（CWW）自2019年工业和信息化部印发《5G+工业互联网512工程推进方案》以来，全国各地方、各行业、各企业积极响应、密切合作、创新探索，我国5G+I业互联网取得了积极进展。随后，工业和信息化部印发的《工业互联网创新发展行动计划（2021—2023年）》、十部门印发的《5G应用扬帆行动计划（2021—2023年）》以及《工业互联网专项工作组2022年工作计划》，提出要打造5G全连接工厂，进一步拓展“5G+工业互联网”典型应用场景，促进5G在工业生产中由“局部单点”向“生产全局”、由“外围应用”向“生产核心”创新发展，加快工业企业数字化转型步伐。
2022年9月，工业和信息化部发布《5G全连接工厂建设指南》，明确了5G全连接工厂建设的总体要求、建设内容和建设路径，标志着“5G+业互联网”由起步探索阶段迈向精耕细作阶段。笔者从千行百业高质量发展的痛点和需求出发，归纳总结目前5G全连接工厂赋能实体经济的进展、成效和不足，并提出如何让5G全连接工厂更好更快地赋能千行百业，促进实体经济高质量发展，快速提升数字经济占比。
(资料图)
千行百业高质量发展的痛点和需求剖析
从工厂通信方面看痛点
目前，工厂通信面临着4个方面的挑战。一是时延问题，传统网络 传输无法满足车间设备所需的端到端低时延；二是IT/OT/CT融合组网问题（见图1），工厂网络结构复杂，新旧设备、不同厂家采取不同网络架构和组网模式，企业办公流、业务数据流、设备数据流、视频监控信息流、各类传感设备信息流等交织在一起，导致布线、运行和维护成本高，安全管理能力不足；三是传输带宽问题，生产车间业务繁多，特别是一些视频类业务（如高清视频监控、机器视觉等）对带宽要求高，而传统网络无法满足要求；四是高稳定性/高可靠性问题，工厂自动化不仅需要采集生产过程的数据，更重要的是要实现机械或设备控制，这就需要高可靠性的无线通信，因为信息如果丢失，就可能导致生产线停车，从而影响生产。
图1 5G全连接工厂组网方式
从工厂“人、机、料、法、环、测”数字化管理能力看需求
目前，我国大部分企业的经营和生产管理能力无法与整体市场环境、竞争格局相匹配，亟待进行数字化管理改造。数字化技术可以助力企业实现数字化管理，从整体上统筹“人、机、料、法、环、测”等业务、生产和财务数据，将生产、技术、人力等资源，乃至市场、销售、前端设计等环节连通起来，详见图2。同时，数字技术也是企业实现智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸等产业模式的使能技术。
图2 工厂“人、机、料、法、环、测”数字化管理能力
从行业全视角逐层深入个体看痛点需求
处于不同行业、不同地域、不同地位（产业链上下游）和不同数字化转型阶段的企业，面临着迥异的痛点挑战和需求（具体见图3）。例如，钢铁行业存在三大痛点需求。一是环境差，高温、噪声、粉尘甚至有害气体污染，导致钢铁企业招工难。二是效率低，钢材表面缺陷检测等工作依赖人工简单重复劳动，不仅效率低，而且误检率高。三是布线难，厂房内结构复杂，车间有线网络布设困难，导致一些装备还未联网。
图3 多个行业面临智能化转型需求
而港口行业也存在三大痛点需求。一是安全挑战，传统码头作业环境艰苦、招工难、人力成本高。二是效率挑战，港口7x24小时作业，为避免集装箱积压不能停工，自动化堆吊、无人集卡运输等核心生产业务，需要网络满足高可靠、低时延、大带宽等需求。三是网络挑战，传统港口行业基础设施建设具有多业务、多网、多制式的特点，建网、维护复杂，Wi-Fi易受干扰，网络性能不稳定，光纤卷盘易折损，亟需一网多用，简化网络运维。
此外，装备制造行业也面临两大痛点需求。一方面，在通用装备制造场景中，离散程度高，生产要素复杂，产线亟需智能化升级；设备运维难，智能运维场景对预检测、AI质检等功能有升级需求。另一方面，在精密装备制造场景中，大部件运输难，检测难，因此网络对多AGV协同、AR高清功能有较高要求。设备协同精密度高，协同处理对AI高清质检、工业相机阵列有要求。同时，精密制造对网络安全、数据安全等有较高要求；大部件需要进行多AGV协同运输，场景实现对AGV协同控制要求高，AR/VR、工业相机阵列等功能实现也需要超大上行网络。
5G全连接工厂赋能千行百业高质量发展的探索与实践
全球首创“5G全连接工厂”建设模式
为指导产业界快速开展5G全连接工厂建设，工业和信息化部组织中国信息通信研究院等单位开展5G全连接工厂建设内容研究，并起草编制《5G全连接工厂建设指南》，明确了5G全连接工厂建设的总体要求、建设内容和建设路径。2022年9月，《 5G全连接工厂建设指南》和《5G全连接工厂探索实践案例集》的正式发布，标志着“5G+工业互联网”由起步探索阶段迈向精耕细作阶段。5G全连接工厂已完成对十大重点行业和二十大典型应用场景赋能5G全连接工厂通过对人、机、物、信息等全面连接，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了新的实现途径，助力企业实现降本、提质、增效、绿色与安全发展，5G全连接工厂已完成对十大重点行业（见图4）和二十大典型应用场景（见表1）赋能。
图4 5G全连接工厂对十大重点行业赋能
表1 5G全连接工厂对二十大典型应用场景赋能
5G全连接工厂经典案例介绍
雅戈尔：全球最大5G全连接智能西服工厂
雅戈尔集团与中国联通联手打造了全球最大的“5G全连接智能西服工厂”。通过综合运用5G、大数据、云计算、边缘计算、人工智能等前沿科技对工厂进行升级，实现工厂产量和产能提高，人工成本降低，该项目因此成功入围2020年工业互联网试点示范项目名单。2021年雅戈尔集团启动了“5G全连接工厂”计划，对全国主要的工厂进行了升级改造，进一步实现生产基地和生产要素全连接。
荆州美的：5G全连接全新智慧工厂
位于湖北省荆州经济技术开发区的美的洗衣机工厂，是由美的公司、中国移动和华为公司共同打造的一家5G全连接工厂，同时也是我国家电制造领域率先实现5G全连接的智慧工厂。该工厂第一期拥有2500多个5G连接点位，让各个产品生产线实现了真正意义上的5G全流程管理，大幅提升了生产效率。本项目按照世界级“灯塔”工厂规划建设，结合5G、AI、大数据、云平台等技术，将建设成为工业4.0智能制造示范基地。
存在的问题和提升建议
自2019年正式商用以来，5G为国内矿山、电力、电子、建材等重点行业持续赋能，全国已有4000余个“5G+工业互联网”项目，覆盖41个国民经济大类。但目前，5G应用仅停留于单点突破和局部优化阶段，离集成应用阶段、平台发展阶段和生态融合阶段尚有不小的差距。邬贺铨院士说：“商用3年，我国5G建设达到预期，但是应用尚未形成规模，相关技术成熟度还有待提升，5G的能力还没真正展现出来。”下一阶段的主要任务是推动5G应用向全社会核心关键环节和全局应用发展。
存在的主要问题
从市场外部环境看，目前影响5G应用发展壮大的外部原因，包括但不限于：5G应用产业链建设情况、企业5G融合技术改造资金投入力度、分行业的5G全连接工厂应用场景等因素。一是部分省市的5G应用产业链有所突破，成立“5G产业发展联盟”或“5G产业创新中心”，但产业链仍处于松散型组织阶段，整体协调合作能力不足；二是大型国有/民营企业主动“拥抱”技术引领创新，中型国有企业按国家数字化转型要求逐步推进，但中小型民营企业改进缓慢；三是5G全连接工厂的行业细分应用场景与企业的实际需求差距仍较大，“依葫画瓢”的解决方案无法满足千差万别的个性化需求；四是由于5G全连接工厂规模复制不足，整体建设成本仍较高，超过大部分企业的承受范围，让很多企业望而却步。
从政府布局看，目前各地对5G全连接工厂的认知不一，对5G全连接工厂赋能干行百业提升数字经济占比的作用认识不深刻，导致重视程度不一，进而对5G全连接工厂的建设工作推进程度不一致。
从实际操作层面看，5G应用产业链的构建不足、应用规模化复制不足，导致5G全连接工厂的成本较高。成本是当下影响5G全连接工厂的最大问题。
下阶段的提升措施和建议
5G全连接工厂规模化发展推动5G在实体经济中更广范围、更深层次、更高质量深度融合，充分发挥数字化转型对经济社会发展的放大、叠加、倍增作用，实现经济效益与社会效益共赢，可以持续提高应用价值、降低应用成本、优化应用环境。
下一阶段需要分业分类施策，加快应用规模扩散，做深做透5G全连接工厂激发千行百业的经济活力。
第一，“全国一盘棋”齐头并进建设5G全连接工厂。建议国内31个省级行政区和各地级行政区深入研究辖区范围内产业数字化转型发展过程中遇到的问题，对照解读工信部《5G全连接工厂建设指南》，归纳总结近3年“5G+工业互联网”发展成效和作用，出台本地化的《5G全连接工厂行业建设指南》。通过打造5G全连接工厂行业示范点，逐步推进5G全连接工厂行业的规模复制，加快辖区内企业的数字化转型进程，提高辖区内企业的市场竞争力。
第二，加大5G全连接工厂建设政策引导力度。按照工信部《5G全连接工厂建设指南》的要求，建议省、市、县三级财政在“5G全连接工厂”方面给予一定的财政补贴，打造一批各行业的5G全连接工厂示范标杆，打造行业或区域的5G全连接工厂产业集群项目，实现示范效应、规模效应。先易后难，拓展应用深度，推动5G应用实现从对原有业务的补充优化、业务流程部分优化，到带来新模式、新服务、新业态的转变，推动应用从外围环节向核心环节渗透。
第三，工欲善其事，必先利其器。一张覆盖广、技术强、质量优的5G网络是为产业赋能的有力支撑。在经济核心区、产业工业园区、机场、港口等重点区域按需部署5G网络，满足工业制造复杂场景对大流量、高并发、高可靠、即时响应的需要。
第四，5G全连接工厂建设正当时，产业界需要携手同行。在数字经济时代，5G技术已然成为赋能干行百业数字化转型的“利器”。鼓励工业龙头企业、设备提供商、电信运营商和行业解决方案提供商，勤力同心，攻克转型痛点，构建丰富的生态体系，开发满足不同行业、不同企业需求的解决方案，并着重推进面向行业的标准化可复制解决方案研发，促进在相应行业企业中的推广应用。
第五，加大中小微工业企业5G应用开发的扶持力度，推动5G应用重心从“大投入大建设”向“小应用大推广”的发展模式转移。支持制造企业建设5G全连接工厂，培育一批区域级、行业级、企业级工业互联网平台，提升平台应用服务能力。培育一批工业信息工程服务机构，打造专业化的服务队伍，提供解决方案、专家服务、金融支持、示范培训等数字化转型服务。聚焦中小微企业需求，开发部署高可靠、低成本、易维护的数字化解决方案。
第六，加大5G应用复合型人才培养。"要想真正释放出5G潜能，需重点关注应用场景与融合性人才两大关键要素。南京邮电大学教授王春晖建议，要制定国家5G技术与产业人才培养计划，加大对5G数字化复合型人才的培养，为5G可持续健康发展储备人力资源。一方面，各地政府要迅速将5G应用复合型人才纳入各地的高层次人才，另一方面，要加大对通信运营商、行业解决方案提供商等核心企业的扶持力度，给予专业人才队伍建设专项补贴。
路漫漫其修远兮，5G全连接工厂处于高速发展阶段，顶层设计、产业链建设、实施路径、技术标准、应用场景、政策引导、人才梯队建设等方面还需不断完善。
*本文刊载于《通信世界》
总第920期 2023年5月25日 第10期
