 連接服務5G 應用創新發展白皮書12向“5G+AI+算力”端到端的整體解決方案模式轉變,驅動行業信息化設施升級,構建支撐數據全要素流轉的新型信息化設施,驅動行業數字化、網絡化、智能化轉型。提供 5G 應用整體解決方案的
41、廠家數量不斷增多,產業主體類型持續豐富,呈現各主體類型均衡發展的格局。產業各方協作加強解決方案端到端服務能力產業各方協作加強解決方案端到端服務能力,有效促進有效促進 5G 應用生態繁榮應用生態繁榮。各類主體積極參與5G 應用創新,如華為、中國電信、中國移動和中國聯通等通過組建“軍團”等方式,整合內部各方資源,針對細分行業做深做透集中突破,積累數字化轉型實踐經驗,增強端到端解決方案的服務能力。騰訊、阿里、百度等互聯網企業則依托自身的云計算、人工智能等技術實力,整合上下游產業資源,積極布局遠程控制、自動駕駛、AI 質檢等應用。一些極具創新意識的行業信息化企業,如飛天網景(城市治理)、拓普智造(醫療
42、行業)、海爾卡奧斯、寶信軟件等,也依托自身對垂直行業的深刻認識以及多年積累的行業生態資源,積極與基礎電信企業、設備企業等合作,開發 5G融合應用端到端解決方案。目前,5G 應用產業方陣已開展了第一批 5G 應用解決方案供應商征集活動,共遴選出 100 家優秀 5G 應用解決方案供應商入圍,涉及工業、能源、水利、農業、文旅等 18個垂直行業,覆蓋我國 26 個省、自治區及直轄市。來源:中國信通院,本屆綻放杯部分參賽企業圖圖 2-8 第第六六屆屆“綻放杯綻放杯”大賽參賽大賽參賽主體產業生態主體產業生態分析分析135G 應用創新發展白皮書三、新 興 領 域 應 用 分 析3.13.1 5G+5G+水
43、泥工業水泥工業1.行業數字化行業數字化轉型轉型需求需求分析分析水泥工業是國民經濟發展的重要基礎原材料工業之一。工信部在建材工業智能制造數字轉型行動計劃(20212023 年)中,明確指出要促進水泥行業生產方式的自動化、智能化、無人化變革。當前,水泥行業正處于新舊動能更迭的關鍵階段,自動化水平較高,但數字化、智能化水平有待提升,迫切需要通過 5G、云計算、大數據、人工智能等新技術的融合,為智能工廠建設增加新動能、催生新應用,推動生產管理模式向全流程、精細化和綠色低碳安全高質量發展方向變革,應對外部環境變化挑戰。行業數字化轉型需求主要體現在以下幾個方向:一是提質增效一是提質增效:水泥主要產品生產具
44、有連續、流程化的特征,生產過程需要不間斷;涉及眾多工業環節、區域及設備,生產管理難度大。需要通過生產過程管控、工藝優化控制等應用,保證生產穩定性、優化工藝水平,促進企業提質增效。二二是安全可控是安全可控:水泥生產環境復雜、不安全因素較多,需要加強對于人員的行為識別、安全防護、健康保障,識別生產過程中的污染物、有毒氣體釋放對環境的污染情況等,需要通過智能識別預警、設備遠程操控等應用,最大程度避免人員傷亡和財產損失。三是節能減排三是節能減排:行業對節能減排、綠色發展的政策性要求高,需要通過在線采集生產設備信息、監測運行狀態,獲取生產效益變化趨勢、實現能耗管理,幫助企業有效避免產能過剩引起的資源浪費
45、,為低碳生產、綠色生產的環境目標提供有力的安全支撐。2.5G 重點場景與價值分析重點場景與價值分析隨著 5G、工業互聯網等“新基建”的加速落地,部分水泥龍頭企業已將 5G 技術融入工業生產過程中,率先探索智能化轉型,在智慧工廠安全生產、環境健康管理、設備運行維護,以及數字礦山開采及運輸等業務環節,取得顯著成效。應用較為廣泛的幾個場景如下:(1)5G+生產智能預警生產智能預警在水泥生產過程中,存在多個關鍵環節、重要設備需要進行監測,防止設備故障導致突發性事故、影響連續生產,例如投料口、翻板閥的水泥堆積造成堵塞,傳送物料的皮帶出現劃傷、斷裂等。人工巡檢、監控方式容易漏檢誤報,利用 5G+機器視覺技
46、術,可以實現關鍵環節和重要設備的實時5G 應用創新發展白皮書14監控及智能預警,包含但不限于皮帶運動識別、皮帶撕裂識別、下料口堵塞識別、預熱器翻板動作識別、鋼結構局部脫焊識別、水泥倉裂紋監測等,通過 5G 網絡將高清圖像傳送到云端,結合人工智能算法,可快速、精確地進行判斷檢測,分辨故障類型,并及時通知相關人員進行維修處理,保障生產流程的連續性,降低巡檢人員勞動強度及人力成本。圖圖 3-1 水泥生產環節水泥生產環節 AI 識別識別(2)5G+智能遠控裝船智能遠控裝船在碼頭運輸水泥所用的裝船機場景,現場操作員需要在幾十米的高空進行長時間作業,勞動強度大;裝船過程中存在操作室可視角度受限、冒灰揚塵遮
47、蔽視野、落料溜筒抬高過快或過慢,影響操作員的作業準確性等問題。5G 遠控裝船通過對裝船機 PLC 系統進行拉遠改造,并搭建多視角相機,實時監測水泥船位置及裝船機溜筒位置和姿態,通過 5G 網絡將結果與預警信息傳送到指揮調度中心,基于中心控制算法發送指令到裝船機 PLC,實時控制裝船機作業,同時利用 AI 技術輔助溜筒與輪船對齊,避免因位置不當引起碰壁、冒灰和其他視野受限情況,實現對裝船作業的全流程監控,讓員工告別高空+高溫作業環境,提升裝船作業效率及準確性。圖圖 3-2 裝船機遠控及裝船機遠控及 AI 預警預警(3)5G+數字堆場數字堆場水泥行業原輔料、原煤堆場大部分采用人工操作堆取料設備,作
48、業效率與安全完全取決于操作人員的熟練程度與操作方式。數字化堆場應用通過智能化控制系統、傳感器、3D 激光掃描、5G+UWB融合定位、AI 視頻等技術的融合,建立集控系統與堆取料機之間的連接,實現系統間信息數據交換共享,基于高精準位置數據,實時掌握堆場內人員、車輛、物資、設備的動態和工作狀態,結合155G 應用創新發展白皮書電子圍欄、緊急告警、視頻聯動等功能,滿足基地堆場作業場景的無線化、數字化構建,實現堆取料設備集控遠程化、堆料作業無人化以及自動盤庫等應用,提高作業效率、降低能耗及人工成本。(4)5G+水泥能耗監控水泥能耗監控在生產基地部署數據采集系統,基于 5G 物聯融合網絡,實時采集水泥生
49、產環節各設備能耗信息,并進行大數據分析,實現用能趨勢可預測、改善優化可持續、設備管理智能化、能源數據透明化,為企業能源管理提供依據,實現全流程能源管理可視、可管、可控。為降低企業能耗、提高能源利用率、減少碳排放提供基礎。應用實踐:全椒海螺 5G 工廠近年來,海螺集團持續加快數智化轉型,運用 5G、AI、云計算等先進技術,逐步建立行業領先的智能工廠集群,建設水泥工業大腦,在工廠層面實現智能制造和智慧管理,生產效率提升 21,年增效近 10 億元,全椒海螺 5G 工廠入選工信部2023 年 5G 工廠名錄。圖圖 3-3 全椒海螺全椒海螺 5G 工廠水泥工業大腦工廠水泥工業大腦全椒海螺工廠是世界首個
50、全流程水泥智能化工廠,圍繞智能工廠“端+網+云+用”核心體系,融入 5G、AI、云等 ICT 技術,打造工廠生產流程 AI 輔助檢測、廠區/礦區智能監控、礦區無人機爆破巡檢+三維地形更新、智能遠控裝船、遠程水泵控制及數采、VR 遠程設備診斷等場景,實現了運行自動化、故障預控化、管理可視化、全要素協同化、決策智慧化,形成以智能生產為核心、以運行維護作保障、以智慧管理促經營的水泥智能制造新模式,解決了傳統水泥生產運行過程中資源能源利用率不高、質量控制難、勞動生產率偏低等問題。3.發展策略建議發展策略建議當前,我國水泥行業正處于新舊動能更迭的關鍵階段,自動化、智能化和信息化水平參差不齊,亟需通過 5
51、G 等新一代信息技術提高生產制造水平和效能,實現水泥行業“調結構降成本、補短板、5G 應用創新發展白皮書16增效益”高質量發展。相關建議如下:一是深化打造一是深化打造 5G+5G+水泥全連接智能工廠水泥全連接智能工廠。當前水泥企業數字化建設大多停留在單點突破和局部優化階段,整體呈現一定的“碎片化”特征,需要從集團層面統一規劃,基于“一張網”“一平臺”,整合各個業務方面的數據資源,在單個水泥基地試點探索的基礎上,形成可復制推廣的新應用、新模式,打造一批可共用共享的數據、業務及能力中臺,在各基地各工廠分批次進行復制推廣,逐步完成全集團智能制造數字化轉型。二是推動工藝優化共性技二是推動工藝優化共性技
52、術創新術創新。針對智能工廠建設、窯爐優化控制、磨機一鍵啟停等關鍵問題形成解決方案,深度挖掘 5G與更多新技術的融合,構建滿足行業企業開展 5G 網絡研發驗證的網絡測試環境創新載體,提升 5G應用創新能力。三是推進三是推進 5G+5G+水泥行業標準體系建設水泥行業標準體系建設。建議在中國建筑材料聯合會協會、工業互聯網產業聯盟、中國通信標準化協會等標準組織指導下,加快構建水泥行業 5G+工業互聯網標準體系,重點制定面向水泥生產智能工廠、智能礦山、智能裝備、互聯互通等工業互聯網應用場景及技術要求的相關標準,加快創新技術成果向標準轉化。3.23.2 5G+5G+食品制造食品制造1.行業數字行業數字轉型
53、轉型需求需求分析分析食品安全一直是人民群眾最關心、最直接、最現實的利益問題,習近平總書記長期以來特別關心、特別重視食品安全工作,將食品安全放在國家戰略高度來推動,明確提出了“黨政同責”“四個最嚴”等要求。黨的二十大報告將食品安全納入國家安全體系,把食品安全的重要性提升到新的高度,也給食品安全監管提出了新的更高要求。隨著經濟發展和社會進步,人們的消費觀念逐步升級,追求營養健康,為安全、健康、有營養的食品提供了巨大市場。當前食品產業鏈企業正著力開發更安全、健康、有營養的食品,高效率、低成本、綠色化、個性化地滿足消費者需求,強化企業競爭優勢和可持續發展能力。目前,對照國家信息化總體要求,食品行業信息
54、化與其他行業信息化發展程度相比,在數字化、網絡化、智能化方面存在明顯短板。數字化方面數字化方面,食品行業生產過程數字化發展滯后,缺乏數據采集和整合能力,導致食品安全管理部門難以及時獲取準確的食品生產、加工和流通信息,無法實現食品安全追溯和生產風險評估。網絡化方面,網絡化方面,大部分食品企業信息基礎設施弱,生產網絡不健全,資源不足,備份保障能力弱,信息孤島嚴重,效率低下,難以獲取關鍵生產信息。智能化方面智能化方面,食品行業創新應用不足,高新技術應用水平不高,產品質量不穩定,難推出新型爆款產品。缺乏智能化的質檢設備和數據分析系統,難檢測判定產品問題。缺乏智能化感知和分析技術,難獲取分析消費者反饋數
55、據。175G 應用創新發展白皮書2.5G 重點場景與價值分析重點場景與價值分析近幾年,安全、健康、綠色和智能等行業趨勢推動了食品行業的數字化轉型,隨著 5G 通信技術、人工智能、物聯網等新一代信息技術的發展,越來越多的制造業企業意識到了數字化轉型能給生產帶來的好處,并嘗試將 5G 應用到生產的核心環節中。國內食品制造行業對于 5G 應用的探索逐漸加強,近幾年已在生產過程管理、食品安全溯源、柔性生產制造等場景取得了一些初步成效,應用較為廣泛的幾個場景如下:(1)5G+食品行業柔性生產制造食品行業柔性生產制造從食品行業市場需求來看,在新消費理念下,小批量、高頻次、多品類的快速交貨模式逐漸走上舞臺。
56、5G 的低時延、廣連接特性,助力食品制造企業可以根據生產需求,快速、靈活重構對應不同產品的生產線,并對用戶需求、產品信息、設備信息、生產計劃等數據進行實時分析處理。通過 5G 網絡實時收集市場數據、銷售數據和供應鏈數據,利用大數據分析和人工智能技術進行分析和預測,快速了解市場需求的變化趨勢和產品的需求量,提前預測到市場需求的變化,為生產線的快速切換做好準備。5G+食品行業柔性生產制造,利用無線取代了傳統的設備有線連接,降低了產線的投資成本與線路運維成本,節約了生產空間,能實現產線快速跨品種換型,縮短新產品上市時間。圖圖 3-4 5G 食品制造數字孿生工廠食品制造數字孿生工廠(2)5G+食品行業
57、生產過程管理食品行業生產過程管理利用 5G 的低延遲特性,將 5G+物聯網技術,用于實時采集、監控食品生產線各個節點的狀態,包括原料配送、加工操作、溫度控制、質量檢測等,生產管理人員可以遠程實時監控生產線的運行5G 應用創新發展白皮書18情況,能夠快速發現并解決生產過程中出現的問題,提高整體的生產效率。5G 網絡的廣連接特性支持在食品生產線中大量部署各類數據采集傳感器,監測生產環境中的溫度、濕度、壓力等生產參數,以確保生產過程的穩定性和產品質量的一致性。在設備運維方面,5G 技術的低延遲和高速連接為遠程設備管理和維護提供了便利,設備管理人員可以遠程對設備進行監控、診斷和維修,無需親自到現場,提
58、高實時響應能力,減少停機停產時間。5G 所提供的網絡條件相比于普通 Wi-Fi 更穩定、更安全,設備無需進行復雜的線路連接,減少了通信線路的運維成本,降低了產線改造的時間。通過應用人工智能和大數據分析技術,充分挖掘數據價值,可以識別潛在的生產問題、預測設備故障、優化生產計劃等,輔助管理層進行決策。圖圖 3-5 5G 食品制造設備管理平臺食品制造設備管理平臺(3)5G+食品安全追溯食品安全追溯5G 技術可以提供高速、穩定的數據傳輸能力,有助于建立食品安全溯源系統,通過數據打通,匯聚包括原料供應商、生產批次、生產工藝參數、質檢記錄等海量數據,實時化、精細化追蹤食品生產過程中的相關數據。當發現食品安
59、全問題時,可快速定位問題源頭,并追溯到具體生產環節。利用人工智能和大數據分析技術,能夠識別生產過程中潛在風險和問題,將分析結果可以被反饋到生產改進中,助力優化生產流程、改進工藝參數、加強質檢措施,提升食品安全管理的能力。通過5G+一物一碼與食品安全溯源系統相結合,消費者可以通過掃描產品包裝上的二維碼,高效獲取產品的全量溯源信息和真偽驗證結果,實現防偽防串。195G 應用創新發展白皮書圖圖 3-6 5G 食品安全追溯平臺食品安全追溯平臺應用實踐:盼盼食品 5G 數字工廠引領食品行業轉型升級新潮流基于盼盼食品數字化轉型需求與 5G 網絡建設需求,盼盼食品和福建聯通聯合打造“5G+智慧工廠”項目,建
60、設內容包含 8 個部分:5G 專網建設、5G+休閑食品數據匯聚平臺、5G+休閑食品生產設備全生命周期管理、5G+休閑食品安全溯源管理、5G+休閑食品能耗管理系統、5G+休閑食品精益化生產、5G+休閑食品行業數字孿生系統、5G+包裝線智能化改造。(1)5G 專網建設:構建 5G 混合專網,滿足 5G 網絡與企業產線自動化設備網關數據采集的需求。(2)5G+休閑食品數據匯聚平臺:通過 5G 網絡連接各個業務系統和生產設備,解決數據孤島問題,實現數據傳輸的一致性和實時性,為企業管理決策提供標準化、可視化的高效支撐。(3)5G+休閑食品生產設備全生命周期管理:通過 5G 數采,采集盼盼食品生產線設備數
61、據,依托平臺的數據算法,智能制定設備維護保養計劃,實現設備安全預測與生產輔助決策。(4)5G+休閑食品安全溯源管理:利用標識福建聯通標識解析平臺,實現物料或產品在生產環節、流通環節、銷售環節服務環節的全生命周期管理。(5)5G+休閑食品能耗管理系統:利用 5G+物聯網技術,對企業能源消耗進行實時監控,并提供可視化應用,實現能源管控的數字化、精細化管理。(6)5G+休閑食品精益化生產:通過建設智能排單系統、智能排產系統,結合 MES 制造系統,實現產銷一體協同的目標。5G 應用創新發展白皮書20(7)5G+休閑食品行業數字孿生系統:通過建立數字孿生大屏,實現車間的實時地監測、仿真和故障診斷,實現
62、生產數據一眼看全。(8)5G+包裝線智能化改造:利用 5G 網絡應用智能自動一體包裝機和智能碼垛機,實現產品包裝智能化,提升企業生產效率,降低人工成本。圖圖 3-7 盼盼盼盼 5G 智慧工廠數據看板智慧工廠數據看板圖圖 3-8 盼盼食品生產運營盼盼食品生產運營 KPI 看板看板215G 應用創新發展白皮書圖圖 3-9 盼盼盼盼 5G 智慧工廠數據看板智慧工廠數據看板圖圖 3-10 盼盼供應鏈作戰指揮中心大屏盼盼供應鏈作戰指揮中心大屏圖圖 3-11 盼盼食品關鍵工序盼盼食品關鍵工序 5G+設備數采設備數采3.發展策略建議發展策略建議目前 5G+食品制造領域仍處于起步階段,未來需要加快推動 5G
63、賦能食品制造行業數字化轉型升級。一是加強一是加強食品行業食品行業 5G 等信息基礎設施建設等信息基礎設施建設,促進企業內部和企業間的數據共享和協同合作促進企業內部和企業間的數據共享和協同合作,滿足數字化技術在食品生產、供應鏈管理、銷售等各環節需求。滿足數字化技術在食品生產、供應鏈管理、銷售等各環節需求。建設 5G、光纖網絡等高速、低延5G 應用創新發展白皮書22遲的網絡基礎設施,滿足食品行業大數據傳輸和實時通信等需求。建設云平臺和數據中心,提供數據存儲、處理和分析能力。在食品生產和供應鏈中廣泛應用物聯網技術,將各種設備、傳感器和標簽與網絡連接,實現設備之間的通信和數據采集,提高生產效率和質量控
64、制。二是打造食品行業二是打造食品行業 5G應用標桿工廠應用標桿工廠,推動推動 5G 技術在食品生產技術在食品生產、供應鏈和銷售等環節的創新應用供應鏈和銷售等環節的創新應用,帶動整個食品行業的帶動整個食品行業的數字化轉型和升級數字化轉型和升級。龍頭企業牽頭開展智能生產線、遠程操作與監控、物流跟蹤與管理、智能質量控制等食品行業 5G 應用創新場景,為其他企業提供可借鑒和學習的先進經驗。建立食品行業 5G標桿工廠,提升食品企業高新技術水平和生產效率,優化供應鏈管理,提升產品質量和消費者體驗。三是進一步提供三是進一步提供 5G 等食品行業數字化技術培訓和支持。等食品行業數字化技術培訓和支持。針對食品行
65、業從業人員提供 5G 等數字化技術培訓和支持,提升從業者應用數字化技術的能力和素養,保障數字化轉型順利推進。3.33.3 5G+5G+紡織行業紡織行業1.行業數字化行業數字化轉型轉型需求需求分析分析紡織行業作為我國國民經濟的重要支柱產業,正面臨數字化轉型的挑戰和機遇。在習近平新時代中國特色社會主義思想的指導下,紡織行業積極響應黨的二十大精神,融入新發展理念,構建新發展格局,推動高質量發展。當前,中國紡織工業正在經歷由傳統制造向數字化、網絡化、智能化轉型的關鍵時期,紡織行業數字化轉型是實現高質量發展和建設紡織強國的必然選擇。根據數字化發展現狀和實際需求,紡織行業制定并積極落實紡織行業“十四五”發
66、展綱要和紡織行業數字化轉型三年行動計劃(2022-2024 年),持續筑牢產業體系基礎、提升科技創新能力、增強時尚與品牌引領力、構建綠色制造體系、優化產業組織形態,全面推動紡織行業數字化轉型。為落實相關政策文件要求,實現紡織行業的數字化轉型,需要進一步提高數字化、網絡化和智能化在紡織行業內的應用。在數字化方面在數字化方面,當前紡織行業已開始利用數字技術改進生產流程,如使用計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)進行數字化研發,通過數字化集成直接推薦生產工藝等,但目前仍存在數據集成和分析能力不足、數字技術應用范圍有限等問題。在網絡化在網絡化方面方面,紡織行業網絡化安全和數據保護缺乏,正
67、在利用網絡技術提高生產效率和產品質量。如通過IoT 技術實時監控生產線設備運行狀態,及時發現和解決問題。但目前行業內網絡安全和數據保護是網絡化進程中需要重點關注的問題。在智能化方面在智能化方面,智能化技術成熟度不足,紡織行業正在探索利用人工智能(AI)技術提高生產效率和產品質量。如將 AI 技術用于絲餅、織物的外觀缺陷檢測、圖案檢查和顏色匹配等。但 AI 技術的應用還面臨一些挑戰,如檢測織物種類受限、檢測技術成熟度不足,以及需要大量的標注數據等。235G 應用創新發展白皮書2.5G 重點場景與價值分析重點場景與價值分析目前 5G 已在面料瑕疵的 AI 視覺檢測、機器人智能巡檢、云化工業控制系統
68、、生產現場檢測等紡織行業各環節開展應用試點示范,并已取得初步成效,應用較為廣泛的幾個場景如下:(1)5G+AI 面料在線視覺檢測面料在線視覺檢測5G+AI 面料在線視覺檢測系統基于 5G+MEC 和 AI 視覺算法,實現紡織材料外觀智能檢驗,并利用云邊協同深度學習算法實現迭代成長。系統采用聲、光多模量傳感器檢測各種復雜瑕疵,面料質檢交互系統將生成瑕疵記錄分析,通過 5G 網絡+MEC 邊緣計算實現海量高清圖片快速傳輸,通過面料瑕疵 AI 算法對瑕疵進行檢出,再自動進行瑕疵分析,輸出面料評級、數字化瑕疵地圖和質檢報告,并同步對面料進行自動測量計算。當檢測到面料的褶皺紋路缺陷如擦傷、斜皺、停車擋、
69、接頭印、線印、色皺條、波浪紋、堆置印等問題時,系統可實時向生產線發送反饋,即時觸發自動調整或停機。圖圖 3-12 視覺相機視覺相機(2)5G+紡織紡織生產智能巡檢生產智能巡檢機器人機器人5G+AI 智能紡紗生產巡檢機器人搭載高清 5G 攝像機,可完成紡絲生產線上的日常巡檢管理。并通過智能化手段,同步實現對生產流程的精準監測、異常識別和實時定位。巡檢機器人利用機身上搭載的高清 5G 攝像機,完成對紡絲生產線上各個環節的圖像采集,得到高質量的產品視覺數據。并通過翻轉、平移、大尺度壓縮等方式,對采集到的圖片進行預處理,確保在相同的處理規則下獲得一致的信號,并對圖像中的噪音等無用信息進行控制,減少對后
70、期處理的影響。通過 5G 技術提供的高速、低延遲的數據傳輸,機器人能夠快速、精確分析生產流程中的異?,F象。一旦發現異常,系統能夠實時定位并報告,確保及時進行生產干預。同時,巡檢機器人將采集到的數據實時上報至企業的智能管理系統。這些數據不僅用于異常處理,還有助于對生產過程的長期性分析,為生產優5G 應用創新發展白皮書24化提供科學依據。通過引入 5G+AI 智能工業巡檢機器人,助力企業實現對生產線的全面監控和管理,高效優化生產流程,提升產線運行效率,同時加強生產質量控制,推動企業可持續發展。圖圖 3-13 智能巡檢機器人智能巡檢機器人(3)5G+紡紗全流程智能化檢測與監控紡紗全流程智能化檢測與監
71、控5G+紡紗全流程智能化檢測與監控系統為紡紗生產帶來新的技術突破。該系統在梳棉視覺勻整、精梳自調勻整、并條自調勻整、粗紗在線穩態檢測、細紗在線質檢以及絡筒智能歸類和分區入庫等全流程環節,實時采集產品質量、設備狀態數據,確保梳棉質量、細紗指標以及筒紗的按質按量分流。同時,系統采用高幀低曝的高速顯微技術、多元混合結構光的超分辨率圖像重構技術、邊緣云計算等技術保障圖像質量和傳輸速度。系統基于傳輸的棉網圖像,根據棉網質量判斷梳理件的工作狀態,實現將臺間棉條質量波動在最優能耗比下維持在極低水平。5G+紡紗全流程智能化檢測與監控系統不僅能夠助力企業提高紡紗工業生產效率和產品質量,也有效降低了能源消耗,推動
72、了整個產業向智能、高效、可持續方向發展。圖圖 3-14 纖網纖網/棉條混合檢測模型與裝置棉條混合檢測模型與裝置(4)5G+印染車間布車定位印染車間布車定位利用 5G 技術實現了對布車位置的高精度定位,所有定位信息在 GIS 地圖上一目了然,實現了位置信息的一體化展示,并支持縮放、拖拽和點擊查看詳情等操作,使操作更加靈活方便,方便印染工作人員的使用。通過交互式地圖,可查看所有人員的歷史軌跡,實現對工作過程的追溯,分析255G 應用創新發展白皮書移動路徑,為路徑的優化處理提供數據支持。實現了布車的實時定位,可以追溯布車的歷史軌跡,快速響應查找需求,使布車流轉變得可預測和可追溯。同時,引入了電子圍欄
73、和告警系統,實現對布車位置的實時監控。通過電子圍欄告警、按鍵/剪斷/消失告警等機制有效地提升了對布車的安全管理。5G+印染車間布車定位系統顯著提升了找車效率的需求。工作人員無需憑借經驗和布車編號費時費力地尋找布車,而是通過智能系統實時追蹤布車位置,大幅提高了生產流程的效率和精準度。圖圖 3-15 布車追蹤布車追蹤應用實踐:桐昆集團聚酯纖維 5G 全連接工廠當前化纖行業在增強科技創新能力、適應個性化消費趨勢、產業綠色轉型等方面存在迫切需求,“5G+工業互聯網”融合人工智能、大數據、區塊鏈等技術,打造智能化制造、服務化延伸、網絡化協同、數字化管理等模式,對提升化纖行業信息化水平、促進行業數字化轉型
74、具有重大意義。桐昆集團發揮化纖行業龍頭企業桐昆集團作用,匯聚 IT、OT、CT 等領域資源,打造以 5G+MEC新型網絡架構為基礎、面向化纖行業的“網絡平臺應用”的“5G+工業互聯網”整體解決方案。解決方案聚焦解決化纖行業企業信息化痛點,以數字化、信息化水平的提升,推動現化纖工業向更具創造力和獨特性設計制造轉變。在解決方案應用方面,開展了生產單元模擬、工藝合規校驗、生產過程溯源、企業協同合作等典型場景的實踐,極大提高了企業信息化和數字化水平。主要應用場景包括以下四方面:(1)大規模工業)大規模工業 5G 網絡實時傳輸調度技術網絡實時傳輸調度技術項目建設采用大規模工業 5G 網絡實時傳輸調度技術
75、,聚焦于工業設備協同業務,設備之間通過 5G LAN 傳輸信息與定位協同,基于 5G 能力(如移動性,遠程訪問,安全性)允許一組用戶互相通信,或者與已有專網/內網用戶互相通信,新增了層二通信類型(單播/廣播/組播),新增 UPF5G 應用創新發展白皮書26之間 N19 接口,從而極大擴展了面向行業的 5G 通信能力。(2)基于)基于 5G+MEC 聚合紡絲一體化聚合紡絲一體化項目通過 5G 通信的聚合紡絲一體化裝置設計與工藝模擬,開發了基于 MEC 邊緣算力的聚合親水單體和紡絲高含量功能母粒精準在線協同添加技術,降低了網絡布線和算力成本,建立了功能添加成分與聚酯纖維性能的模型,融合智能化控制技
76、術開展了聚酯纖維成分設計及制備,實現了功能聚酯的可控式聚合、功能母粒精準添加、功能母粒在聚酯中均勻分散、聚酯纖維紡絲,縮短產品研制周期 53%。圖圖 3-16 5G+MEC 聚合紡絲一體化聚合紡絲一體化(3)基于云邊協同技術的大數據系統)基于云邊協同技術的大數據系統項目基于云邊協同技術,邊緣側采集數據,云上大規模訓練,建立了涵蓋“原料指標、生產工藝數據、設備狀況、檢測數據”等多種信息數據的工業大數據分析系統及產品質量可追溯、可預測大數據系統,實現了上下游、上下工序、前后環節的互聯互動,原料質量波動、品質信息和工藝信息的精準傳遞,使聚酯纖維的不良品率下降 47%。275G 應用創新發展白皮書圖圖
77、 3-17 基于云邊協同技術的大數據系統基于云邊協同技術的大數據系統(4)通過)通過 5G 實現海量設備接入實現海量設備接入項目建設完成后,桐昆集團數智運營中心通過 5G 已連接工業設備 25951 臺,連接數據采集點數 150 萬個,其中包括 DCS 系統 45 套、SCADA 系統 135 套、加彈機 353 臺、卷繞機 24240 臺、立體庫 8 套、公輔類設備 1170 臺,各設備和系統數據的自動采集率達到 95%以上,實現了生產流程裝置數據自動采集和可視化監控。本項目通過搭建的全 5G 連接系統,達到行業內各企業、產業鏈上下游的數據貫通與治理,為特定行業提供大數據分析、預測、決策的數
78、據中心,實現公司與公司、公司與集團之間的數據匯聚和互聯互通,指導生產和經營決策,促進行業快速穩定發展,同時,也實現了為跨企業數據流動、數據智能應用提供服務。一是融合工業經驗和數字技術。主要涉及化纖、紡織等領域的工業互聯網平臺應用?;诨ヂ摼W共籌共建,共享共贏的技術思維等平臺為核心構建的工業互聯網生態,來推動我國工業體系整體升級的做法?;谏詈竦墓I積淀,融合物聯網、大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等新技術,構建了涵蓋連接層、平臺層、應用層等各層級架構的完整 5G 網絡系統,使數字技術能更好地應用于真實的工業場景,也使工業企業的技術專長能借助數字技術創造出更大價值。二是切合中國制造實際。我國制造
79、業發展不均衡,有不少行業和大部分企業,特別是中小企業,中小型企業:暢享輕量、標準化軟件服務,按月、年租用,在線注冊,即時開通。這些行業和企業5G 應用創新發展白皮書28希望盡快實現轉型升級,但又面臨著工業互聯網的技術、人才、資金門檻高的三重障礙。5G 網絡系統大幅降低企業的資金和技術門檻,能服務于廣大的中小制造企業,迅速擴大工業互聯規模。三是實現廣泛行業賦能。制造業行業差異大,需要專業的垂直行業解決方案;5G 網絡系統專業性強,每個行業和企業單獨搭建投入難度大、成熟時間長,解決這個矛盾的有效路徑,是綜合性平臺+垂直化行業解決方案,共享平臺能幫助行業企業共享工業互聯網的技術紅利,快速構建深度的行
80、業解決方案。四是引領工業模式創新。5G 網絡系統聯通了工業物理世界和互聯網數字世界的橋梁,不僅能實現制造業的降本增效,也推動著工業領域的經營模式生產方式的大變革。賦能制造企業實現從“賣產品”到“賣服務”的跨越;通過物聯監控和行業用戶實時互動,實現供給側與需求側的動態彈性匹配;開創工業共享經濟模式,提升資源利用效率;基于實時工業數據的新型產業鏈金融創新,為幫助中小企業解決融資難問題等。這些都可以依托平臺,使創新的商業模式變為現實,為傳統工業注入新的活力。3.發展策略建議發展策略建議當前,中國紡織工業已由高速增長階段轉向高質量發展階段,推動 5G 在紡織領域內的應用將有助于加速產業升級,提升生產效
81、率,改善產品質量。相關建議如下:一是一是持續探索持續探索 5G+紡織紡織制造制造場景創新場景創新。推廣智能制造在紡織行業的應用,將傳感器、機器人和設備連接到 5G 網絡,實現在紡織生產過程中的智能配棉、自動開混梳、自動落布、車間物料智能傳輸、生產工藝優化、匹布疵點智能檢測和斷針監控等數字化應用,提升生產過程的自動化水平,優化生產過程,提高生產效率和產品質量。結合通過物聯網技術,實時監測設備狀態、生產數據和庫存情況,對紡織原材料、半成品和成品進行追溯,實現更精細化的生產計劃和庫存管理,實現供應鏈的柔性化管理。二是探索實二是探索實現紡織行業現紡織行業 5G 數字化生產設計。數字化生產設計。推動 5
82、G+虛擬現實(VR)和增強現實(AR)技術等先進生產技術在紡織行業的應用。運用 AR 技術進行服裝三維設計、樣板展示和虛擬試衣,提高設計效率和行業用戶參與度。結合紡織 CAD、CAM 等工具,實現設計效率和產品質量的提升。三是探索融入數三是探索融入數據分析與人工智能應用。據分析與人工智能應用。利用 5G 網絡快速傳輸海量數據,結合人工智能技術進行數據分析和智能決策,探索提升染色自動排缸、智能在線驗布、紡織裝備遠程運維等方面的應用能力,實現智能訂單排產、智能品質檢測、智能設備維護等高級別的智能制造。通過分析生產數據、質量數據和市場數據,形成市場管理、精準營銷、新型電商等解決方案。295G 應用創
83、新發展白皮書3.43.4 5G+5G+煙草工業煙草工業1.行業數字化行業數字化轉型轉型需求需求分析分析“十四五”時期是煙草行業立足新發展階段,貫徹新發展理念,構建新發展格局的關鍵時期。習近平總書記多次強調要牢牢把握信息化這一千載難逢的歷史機遇,國家“十四五”規劃綱要明確提出要迎接數字時代,以數字化轉型整體驅動生產方式、生活方式和治理方式變革。煙草行業堅決貫徹黨中央關于建設制造強國、網絡強國、數字中國等戰略部署,實施煙草行業數字化轉型戰略,聚焦“新動能、新手段、新支撐”,走出一條順應數字化發展趨勢、契合行業實際的數字化轉型之路,以數字化發展推動行業高質量發展。煙草行業緊緊圍繞高質量發展目標任務,
84、以“統一平臺、五大應用、五大保障”為核心,努力探索“互聯網+”創新實踐,行業兩化融合水平持續提升,總體位于國有大型企業的第一方陣?!笆奈濉逼陂g,行業要求加快新型數字基礎設施體系建設,以技術先進、能力適配、彈性供給為目標,推進基于 5G、云網融合等技術優化行業骨干網絡,綜合利用 5G、物聯網、邊緣計算、標識解析、微服務、AI 等技術,提供人、機、物等生產要素連接能力、數字建模能力、應用迭代創新能力等。從煙草工業方面看,行業正在加快行業工業互聯網平臺建設,開展數字孿生建設,推動 ERP、MES等核心應用解構上云,推進生產管理、工藝管控、質量管理、設備管理、能源管理、安全管理等應用創新,打造卷煙數
85、字工廠,打通卷煙制造數字化供應鏈,探索網絡化協同制造、共享制造等新業態新模式,促進精益生產、敏捷制造、虛擬制造、安全發展。2.5G 重點場景與價值分析重點場景與價值分析目前 5G 已在煙草工業的煙葉切絲、煙絲卷包、物流配送、廠區管理等重要環節開展應用試點示范,并已取得初步成效,應用較為廣泛的場景如下:(1)5G+蟲情監測蟲情監測煙蟲防治是現代卷煙生產企業一項重要的工作。煙葉投產前蟲蛀部位需進行人工清理,增加成本;害蟲在箱、包內留下的蟲尸、蟲糞嚴重污染煙葉,煙葉品質降低,同時也會影響消費者身體健康和卷煙品牌的聲譽。目前大部分卷煙廠會布置 200 個以上煙蟲監測點,煙蟲防控的管理通過人工處理,從蟲
86、情監測、蟲源查找、設備清潔、煙蟲消殺等工作通過手工操作、人工文檔進行記錄管理。5G 蟲情檢測方案是在監測點部署煙蟲圖像采集設備,采集設備自帶攝像頭、電池等關鍵模組,內嵌 5G 模組。設備采集圖像后,利用 AI 視覺技術對煙草甲蟲和煙草粉螟進行識別,也可以由檢測人員使用移動終端采集設備對傳統的檢測點進行圖像采集,利用 5G 技術超大帶寬特性及雙域專網的5G 應用創新發展白皮書30資源優勢,將數據回傳到蟲情一體化管控平臺,建立蟲情監控預警的全景視圖,建立利用圖表分析工具,實現蟲情全過程數據可視化展示,對整個蟲情處置過程進行監督,實現蟲情閉環管理。(2)5G+AI 煙箱檢測煙箱檢測煙箱在分合流、高速
87、分揀過程中,件煙包裝會發生劃痕破洞、刺穿壓痕、封箱膠帶松動等情況,在無外觀檢測功能的情況下,破損件煙會入庫到庫區或出庫到商業物流環節,封箱膠帶松動會造成堆垛機在運行過程中急停導致件煙跌落損毀,劃痕破損會導致在銷售環節被退貨返廠。5G+AI 煙箱檢測方案基于視覺識別的掃碼設備,從空間結構上保證煙箱各個面及商品碼、一號工程碼、二維碼掃描拍照清晰,并通過 5G 大帶寬低時延特性將圖片回傳的本地服務器進行識別后對接 WCS 系統進行反向控制,同時,結合標識解析,滿足成品件煙掃碼識別、分揀、質量追溯的需求。(3)5G+煙絲雜質檢測煙絲雜質檢測卷煙制絲加工過程中會誤入雜物,如羽毛、紙片、麻繩、塑料等非煙物
88、質,5G+顏色雜質檢測方案利用在線非煙雜物識別系統及時準確進行識別、剔除。通過在制絲生產線上多個檢測工位/場景,加裝 CCD 相機及補光燈,構建在復雜環境條件下的圖像采集系統,并采用人工智能深度學習算法實現實時、精確的非煙雜物識別,與此同時,端側系統可通過 5G 網絡實時地將雜物數據,標注數據回傳給邊緣側的質檢管理系統及訓練平臺,最終實現非煙雜物的實時告警、及時剔除,以實現制絲生產線的雜物的精準控制。系統采用機器視覺及人工智能深度學習原理,系統采集雜物樣本數據經 AI 訓練平臺形成非煙雜物 AI 模型,不斷周期性迭代升級,使識別的精度,準確率不斷提升。應用實踐:5G+煙草制造領域實踐案例云南中
89、煙以“一朵云”“一張網”為基礎,構建 5G+工業互聯網平臺,打造云南中煙新型數字化基礎設施。以“兩芯”“兩地”“兩級應用”為原則,建設了一朵云,統一承載行業一體化平臺、云南中煙統一信息化平臺等應用。建設了一張跨越云南、新疆、內蒙古 3 省、9 市、11 區縣的 5G專網,實現了一中煙、兩集團、10 工廠的 5G 專網全覆蓋。云南移動 5G 專網支撐行業生產經營管理一體化平臺、行業調控項目、煙葉平臺、二維碼系統等煙草行業核心管控系統的部署和應用,促進煙草全產業鏈融合,實現 5G 全連接,提升卷煙生產智能化水平。目前已部署 5G+一體化平臺終端:工控機 774 臺套、PDA1143 臺、工業讀碼器
90、 3054臺,每月傳輸煙葉生產投料數據超 700 萬次,每月傳輸盒條件關聯數據超 28 億次每月傳輸卷煙成品出入庫數據超 1000 萬次。315G 應用創新發展白皮書圖圖 3-18 煙草行業煙草行業 5G 專網架構專網架構2022 年 8 月 9 日,工業和信息化部黨組書記金壯龍同志在國家煙草專賣局調研,調研期間聽取了工業互聯網建設情況匯報,遠程連接云南中煙昆明、曲靖兩個云上工廠,實時查看生產情況,金壯龍在講話中充分肯定了煙草行業改革發展取得的成績。圖圖 3-19 5G 煙草生產制造數字孿生系統煙草生產制造數字孿生系統云南中煙通過 5G+工業互聯網應用實踐,提升了生產經營活動的智能化水平,實現
91、業務與數據的解耦,降低數字化、智能化迭代與對接復雜度,提升了數據分配和使用效率。推動生產設備數字化、生產數據可視化、生產過程透明化,為提質降本增效賦能。運用大數據分析、算法學習、建模仿真,輔助設備故障預測、遠程運維、質量診斷、工藝過程優化等,助力提升產品精益管控能力。3.發展策略建議發展策略建議我國是全世界最大的煙草生產國與消費國,煙草稅利與國家和地方財政收入、經濟發展作出積極貢獻。煙草行業積極響應國家政策,提出運用新型信息技術,賦能生產經營活動,不斷迭代優化,持續建設,努力打造智能型卷煙工廠。對于未來推動煙草行業 5G 的應用及規模復制,有如下幾點建議:一是一是持續完善煙草行業持續完善煙草行
92、業 5G 網絡方案網絡方案。5G 網絡在煙草工業已經從單一煙廠的覆蓋需求擴展到全國跨省市的 5G 專網需求,需要聯合產業各方,不斷探索設計、施工、驗收及運維各階段 5G5G 應用創新發展白皮書32網絡需求,設計和建設滿足行業用戶業務需求的 5G 行業專網,推動 5G 在煙草行業的深度融合。二二是是持續創新煙草行業持續創新煙草行業 5G 應用應用。目前煙草企業已在切絲、物流、質檢、園區管理方面驗證了多個5G 創新應用。未來將由生產輔助類應用向核心生產環節進行探索,推進制絲環節的自動加料、卷包環節的高速質檢、堆垛機機器視覺盤點、動力中心 AR 巡檢及預測性維護等應用在煙草行業的落地。三三是是聯合生
93、態打造煙草行業聯合生態打造煙草行業 5G 應用標桿案例應用標桿案例。聯合煙草行業內外部生態打造不同類型的示范標桿,聯合煙草行業研究單位共同打造科技創新方案,制定相關標準政策;聯合中煙工業大省及生態伙伴共同打造 5G 應用示范標桿煙廠,輸出全流程解決方案,為全國 5G 智慧煙廠的復制打造樣板。3.53.5 5G+5G+智慧軌交智慧軌交1.行業數字化行業數字化轉型轉型需求需求分析分析黨的二十大報告指出,要加快建設交通強國,這是以習近平同志為核心的黨中央立足國情、著眼全局、面向未來作出的重大戰略決策。自黨的十八大以來,習近平總書記始終高度重視交通運輸工作,中共中央、國務院對加快建設交通強國做出了一系
94、列重大戰略規劃。2019 年 9 月,中共中央、國務院印發的交通強國建設綱要,作為指導加快建設交通強國的綱領性文件,將“人民滿意、保障有力、世界前列”作為建設交通強國的總目標,著力打造“三張交通網”“兩個交通圈”。2020年,中國城市軌道交通協會印發的中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要指出,要推進云計算、大數據、物聯網、人工智能、5G 等新興信息技術和城軌交通業務深度融合,推動城軌交通數字技術應用,推進城軌信息化,發展智能系統,建設智慧城軌。軌道交通容量大、速度快,能大幅縮短旅行時間,提高出行效率,在人們的生活中扮演著越來越重要的角色,但目前也面臨著種種挑戰:在運行效率方面在運行效率方面,軌道交
95、通行業存在多種通信制式,且多為窄帶通信系統,帶寬最大只有 20MHz,實際使用單網帶寬往往不超過 10MHz。系統帶寬,尤其是上行帶寬受到很大限制,無法實現數據的良好傳輸,軌道交通運行效率低下;在運行安全方面在運行安全方面,當前應急狀況保障手段有限,只能采用對講機通過語音來保障,且不同線路制式不同無法互通,不同站臺無法互通,不能有效的支撐運行安全;在運維成本方面在運維成本方面,軌道交通一般存在 TETRA、Wi-Fi、LTE-M、手動拷貝等多種制式,各個制式建設時間、運行周期、運維要求均不相同,所以運維難度高、運維工作量大、運維成本負擔重;在業務拓展方面在業務拓展方面,窄帶移動通信容量較低,無
96、法滿足各種新業務的需求。335G 應用創新發展白皮書2.5G 重點場景與價值分析重點場景與價值分析5G 移動通信技術作為新一代通信技術,其大連接、低時延、高速率的特點,能夠有效提高數據傳輸速率和資源利用率。5G 與人工智能、大數據、VR 等新興技術相互疊加,能夠滿足軌道交通行業對通信質量、運行監測等方面的基本需要,并為軌道交通的智能化產生良好的推動作用。(1)5G+集群通信集群通信利用 5G 大帶寬的特性,應用基于 5G 的集群系統替代傳統 TETRA 集群系統,5G 數字集群系統,集視頻指揮、監控調度、現場圖傳、態勢展現等功能于一體,實現監控攝像機、存量 Tetra 窄帶集群、5G 手持終端
97、、5G 音視頻記錄終端和 5G 專用集群車載終端有效接入及統一業務調度,能夠解決當前音/視頻相互獨立,指揮協同效率低,無法實時快速了解現場態勢的問題,從而賦能城軌交通集群指揮的智能化、扁平化和一體化。(2)5G+智慧調度智慧調度應用 5G 技術可以很好的解決軌道交通中的調度問題:一是智能感知的事件處置,針對突發事件,通過視頻分析、智能傳感等感知手段,及時觸發警報信息,提示站務人員進行處置;二是協同聯動的應急疏散與公交接駁。在各類極端氣象或火災災害發生時,可通過先進的探測器或傳感器,結合外部氣象數據的接入、大數據平臺的預測分析等手段進行及時預警。預警產生后,系統應啟動相應的應急預案,各系統按預案
98、自動執行相關聯動,同時通知相應部門進行現場處置,如公交接駁時,將處置和現場情況及時上報上一級管理部門。(3)5G+車載車載 CCTV采用 5G+MEC+AI 的方式,監控視頻流由 5G 網絡傳輸至 MEC,通過 AI 算法進行圖像識別及處理,主動篩選問題區域圖像,分發傳輸至顯示終端。該項業務能夠通過 5G 傳輸車載視頻錄像文件,降低人工拷貝成本,減少人工分析工作量;可以通過車載視頻監控實現多路實時查看,保障行車安全;可以對司機異常行為進行監控,產生告警信號傳至軟件平臺;可以自動識別乘客行為,完成智慧篩選,自動告警。(4)5G+乘客信息系統(乘客信息系統(PIS)5G 通信網絡能夠為車地無線綜合
99、寬帶傳輸平臺提供匹配 PIS 專業需求的連續、高帶寬、低時延車地無線傳輸通道。PIS 系統將播控中心下發的播放節目,如緊急文本信息、行車信息、新聞廣播、旅行指南、換乘信息、在線廣告等便民信息在車載 PIS 顯示屏上實時顯示。車載人機交互設備,如監控觸摸屏、HMI 屏、智慧屏、OLED 車窗等,能夠給乘客帶來更優的服務和乘車體驗。5G 應用創新發展白皮書34應用實踐:武漢地鐵 5G 智慧城軌2023 年 6 月底,武漢地鐵 19 號線實現 4.9GHz 5G 專網全線部署,集群高清視頻通話全程流暢、清晰、無抖動,可支持 30 路 5G 集群高清視頻通話,顯著提升集群調度效率,方便聯動指揮。經跟車
100、調測、網絡調測、業務調測等關鍵應用驗證,軌行區上行速率達到 101Mbps+,下行速率達到1067Mbps+??梢粤己贸休d 19 號線集群調度業務需求,充分助力地鐵建設降本增效,推動整個行業向 5G 智慧城軌轉型。項目建設內容主要由中心管理平臺、5G 專用網絡及 5G 終端三部分組成。(1)中心平臺部分由集群調度平臺、5G 專網 One Cyber 平臺、二次開發、視頻網關、網絡管理設備和調度臺等組成,與武漢地鐵“城軌云”完全融合部署。(2)5G 專網由 5GC(5G Core,核心網)、MEC(Mobile Edge Computing,移動邊緣計算)設備、無線接入網、5G 網管設備組成。(
101、3)5G 終端由設備和 SIM 卡兩部分組成,在車站配置固定臺、列車配置車載臺,移動人員配置手持臺(手持、可穿戴音視頻記錄儀),共同構成一個以行車調度功能為主的包括環境控制、維修、場段多個子系統并存的 5G 數字集群通信網。圖圖 3-20 總體架構圖總體架構圖圖圖 3-21 平臺部署圖平臺部署圖5G 集群調度平臺負責全線集群調度,部署在武漢地鐵的“城軌云”上,與城軌云搭配,以主備模式“雙活”部署,采用主備冗余模式部署集群應用軟件,承載集群核心業務,負責本線路所納管集群終端的指揮調度。集群平臺為上層業務提供豐富的基礎資源能力,如集群調度能力、視頻調度能力,大大降低了上層應用系統的集成交付難度。5
102、G 專網 One Cyber 平臺提供 5G 專網網絡服務的同時,配套提供圍繞 5G 專網的使用、運維重點打造的一站式管理服務平臺。通過平臺的可視化,使 5G 專網變得直觀、清晰、通俗易懂;通過平臺的告警及性能管理,讓 5G 專網可視、可管、可控。355G 應用創新發展白皮書圖圖 3-22 5G 專網專網 OneCyber 平臺方案圖平臺方案圖本項目 5G 專網采用尊享模式,與面向大網用戶的 SA(StandAlone,獨立組網)網絡相對獨立,同時用戶面下沉、控制面共享網絡模式,5G 無線接入側采用 4.9GHz EasyMacro 設備(射頻天線一體化的微基站)背靠背部署,使用專用頻段;5G
103、 核心網側采用 1+1 主備容災方案,客戶側異址機房分別部署 2 臺 L 型 UPF+(User Plane Function,用戶面功能設備),通過主備方式實現異局址容災;承載網側采用新建 SPN(Slicing Packet Network,切片分組網)傳輸環路的方案。終端方案主要為軌道交通行業專用終端,包括 5G 手持臺、5G 音視頻記錄儀、5G 車載臺、5G調度臺和 5G 固定臺等,均為 5G 定制行業軌交專用終端,符合軌道交通通用標準。同時,系統的終端層可支持其他類型的終端的接入,包括視頻監控、TETRA 集群、公務電話等。通過 5G 與人工智能、物聯網、云計算、大數據、邊緣計算等新
104、興信息技術的深度融合,構建“融合一張網”和“智能軌交一朵云”能力;基于多樣化智能終端產品,面向地鐵行業客戶提供“云管端”整體解決方案,賦能車地通信、客流分析、站內導航、智慧巡檢等場景應用,持續打造以 5G為中心的智慧型地鐵運營模式。3.發展策略建議發展策略建議目前 5G+智慧軌交領域仍處于起步階段,未來,推動 5G 在軌道交通領域的規?;l展,有如下幾點建議:一是一是持續推進持續推進 5G 智慧軌交專網方案的完善智慧軌交專網方案的完善。針對鐵路、城市軌道交通行業的特殊屬性,聯合產業界合作伙伴,不斷探索設計、施工、驗收及運維各階段 5G 網絡需求,設計和建設滿足行業用戶業務需求的 5G 行業專網
105、,推動 5G 在軌道交通領域的深度融合。二是二是探索探索 5G+智慧軌智慧軌交多樣化交多樣化應用應用場景場景。持續推進 CCTV 回傳、車載 PIS 廣告、障礙物檢測、智能屏業務、應急可視對5G 應用創新發展白皮書36講業務、車輛智能運維、TCMS 數據、遠程輔助駕駛等基于 5G 的多樣化軌交領域應用場景探索。三是推進試點三是推進試點 5G+智慧軌交示范項目和標桿工程的打造智慧軌交示范項目和標桿工程的打造?;谶\營維護類、列車運行類、乘客服務類等不同的 5G 應用場景,2.6G/4.9G 不同頻率制式的使用以及移動、業主、設備商等不同的商業合作模式等多種因素的融合,打造示范樣板,輸出解決方案,
106、為全國軌交智慧化建設提供借鑒依據。四是積極融入軌交生態體系四是積極融入軌交生態體系。與行業生態伙伴共同建設開放性的聯合創新實驗室,聯合國家重點實驗室,從 5G 智慧軌交應用創新與標準制定、生態合作平臺建設等方面開展合作。研究基于云架構、大數據、5G+的人臉識別、智能分析、智能視頻感知的智能視頻系統。與生態伙伴共同構建安全、便捷、高效、綠色、經濟的新一代中國式智慧型城市軌道交通。3.63.6 5G+5G+智慧水利智慧水利1.行業數字化行業數字化轉型轉型需求需求分析分析黨的“十八大”以來,黨中央國務院高度重視水利工作和信息化工作。習近平總書記明確提出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水
107、思路,把水安全上升為國家戰略。中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要將保障國家水安全、建設數字中國等置于突出位置,圍繞水旱災害防御、水資源集約安全利用、水資源優化配置、水生態保護防治等方面進行了重要部署,特別是明確提出“構建智慧水利體系,以流域為單位提升水情測報和智能調度能力”。目前,對照國家信息化總體要求,與其他行業信息化發展程度,以及與水利改革發展需求以及突飛猛進的信息技術相比,智慧水利在數字化、網絡化、智能化等方面都存在明顯短板。在在數字化數字化方面方面,透徹感知不夠,感知覆蓋范圍和要素內容不全面,感知自動化智能化程度低,通信保障能力不足。例如,流量
108、、泥沙等水文要素監測依然以人工為主,約 90%的小型水庫沒有安全監測,信息資源依然條塊分割,水利一張圖還沒有在全行業實現全面應用。在在網絡化方面網絡化方面,信息基礎設施不強,水利業務網傳輸能力、云計算能力、備份保障能力不足,存儲資源不夠。例如,縣級以上水利單位網絡還沒有全覆蓋,水庫等水利工程不通網以及網絡帶寬不足依然是明顯瓶頸。在在智能化方面智能化方面,應用覆蓋面不足,高新技術應用水平不高,智能便捷的公共服務欠缺。例如,水利工程智能控制與聯合調度能力不足,水旱災害防御、水資源管理與調配的智慧化程度不高。2.5G 重點場景與價值分析重點場景與價值分析目前 5G 已在水旱災害防御、水資源管理與調配
109、、水土保持監管等水利行業各環節開展應用試點示范,并已取得初步成效,應用較為廣泛的幾個場景如下:375G 應用創新發展白皮書(1)5G+巡河巡河利用 5G 技術超大帶寬特性,實現高清巡河視頻實時回傳,強化巡河時效性。針對巡線實時性的要求,采用 COFDM 體制的寬帶圖像數據傳輸鏈路,在無人機和指揮車之間構建穩定、安全的圖像通道??盏刂g傳輸距離達到 30 公里,延遲 350 毫秒以內。指揮車配備自動跟蹤天線接收機,天線指向自動對準空中的無人機,并保持穩定的跟蹤,從而保證遠距離圖像的穩定接收。地面站具有高清推流器,通過 5G 將視頻推流到云端服務器,提供給后臺系統分析處理,從而實現無人機拍攝的畫面
110、實時傳輸到指揮中心大屏幕。通過固定的巡航路線進行常態化的固定頻次飛行巡查,也可在特定時間點,按照特需巡線進行飛行巡查。智慧機場通過 5G 遠程控制,實現無人值守。(2)5G+水環境監管水環境監管無人船搭載水質監測儀,通過 5G 實時返回水質數據,可采集水溫、pH 值、溶解氧、濁度、電導率等多項水質指標,業務平臺可實現按河程的水質變化分析,以及固定關鍵點位按時間序列的水質變化分析,從而監測整條河道的污染變化情況。搭載水面漂浮物收集的無人船設備,實現對自動識別水面漂浮物。在遇到漂浮物時,可自動打開位于船體中間的垃圾箱,將漂浮物收集。搭載地形探測和勘測儀器的無人船、無人機、VR 設備,實現對水下、地
111、面等地形的探測,同時實現遠程構建河湖虛擬場景。(3)5G+水庫監測水庫監測5G+水庫監測是利用 5G 網絡技術來監測水庫大壩的運行狀態和安全情況。5G 網絡具有高速、低延遲、大容量等特點,以 5G 網絡為核心,依托網聯無人機、北斗手持智能終端、無人船等設備,通過將傳感器、攝像頭、監測設備等與 5G 網絡相連,可以實現庫區水雨情視頻監測、水質監測、庫區巡查、入庫流量視頻監測溢洪道下泄流量視頻監測和壩體視頻監控,并將數據傳輸給相關部門進行分析和決策,對水庫供水安全、水質安全和工程安全監管能力與水利應急監測裝備能力建設提供有力支撐;應用移動端 APP 可以快速響應一線人員的日常巡視/巡檢的作業需求;
112、對于巡檢路線上發現存在隱患及時進行上報、實時回傳,并指派相關人員進行閉環處理,以達到消除安全隱患目的。應用實踐:重慶某區雨水情和大壩安全監測項目本項目是為重慶市某區水利局轄屬的近百個中小水庫,結合重慶市小型水庫雨水情測報和大壩安全監測設施建設與運行技術指南(試行)(渝水辦管202135 號),提供雨水情測報和大壩安全監測系統,包括監測平臺、雨水情標準化一體設備、雨量計、滲壓計、水位計、水尺、供電模5G 應用創新發展白皮書38塊等設備。圖圖 3-23 雨水情和大壩安全監測系統雨水情和大壩安全監測系統(4)5G+內澇監測內澇監測5G+內澇監測是利用 5G 網絡連接的傳感器實時監測降雨量、水位和澇情
113、等關鍵數據,并通過高速傳輸和低延遲的特性將數據傳輸到云端進行處理和分析?;跀祿治龊湍P?,系統可以實現內澇的實時預警和預測,并提供準確的防護建議。同時,通過高精度定位技術和多維數據分析,可以精確監測不同區域的內澇情況,并為相關決策提供科學依據。通過 5G+內澇監測,城市能夠實時掌握內澇風險,提高應對能力,保障居民和城市基礎設施的安全。應用實踐:重慶某區排水監測項目為滿足城市排水日常管理、運行調度、災情預判、防汛調度等功能需要,提升城市排水系統運行效率和防洪排澇治理能力,重慶某區落地排水監測項目。本項目在全區重點場所及易澇路段建設排水監測設備,在本地部署排水在線監測平臺,前后聯動搭建起智慧排水
114、在線監測系統。圖圖 3-24 城市排水監測設備城市排水監測設備3.發展策略建議發展策略建議目前 5G+智慧水利領域仍處于起步階段,未來,推動 5G 在智慧水利領域的規?;l展,有如395G 應用創新發展白皮書下幾點建議:一是一是加強水利領域加強水利領域 5G 等等信息基礎設施信息基礎設施。鞏固和深化水利信息網和水利云建設,加強算力建設,提供高性能計算存儲和泛在網絡連接支持,創新 5G+北斗融合應用,優化健全水利網信保障體系,夯實數字孿生水利網絡能力基礎。二是推進是推進 5G+智慧水利多樣化應用智慧水利多樣化應用。推進 5G 與寬帶視頻集群通信、遠程監控、智能傳感器、數據采集與分析、水位水質監測
115、、水災預警、防汛抗旱等水利領域“四預”業務深度融合,提升水利工程運行效率和安全保障。三是推進試點示范項目和標是推進試點示范項目和標桿工程打造。桿工程打造。按照“大平臺+小場景”建設模式,基于內澇監測、水庫監測、水質監測、智慧灌區等水利應用,夯實技術能力,創新商業模式,緊跟龍頭企業痛點需求,打造典型示范項目,為全國智慧水利建設規模復制奠定基礎。四四是積極是積極擴大智慧擴大智慧水利生態水利生態合作合作“朋友圈朋友圈”。貫穿“產學研”行業生態伙伴,在 5G 智慧水利創新技術、標準制定等方面開展合作。聯合行業頭部企業,探索 5G智慧水利創新應用及技術發展路線,共同構建安全、高效、綠色的新一代智慧水利系
116、統。3.73.7 5G+5G+智慧海洋智慧海洋1.行業數字化行業數字化轉型轉型需求需求分析分析近年,國家發展改革委、自然資源部、生態環境部、交通運輸部、農業農村部等多個部委發布文件推動海洋領域數字經濟融合發展,涉及智慧漁業、智慧港口、智能航運、智慧旅游等領域。2020年生態環境部印發“十四五”海洋生態環境質量監測網絡布設方案,提出將建設海洋生態環境監測網絡,基本實現對我國管轄海域的全覆蓋。2021 年國家發展改革委、自然資源部發布“十四五”海洋經濟發展規劃,明確要著力提升海洋科技自主創新能力,暢通陸海連接,增強海上實力。2022 年生態環境部等六部委聯合印發“十四五”海洋生態環境保護規劃,提出
117、加強應急響應能力建設,發展大面監測能力,提升生態調查工作效率和覆蓋水平,綜合應用先進技術打造海灣生態環境智慧監管平臺。沿海各省市加快海洋信息產業建設,助力海洋經濟發展。山東省規劃推動海洋產業與數字經濟融合發展,推進海洋立體觀測網、通信網絡、海底數據中心等基礎設施建設,加快海洋數字產業化和產業數字化。廣東省規劃到 2035 年全面建成海洋強省,推動海上新型基礎設施建設。福建省先后印發加快建設“海上福建”推進海洋經濟高質量發展三年行動方案福建省“十四五”海洋強省建設專項規劃,強調要“高標準推進涉?;A設施建設”,培育海洋信息等七大新興產業,構建富有競爭力的現代海洋產業體系。我國海洋強國戰略和國家信
118、息化戰略穩步推進,海洋信息化發展已步入大有作為的重要戰略機遇期,當前相關涉海機構圍繞海上交通、海洋預報、海洋漁業、海洋資源開發、海洋環境監測、海島(礁)測繪、涉海電子政務等領域需求,開展了各具特色的信息應用服務,取得了顯著成效。但與世界上海洋發達國家相比,我國海洋信息體系建設總體上能力不強。主要表現在:一是一是缺乏全局戰略性頂層設計,海洋相關信息較少,難以發揮整體資源優勢;二是二是海洋信息自主獲取與通信能力5G 應用創新發展白皮書40嚴重不足,覆蓋范圍、觀測要素、時效精度和數據質量都亟待提升;三是三是海洋相關標準不一、共享機制不暢,“信息孤島”現象嚴重;四是四是海洋整體信息服務規模較小,服務水
119、平較低,難以滿足海洋管理,軍事活動,經濟發展等方面的需要。2.5G 重點場景與價值分析重點場景與價值分析目前 5G 在海事安全和漁政執法、海上風電、海洋漁業、海洋算力服務等多個領域得到了廣泛的應用,智慧海洋業務已初具規模,較為廣泛的幾個場景如下:(1)5G+海事安全和漁政執法海事安全和漁政執法運用 5G 工業網關連接各類視頻監控設備,船上視頻數據經 5G-MEC 專網、智能城域網,依托5G 高帶寬、低時延、廣連接的技術能力,傳輸至海事局機房,連接至海事局內網。在 5G 工業網關和用戶 AR 路由器配置 vxlan,提供二層通道,達到網絡地址規劃不涉及行業用戶內網 IP 要求,實現海事局監管人員
120、一對多實時遠程查看船上視頻監控畫面。通過海洋 5G 專網,監管人員可通過智慧漁港安全管控平臺融合北斗船舶定位系統、視頻監控系統、雷達防控系統、AIS 識別系統以及船員身份識別等系統,實現對港、船、人的全面管控;海洋局利用海上安全綜合監控平臺實現了海上船只視頻信號回傳及實時互動調度、內外網安全隔離及實時監控預警、全市關鍵視頻點位集成回傳、遠程應急船舶艙內情況感知及云安檢等功能。圖圖 3-25 5G 智慧漁港漁船管控平臺智慧漁港漁船管控平臺(2)5G+海上風電海上風電利用沿海 5G 超遠覆蓋系統,集 F5G、北斗、5G 網絡優勢互補,為行業用戶在距離海岸 10415G 應用創新發展白皮書26 公里
121、的海上作業區域提供超遠程數據傳輸服務,實現船機視頻及數據的實時上傳,并利用 AI 算法實現了對不穿救生衣、吸煙等違規行為自動檢測和實時告警,滿足了用戶對海上作業的遠程智慧監管。中交第三航務工程局有限公司江蘇分公司在濰坊昌邑市的海上風力發電項目中,運用 5G+AI的海上智慧工地為安全作業裝上了“千里眼”,5G+北斗的風電機艙姿態監測、塔筒位姿精準監測等,為海洋新能源項目運行保駕護航。圖圖 3-26 5G 海上風電平臺海上風電平臺(3)5G+海洋漁業海洋漁業采用 5G+智能智造+漁場物聯網總體架構,利用 5G 大帶寬特性,數據遠程無線高速傳輸,將數字集控模塊、智能水下機器人、環境數據采集系統、養殖
122、生物監測系統、裝備生命健康安全管理模塊、智能投喂系統數據進行大融通、大互聯,從而實現透明與智慧海洋牧場。煙臺市“長漁一號”海洋牧場平臺定制了 5G+全景海洋牧場綜合監控應用;通過基于 5G 傳輸的水下視頻監控系統,海洋牧場管理人員通過監控指揮大屏或者直接使用手機就可以觀察水產品生長情況,并通過圖像 AI智能分析直接獲取水產品生長數據,更有效管理牧場養殖水域水產生長質量,實現科學調整投喂計劃;5G 遠程投喂系統配合風力自動投餌機,根據不同海域不同網箱水產生長情況,直接遠程管理各海洋牧場餌料投喂,將餌料精準分配至與平臺相連的每個網箱,滿足自動化養殖需求前提下提高餌料利用率。5G 應用創新發展白皮書
123、42圖圖 3-27 5G 海洋牧場海洋牧場應用實踐:威海市漁政核查核錄系統項目威海市海洋與漁業監督監察支隊(中國海監威海市支隊)在漁業安全監管方面缺乏統一數據中心,漁港進出漁船管理工作效率低,漁港信息化和科技化建設程度不高。針對以上問題,威海市海洋與漁業監督監察支隊聯合基礎電信企業建設了漁政核查核錄系統,具備船舶識別、人員核錄、綜合查詢、實時定位等功能,通過人船“一刷通”的技術革新,進一步完善人、船、港信息管理,構建漁船管控一張網,確保違法行為“早發現、早報告、早制止”。通過建立統一數據中心,完善數據基礎,實現漁港進出漁船管理由“手工操作”轉變為“電子操作”,由“粗放管理”轉變為“精細管理”,
124、進一步提高工作效率和工作質量,達到人船底數清,進出軌跡清、動向明目的。通過建立統一、完善的數據管理平臺和機制,提高漁港漁船管理效率,推進漁港信息化、科技化的建設。圖圖 3-28 5G 海上執法終端海上執法終端漁政核查核錄系統的開發,通過人工智能識別船舶身份和船員身份,使船舶進出港管理邁入智435G 應用創新發展白皮書能化時代;該項目打造了以新一代信息技術為頂層設計的 5G 智慧漁港一體化平臺,將先進的千兆網絡、智能軟件與 AI 技術相結合,引領政府部門開發創新應用項目。3.發展策略建議發展策略建議目前 5G+海洋仍是新興領域,未來需要加快推動 5G 在海洋領域的規?;l展。一是加強涉海一是加強
125、涉海領域領域 5G 協同發展頂層設計。協同發展頂層設計。以建設海洋強國、發展海洋經濟為核心目標,構建完善的 5G 智慧海事發展機制,統籌推進 5G 智慧海事相關標準體系制定,組織探索海洋場景 5G 融合技術適配與測試驗證,打造 5G 智慧海事發展合作交流平臺,強化海事領域的 5G 資金投入、復合型人才的招引與培育,增強海事領域 5G 可持續發展的引導和支持。二二是加強空天地海一體化通信網絡規劃設計是加強空天地海一體化通信網絡規劃設計。聯合各大科研院所,基于近海 5G、衛星通信及水聲通信等技術探索空天地海一體化網絡規劃設計方案,打造通感算一體化多模態專網、探索遠海通信、海底通信新模式,完善海洋立
126、體觀測網建設。推進全海域覆蓋的空天地海一體化的海洋信息采集和通信體系網建設。三三是是推動建設推動建設 5G 涉海融合涉海融合技術產業體系技術產業體系。加強對 5G+智慧海洋關鍵技術的研發投入,推動海洋傳感器、海底網絡、海洋機器人、人工智能等領域的技術創新與升級突破,持續推動 5G 智慧海洋標準制定,不斷提升 5G+智慧海洋新型融合產品供給能力,有序推動 5G 行業終端從網關外接向海洋設施裝備智能化升級,培育發展一批面向 5G 智慧海洋的專精特新企業,開發形成一系列 5G 智慧海洋應用解決方案。3.83.8 5G+5G+中小企業中小企業1.行業數字化行業數字化轉型轉型需求需求分析分析近年來,中小
127、企業快速發展壯大,是數量最大、最具活力的企業群體,成為我國經濟社會發展的主力軍,是我國經濟韌性、就業韌性的重要支撐。大量新技術、新產業、新業態、新模式都源自中小企業。振興實體經濟、促進制造業高質量發展也一直是近年來我國經濟制造的重要內容之一。然而,我國企業眾多,發展能力千差萬別,由于眾多的小企業在生產制造環節過度競爭,靠產品數量多和價格低取勝,由此導致利潤攤薄,大量企業處于微利甚至虧損的邊緣。5G 等新一代信息技術對于加速中小企業轉型升級具有重要的助推作用,以數字化轉型推動中小企業增強綜合實力和核心競爭力。2022 年,工信部印發中小企業數字化轉型指南指出,需聚焦中小企業特征及需求,研制小型化
128、、快速化、輕量化、精準化(“小快輕準”)產品;2023 年,工信部與財政部聯合發布關于開展中小企業數字化轉型城市試點工作的通知,要求打造一批數字化轉型“小燈塔”企業,培育一批優質的數字化服務商,開發集成一批“小快輕準”的數字化解決方案和產品,引導和推動廣大中小企業加快數字化轉型,全面提升中小企業數字化水平。5G 應用創新發展白皮書442.5G 賦能中小企業切入點賦能中小企業切入點分析分析目前,我國中小企業數字化轉型尚處于起步階段,5G 在行業的應用仍以龍頭企業為主,未來將更多帶動中小企業應用 5G 技術,并探索更多可行的解決方案。5G 在中小企業的復制推廣可從以下方面切入:(1)探索形成通用型
129、探索形成通用型 5G 應用解決方案應用解決方案中小企業對于數字化轉型及 5G 應用的資金和資源投入有限,需要小型化、快速化、輕量化、精準化(“小快輕準”)的通用型 5G 應用和訂閱式服務。針對中小企業的業務規模和需求,需要探索形成適用于小規模部署的 5G 應用,對場景和方案進行適當的剪裁,降低對硬件和網絡的要求,使其更易于在中小企業部署和維護,滿足中小企業快速響應市場變化的需求的同時降低應用成本和復雜度。例如通過 5G+設備聯網、工業物聯網、大數據分析等技術手段,實現中小企業生產過程的自動化、智能化,并優化生產計劃和資源配置,提升生產效率和產品質量;建立完備的質量管理體系,通過追溯系統等技術手
130、段,實現對產品生命周期的全程監控和追蹤;通過供應鏈協同與供應商進行深度透明化協作,實現購銷作業的互聯互通,從訂單協同、收發貨協同、質檢協同到對賬開票等各環節實現有序掌控,縮短采購周期,保障生產。(2)依托龍頭企業能力推廣依托龍頭企業能力推廣 5G 應用應用龍頭企業相對中小企業在資金實力、技術創新能力、影響力、產業合作渠道等方面具備相對優勢,在推廣 5G 應用規模復制進程中可從以下兩方面發揮自身優勢,推動我國 5G 應用在中小企業的擴散推廣:一是行業龍頭、領軍企業依托自身資源優勢,牽頭打造 5G+垂直行業使能平臺,建立5G 應用的經驗推廣與分享機制,形成一批可復制、可推廣的 5G 應用。二是龍頭
131、企業主導產業集群或者工業園區開展網絡化協作,打造數據互通、設備共享、產能協作等新模式,有效協同和深度賦能中小企業,彌補中小企業資源和能力的不足。由龍頭企業主導建設的 5G+垂直行業使能平臺形成后,中小企業一方面可以應用產業鏈、供應鏈龍頭企業搭建的平臺,融入核心企業生態圈,加強互聯互通和協作配套,實現大中小企業協同轉型;另一方面,可以應用行業龍頭企業輸出的數字化轉型解決方案,享受成本低、對內部資源需求低的 5G 應用,加速提升自身數字化水平。應用實踐:云鏑智慧助力中小企業數字化轉型云鏑智慧科技有限公司專注工業互聯網平臺及 SaaS 應用的研發與運營,旨在以 5G、云計算、邊緣計算、大數據、AI
132、等新型數字化技術,打造小輕快準“一站式工具箱”“智鏑”工具箱,助力中小企業實現數字化轉型。小輕快準、開箱即用的“智鏑”工具箱是在新型工業化場景下,聚455G 應用創新發展白皮書焦中小企業特征及需求,遵循“從易到難、由點及面、長期迭代、多方協同”的思路,提供從調研、咨詢、診斷、培訓、生產、交付、管理、運維等全環節的數字化轉型服務,助力中小企業低成本、高成效地實現數字化。工具箱中的一項重要產品“鏑虎 5G 工業智能機”是為中小制造企業量身打造的一款融合軟硬件的輕量化、一體化產品。作為工廠的本地大腦,智能機可通過網絡技術實現經營管理和生產制造過程的實時管控,整合輕量化、標準化的 ERP、MES、WM
133、S、SCADA、QMIS 等數字化應用,支持通過 5G 網絡傳輸海量數據。同時支持各種軟件部署、數據存儲備份、邊緣計算等功能,且無需專業機房。該產品一體化部署、即開即用,并支持遠程運維升級,有助于企業快速且低成本地突破信息化、智能化、網絡化困境,實現業務和生產的數字化。圖圖 3-29 鏑虎鏑虎 5G 工業智能機工業智能機此外,依據關于開展中小企業數字化轉型城市試點工作的通知相關政策,云鏑智慧還搭建了中小企業數字化轉型服務平臺,以中小企業數字化轉型評估診斷為切入點,面向工業企業、診斷服務支撐機構、政府機構提供專業化評估服務。充分應用診斷結果,與戰略規劃制定實施、試點示范遴選、績效考核等工作掛鉤,
134、實現對中小企業的全方位賦能。整合產業資源,打造數字人才培養、供需對接與合作創新、項目管理與效果評價、獎補申領與政策支持等一系列基于平臺的閉環服務應用。3.發展策略建議發展策略建議目前 5G 在中小企業的應用仍處于起步階段,未來,推動 5G 在中小企業應用的規?;l展,5G 應用創新發展白皮書46一是需要研發低成本的一是需要研發低成本的 5G 應用應用。結合中小企業的實際需求,創新 5G 應用場景,開發適用于不同行業和領域的通用型低成本 5G 應用解決方案,并通過舉辦技術交流會、研討會等形式,加強龍頭企業和中小企業、中小企業與中小企業間的交流合作,推動通用型解決方案的普及和推廣。二是降是降低企業
135、應用低企業應用 5G 的成本。的成本。在政策支持方面,對中小企業應用 5G 給予一定的財政補貼或稅收優惠,降低企業的成本負擔。在技術優化方面,引導中小企業采用 RedCap 等新技術,降低 5G 網絡建設和維護成本。四、5G 應 用 發 展 趨 勢 與 建 議4.14.1 我國我國 5G5G 應用發展趨勢分析應用發展趨勢分析商用 4 年多以來,我國 5G 應用發展已經邁入新階段??傮w來看,在各方目標同向、合力推動下,技術產業、融合應用、應用生態等方面均顯現出新發展趨勢。一是技術產業適配行業需求一是技術產業適配行業需求,成本難題有望逐步破解成本難題有望逐步破解。隨著 5G 應用覆蓋的行業領域和業
136、務場景持續拓展,一批成本敏感型行業應用方對低成本 5G 物聯網解決方案提出明確需求,5G 行業模組價格較高已成為現階段推動 5G 規?;瘧秘叫杞鉀Q的發展堵點,通過終端剪裁降低復雜度和價格是未來一段時間內重要的發展方向。2024 年,隨著 5G RedCap 實現商用和規模推廣,將面向中高速物聯網業務場景提供更低成本的解決方案,有效兼顧部分垂直行業對性能和成本方面的并存需求,持續推動 5G 模組價格從千元級向百元級壓降,有望成為 5G 規?;瘧玫闹匾爸破鳌?。二是融合應用共性場景收斂二是融合應用共性場景收斂,賦能深度廣度持續提升賦能深度廣度持續提升。隨著 5G 應用在垂直行業中的不斷深入,
137、產業界在探索實踐中已初步形成了一批聚焦行業應用共性需求的通用產品,未來將逐步完善并形成模塊化解決方案,有望快速推廣至不同行業的相似業務場景,進一步深化在已有行業中的應用深度。此外,目前也涌現出若干基于多個通用場景組合而成的新應用領域,如水泥行業挖掘出一批與制造、礦山等行業相似的需求,將 5G+機器視覺檢測、5G+大型機械遠控、5G+無人駕駛礦車、5G+無人機巡檢等解決方案“嫁接”至水泥生產的關鍵環節。預計未來將會有更多行業細分領域采用已經成熟的共性場景解決方案,進一步擴展 5G 應用賦能廣度。三是應用生態協同愈發緊密三是應用生態協同愈發緊密,供需主體邁向供需主體邁向“雙向奔赴雙向奔赴”。隨著
138、5G 應用在行業單位中從試點示范向常態化運行演進,行業應用方參與 5G 應用解決方案設計研發的熱情和能力不斷提升,目前已經呈現出從供給側“找需求”轉變為應用方“提方案”的趨勢。部分行業應用方結合自身業務特征和已有產品,向解決方案供應商提供切實可行的融合部署方案建議,應用使能平臺逐步向“多技術融475G 應用創新發展白皮書合、一系統管理”演進,未來 CT(通信技術)與 IT(信息技術)、OT(運營技術)、DT(數據技術)融合將更加緊密。此外,對 5G 具備較深理解的部分行業應用方正著力提升基于現有解決方案二次開發的自服務能力,探索與供給側各主體“鏈式協同”的新合作模式,通過精準分工、高效協作,供
139、給側將有望降低定制化的分散投入,需求側也將進一步滿足自身靈活調整、自主可控等需求,逐步實現更高水平的合作共贏。4.24.2 5G5G 應用規?;l展建議應用規?;l展建議(一)強化(一)強化 5G 應用政策支撐應用政策支撐一是持續強化頂層設計。一是持續強化頂層設計。增強戰略定力,在5G 應用“揚帆”行動計劃(20212023 年)奠定的堅實基礎上,滾動出臺 5G 應用政策接續文件,持續推動產業發展和規模應用,進一步鞏固我國 5G 應用全球引領優勢。二是加強跨行業統籌聯動。二是加強跨行業統籌聯動。完善跨部委協同機制,協調解決 5G 規?;瘧妹媾R的重點問題,通過聯合發文、聯合評選試點項目等工作,
140、強化統籌協調、督促推進落實,推動解決融合應用行業標準、跨行業監管、安全監管機制聯動等問題。三是加強部省市協調聯動三是加強部省市協調聯動。充分釋放地方活力,鼓勵各地積極出臺 5G 規?;瘧谜呶募爸С峙e措,結合本地優勢產業和應用場景,面向關鍵領域建設 5G 融合應用產業特色集群。著力打造 5G 應用規模發展先進標桿城市,建成一批綜合型和特色型 5G 應用“揚帆之城”,以點帶面充分釋放“雁陣”效應。(二)不斷提升產業供給能力(二)不斷提升產業供給能力一是推動一是推動 5G-A 產業能力升級。產業能力升級。持續推進 5G-A 系列標準研制,組織開展 5G 演進技術試驗,推動 5G-A 網絡、基站
141、、芯片和終端等關鍵設備研發,加強基站和終端毫米波射頻器件攻關,產業鏈上下游協同聯動推進 5G-A 芯片、模組、終端、基站、網絡、儀表等產品研發,適時開展 5G-A網絡試點示范。二是加快二是加快 5G 應用融合產業鍛造。應用融合產業鍛造。打造高質量 5G 行業虛擬專網產品供給體系,推動 5G 與其他網絡融合產品研發。探索電信運營商與行業用戶“共維共管”新模式,滿足行業企業對網絡“可視、可維、可管”的需求。加快 5G RedCap 模組、終端規?;渴?,進一步降低 5G 行業終端模組成本。構建 5G 行業終端分級分類產業化體系,平衡行業需求與成本,適配差異化行業需求場景。三是完善三是完善 5G 融
142、合應用標準體系融合應用標準體系。完善行業特色化 5G 終端標準制定,健全 5G 行業終端安全標準體系。推動形成場景化的端到端 5G 虛擬專網技術要求。加強跨行業 5G 應用解決方案標準研制,統籌兼顧行業通用應用場景和行業定制應用場景,推進 5G 在工業、能源、文旅、醫療等重點行業的融合應用技術及測試標準制定,推動標準落地實施。5G 應用創新發展白皮書48(三)加快繁榮融合應用生態(三)加快繁榮融合應用生態一是創新應用生態合作模式。一是創新應用生態合作模式。鼓勵行業應用方、行業解決方案商、電信運營商、通信設備商、云服務商、創新型中小企業等主體聯合成立 5G 融合應用創新平臺,充分發揮龍頭企業牽引
143、作用,帶動扶持一批深耕行業的 5G 融合應用“專精特新”中小企業梯度成長,打造“龍頭引領、梯隊協同、鏈群互動”的應用創新生態。二是加大二是加大 5G 應用推廣力度。應用推廣力度。充分發揮“綻放杯”5G 應用征集大賽平臺作用,引導行業和地方主管部門加強 5G 應用標桿項目遴選、宣傳推廣工作,挖掘 5G 應用優秀案例,探索形成可復制、可推廣的商業模式,加快 5G 應用規?;l展。三是推動創新載體三是推動創新載體高質量建設。高質量建設。依托 5G 應用產業方陣,持續培育若干特色鮮明的 5G 應用產業方陣創新中心,鼓勵產業聯合應用方共建 5G 融合應用測試床。推動 5G 應用公共服務平臺建設完善,強化 5G 應用供需對接、產業合作對接、投融資對接等服務能力,加速實現需求牽引供給、供給創造需求的更高水平動態平衡。