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《中国5G垂直行业应用案例》（2020）.pdf

发布时间：2022-06-10 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：13.08M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    5G 2020 版权所有 © 2020 GSMA
    GSMA 代表全球移动运营商的共同权益。 GSMA 在更广 泛的全球移动生态系统中连结着 750 多家移动运营商，将 近 400 家企业，其中包括手机与终端制造商、软件公司、 设备供应商、互联网企业、以及相关行业组织。GSMA 每年在巴塞罗那，洛杉矶和上海举办业界领先的 MWC 大 会，以及 Mobile 360 系列区域会议。 更多有关 GSMA 信息，请阅览 www.gsma.com 关注 Twitter : @GSMA 微信公众号 : GSMA_MWCS 中国信息通信研究院（以下简称“中国信通院”）始建于 1957 年，是工业和信息化部直属科研事业单位。多年来， 中国信通院始终秉持“国家高端专业智库 产业创新发展平 台”的发展定位和“厚德实学 兴业致远”的核心文化价值 理念，在行业发展的重大战略、规划、政策、标准和测试 认证等方面发挥了有力支撑作用，为我国通信业跨越式发 展和信息技术产业创新壮大起到了重要推动作用。 近年来，适应经济社会发展的新形势新要求，围绕国家“网 络强国”和“制造强国”新战略，中国信通院着力加强研 究创新，在强化电信业和互联网研究优势的同时，不断扩 展研究领域、提升研究深度，在 4G/5G、工业互联网、智 能制造、移动互联网、物联网、车联网、未来网络、云计算、 大数据、人工智能、虚拟现实 / 增强现实（VR/AR）、智 能硬件、网络与信息安全等方面进行了深入研究与前瞻布 局，在国家信息通信及信息化与工业化融合领域的战略和 政策研究、技术创新、产业发展、安全保障等方面发挥了 重要作用，有力支撑了互联网 +、制造强国、宽带中国等 重大战略与政策出台和各领域重要任务的实施。 GSMA 对本次报告的主要合作单位表示感谢： 中国移动 中国联通 中兴通讯 上海诺基亚贝尔 咪咕 中国电信 华为 爱立信 大唐移动 海尔 顾问： 斯 寒，GSMA 大中华区总裁 王志勤，中国信息通信研究院副院长 作者： 常 洁，GSMA 大中华区创新与生态合作总经理 关 舟，GSMA 大中华区公共政策总经理 * 及多家产业伙伴，限于篇幅，在此不一一列出。 关庆贺，GSMA 大中华区创新与生态合作经理
    目 录 前言 基于 5G 边缘计算的智能柔性生产 天津海尔洗衣机工厂 5G 智慧园区 中国商飞 5G+8K 飞机表面质量监测 新凤鸣基于 MEC 的智能车间 三一重工 5G 智能制造 湖南华菱湘钢 5G 智慧工厂 天津港 5G 智慧港口应用 武汉 5G 智能网联汽车测试示范区 5G BRT 智能网联车路协同系统 5G 在智能电网中的应用 咪咕 5G 快游戏 江西南昌红谷滩 5G 云 VR 精品示范区 基于 AI QoE 的 5G 云 VR 教育应用 中国慕课大会 5G+ 超远程虚拟仿真实验 基于 5G 技术的医院网络建设标准 02 03 07 10 12 14 19 21 24 27 30 32 34 37 40 42
    前 言 “2G 跟随”、“3G 突破”、“4G 同步”、“5G 先行”， 中国移动产业近年来取得的进步有目共睹，5G 在中国的 发展以及对全球移动产业的影响也备受瞩目。根据 GSMA 智库最新预测，到 2025 年，全球将有 411 个运营商在 119 个国家和地区商用 5G，届时，全球 5G 用户数将达到 18 亿，其中中国将占到总用户数近 45%，成为全球最大 的 5G 市场。 当前，第四次工业革命正蓬勃兴起，与世界经济新旧 动能转换形成历史性交汇。移动通信经历了第一代到第四 代发展，已步入第五代移动通信（5G）商用元年。5G 作 为新一代信息技术，将从移动互联网扩展到移动物联网领 域，与经济社会各领域深度融合，全面构筑经济社会发展 的关键信息基础设施，培育经济发展新动能、打造社会治 理新模式、拓展民生福祉新内涵。 5G 融合应用是新生事物，需要探索新产品、新模式 和新业态。为推动 5G 应用发展，中国信息通信研究院与 IMT-2020（5G）推进组，于 2018 年和 2019 年连续主 办两届 “绽放杯”5G 应用征集大赛，面向行业、企业及 个人广泛征集 5G 应用，凝聚社会民众智慧，促进行业转 型发展，深入挖掘并孵化 5G 特色应用。大赛得到社会广 泛关注和支持。2019 年，大赛共收到项目 3731 个，点燃 了全社会创新的热情，带来 5G 应用创新高潮，涌现出大 量新产品、新业态和新模式。 《中国 5G 垂直行业应用案例 2020》精心收录了 15 个中国 5G 行业应用优秀案例，其中包括部分“绽放杯” 的优秀作品。希望这些案例能给致力于 5G 产业与应用发 展的朋友以借鉴和启发，并涌现出更多的创新与实践。5G 融合应用需要持续不断的探索，中国信息通信研究院愿与 全球各界朋友通力合作，共同构建 5G 应用创新繁荣生态。 根据 GSMA 对全球 2000 多家企业负责人调研显示， 5G 与垂直行业的深度融合将是 5G 成功的关键之一。预计 到 2030 年，对运营商而言，通过 5G 赋能的全球垂直行 业市场规模总量将达到近 7000 亿美元。如何更好地把 5G 技术服务于垂直行业，并推出超越连接的创新服务与价值 将是把握住这个潜力巨大的新兴市场机会的关键。 2019 年，伴随着中国 5G 商用服务的开启，中国的移 动运营商、垂直行业以及技术公司正在积极合作与实践， 将 5G 技术逐步应用于工业制造、交通运输、传媒与物流 等诸多垂直行业，赋能行业的数字化转型。在和广大伙伴 的沟通过程中，我们深刻认识到，5G 行业应用的探索是 个分阶段、分重点的长期过程，明确场景、制定标准、合 作创新是推动 5G 在行业发展的不二法则，同时这个赋能 的过程也需要我们有耐心、有恒心，深入了解行业的真实 需求，并不断的调整和完善。 《中国 5G 垂直行业应用案例 2020》共汇集了 15 个 中国领先的 5G 行业应用实践，涵盖工业制造、交通运输、 电力、医疗、教育和内容等诸多领域，聚焦新一代信息技 术在行业市场的应用场景、技术特点和未来发展机遇。每 一个案例的背后都是一群坚定的 5G 应用的先行者，以开 放、合作、创新的态度不段探索，我们也衷心希望通过报 告中梳理的应用场景、项目反馈以及经验思考，能够为中 国和全球接下来 5G 技术在行业应用中的推广与发展中带 来参考与启发！ 斯寒 GSMA 大中华区总裁 王志勤 中国信息通信研究院副院长
    03中国5G垂直行业应用案例2020基于5G边缘计算的智能柔性生产5G为“万物互联”而来。爱立信积极参与5G技术和产品研发、标准制定和产业推广。罗博特科项目是爱立信与中国移动江苏公司联合垂直行业合作伙伴罗博特科公司在5G智能制造领域开展的合作创新。我们希望通过项目发现5G对垂直行业的潜在价值，完善端到端产品和解决方案，培养产业合作伙伴和探索有竞争力的商业模式，并完善面向垂直行业的服务和交付能力。该项目从开展至今已经在上述方面取得了显著进展。 陈明博士爱立信中国移动业务部CTO合作单位案例综述罗博特科是专业的智能制造系统提供商，专注于为光伏、汽车电子、电子半导体、食品及药品等领域提供智能制造解决方案，包括智能自动化设备、智能检测设备、智能仓储设备、智能物料转运系统及智能制造执行系统，致力于通过创新技术让工业制造更柔性、更智能、更高效。经过罗博特科与江苏移动和爱立信工业调研联合团队的多次探讨，三方都认为通过5G网络改造智能工厂是未来的方向。5G可以释放无线技术在工业领域的应用空间，为智能制造带来重大赋能支撑。为此江苏移动、爱立信与苏州罗博特科公司于2018年11月28日签署5G智能制造联合创新战略合作协议，积极探讨在5G工业应用领域的合作，以“基于5G的智能工厂”为目标，在江苏省苏州市罗博特科工厂搭建小型化离散制造产线原型，用5G无线网络替代工业现场OT层的有线和WiFi连接，从而提升设备智能化水平，助力工业软件云化部署加速迭代，最终实现柔性制造、智能制造。为AGV小车和智能接驳台提供稳定可靠的无线连接，提高AGV小车行进稳定性和可靠性，提高产线布局柔性。为汽车电子精密加工设备、AGV提供通信连接，并通过和MES (制造执行系统），RMS (机器人调度系统）实时数据交互，实现自动化产线及生产可视化。通过5G网络来完成相机拍照图片上传边缘云，云端检测后结果下发控制，将硅片按质量等级进行分选。AGV搭载高清摄像头，在行进过程中，实时对工厂环境进行拍摄，视频实时回传监控中心，远程对工厂车间环境进行监控，可有效降低人工成本，提高管理效率。并通过AR技术实现远程设备巡检。智能物料转运汽车电子精密加工自动化智能图像质检智能AR巡检机器人基于5G边缘计算的智能柔性生产
    04中国5G垂直行业应用案例2020行业挑战解决方案目前国内制造业面临技术改造和转型升级等问题，因此推动制造业数字化、智能化、柔性化生产成为转型方向。项目开始之初，通过对超过百家工业企业的调研，总结出制造企业向智能柔性制造升级过程中存在着以下挑战： 工厂网络多样化，协议众多，层间集成度不高，难以融合互通； 难以实现柔性生产：有线方式部署困难，影响产线柔性；工业WiFi存在众多弊端，其可靠性不高、覆盖范围有限；现有网络对高带宽低时延类应用支撑不足； 数据采集不畅，控制多部署在现场，设备间协同不足，在本项目中，江苏移动和爱立信为罗博特科建设了5G企业专网。爱立信5G企业级移动通信解决方案可针对不同工业客户对网络安全性、独立性、可靠性的不同需求，以及运营商对于企业级网络的管理，为企业控制投资成本、降低建设难度的诉求提供一整套网络解决方案。在智能AGV的调度、智能故障应急处理等场景，需要网络端到端时延要控制在毫秒级。本项目充分利用5G技术优势，项目中空口用户面时延由20ms降低至4ms，影响效率；5G作为支撑智能制造转型的重要使能技术，结合云计算、大数据、人工智能等技术，助力企业实现生产设备更智能以及生产管理更智能，打造更柔性的生产线，并将分布广泛的人、机器和设备连接起来，构建统一的工业互联网络。引入5G边缘计算、网络切片等新技术，运营商可以为工业客户提供更专业、更安全的云网一体化新型智能基础设施和轻量级、易部署、易管理的解决方案，助力企业向柔性制造、自动化生产、智能化方向演进。并且将利用边缘云进一步降低时延，以满足调度等应用场景要求。同时，利用5G大带宽满足对于现场高清图像实时识别和处理的要求，单路摄像头实时视频回传需要上行约20Mbps带宽，VSLAM 3D实时地图重建需要上行100Mbps以上带宽，CCD质检需上行数十兆至数百兆（取决于工业摄像头分辨率），且需要高可靠、高稳定的网络传输，这些都是现有无线技术无法支撑的。基于5G边缘计算的智能柔性生产 不需要企业本地部署硬件设备，可降低成本； 适用于数据敏感性要求不是很严苛的用户； 可根据企业性需求，配置不同网络切片；企业网切片（S-NSSA1 #2)基站射频单元IMS APNInternet APNDOT运营商切片（S-NSSA1 #1)运营商核心网网络切片（优享）纯5G网络逻辑切片01本项目采用分阶段实施方案，第一阶段完成了无线替代WiFi和有线的技术验证；第二阶段完成了5G企业专网的部署，将工厂设备全部接入5G网络；第三阶段实现了完整的5G太阳能柔性产线搭建，探索云AGV，云质检等创新的智能化工业设备和应用，打造智能化解决方案，为下游光伏制造企业赋能。
    05中国5G垂直行业应用案例2020本项目的创新性体现在四个方面： 探索IT/CT/OT超融合的工业互联网解决方案。基于同一IT环境，承载CT网络与OT应用。 推进5G边缘计算的进一步落地，实现时延可控，数据本地卸载、本地管理。 软硬解耦，智能上移，形成统一的工业控制大脑，工业现场只保留机械动作部分，从而实现集中控制和灵活统一的调度。 将多个应用打通和协同，实现产线整体升级。本项目不仅在方案上实现了技术创新，在商业模式和合作模式上也进行了深入探索。罗博特科作为智能制造解决方案商，辐射电子、机械、汽车、新能源等多个下游行业，三方可携手实现5G的快速推广及共赢。江苏移动也将借此提升自身能力，探索向运维服务、数据增值等商业模式的转型升级。本项目通过多家企业的合作试点，实现了生产效率提升30%，人工成本降低40%，同时有效帮助企业提升成品率和产品质量。基于5G边缘计算的智能柔性生产 控制面在公网核心网，数据面在本地控制 数据本地卸载 适用于对于数据安全要求本地管理的企业 本地边缘云可配置各类本地服务运营商 RAN (PLMN-x)运营商核心网IMS APNInternet APN专有网络(PLMN -y)LTE/5G 基带Router 6000企业 Core/5G( MME,SGW, PGW, PCRF)企业业务服务中心(Enterprise-OSS, Customer Access Secure, Mission Critical Push To Talk, Grade of Service)运营商网络(PLMN -x)企业用户Auth (S6a)MBB, IMS O&MDOT基站射频单元微站射频单元IRU 所有网元均在企业本地部署 适用于对于数据及管理安全最苛刻的大型企业 本地边缘云可配置各类本地服务 可开放网络能力运营商 RAN (PLMN-x)运营商核心网专有网络(PLMN -y)LTE/5G 基带企业 Core/5G( MME,SGW, PGW, PCRF)企业通信中心(IMS)企业业务服务中心(Enterprise-OSS, Customer Access Secure, Mission Critical Push To Talk, Grade of Service)DOT基站射频单元微站射频单元IRURouter 6000企业专网（专享）公网，私网共用基站设施02企业私网（尊享）所有网络本地独立03
    06中国5G垂直行业应用案例2020经验总结与后续计划经过一年多的实践探索，我们非常有信心， 5G作为最优的无线技术，可凭借高带宽、高可靠、低时延、移动性助力工厂实现设备智能化、生产管理智能化、控制迭代智能化、以及OT和IT的深度融合。在迈向工业互联网的过程中，安全、可靠是最重要的考虑因素。我们以企业专网作为切入点，无线替有线，蜂窝替WiFi，再结合5G边缘计算、网络切片等新技术，实现一网多用，打造网云一体化基础设施，充分发挥运营商在通信领域的专业性，为企业提供更专业的服务。企业可以按需使用网络和运营商云资源，更弹性、更便捷、更灵活，实现管理、业务等方面的数字化转型，向柔性制造、自动化生产、无线数字化方向演进。 将有线+WiFi的工业物联网升级为基于5G专网的工业物联网，解决了工厂设备走线和摆位对IT部门的挑战，为柔性生产所需添加的更多物联网设备提供优异的网络基础。 将部分现场设备计算能力上移（如AGV，图像质检，VSLAM建模等现场设备的计算单元集中上移)，基于5G边缘云实现综合调度和快速迭代。 将与5G结合紧密的工业AR、车间巡检等场景成功落地。在项目执行过程中，我们也有以下收获： 5G进工厂需要对工业客户做培训，保守的客户需要较长的培训周期，罗博特科对新技术嗅觉敏锐，可以快速形成合作。5G行业客户拓展需要注意企业的新技术创新基因。 江苏移动、爱立信与罗博特科探索5G云AGV方案创新，将最初本地激光惯导AGV升级为基于5G边缘云集中调度导航的V-SLAM云AGV，5G成为AGV内部控制总线，未来AGV的大量开发集中在云计算环节而不是AGV硬件本身，大大降低了AGV的开发、迭代难度，集控能力大幅增强。其AGV也得到其他工厂的采购与认可。 对现场基于有线组网的通信类型做了区隔，每个机台内部PLC与I/O, 传感，促动器等之间的交互属于设备内部组网，协议多样，时延要求极低。机台与外部系统的通信整体时延可控，可通过5G大规模实现工业物联网。 5G终端的生态成熟尚需时日，项目实施进度受终端影响较大，5G行业应用拓展需保持耐心。江苏移动、爱立信和罗博特科公司技术创新的同时，努力将项目的成功经验商业落地。伴随着5G技术和生态的不断成熟，未来，5G还会有更多的变革和创新意义： 基于5G专网的SA组网，探索5G SA专网对实时自动化等场景的支持； 探索5G SA专网的切片能力，帮助工厂将现有的工控网、工控补充网络（WiFi等）、视频监控网、访客WiFi、办公网络等通过切片方式实现一网多用，安全区隔。基于5G边缘计算的智能柔性生产实时智能云质检方案智能上下料方案精密装配方案生产大脑方案智能AR巡检方案CT设备提供高可靠、大带宽的蜂窝网络连接及管理工具OT应用部署IT环境提供数据本地管理，解决企业安全顾虑多用途服务器路由器基带单元企业核心网（5G EPC, E-0SS)私有网络（PLMN-x)5G NR专网边缘云
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