5G+智能制造白皮书2019-中国信通院.pdf

发布时间：2022-06-02 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.70M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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前言

第一章智能制造发展概述

1.1 第四次工业革命的兴起

1.2 我国网络强国和制造强国战略

1.3 新一代信息技术赋能实体经济高质量发展

第二章 5G赋能制造业转型升级

2.1 智能制造对新型网络的需求

2.2 5G+智能制造总体架构

2.3 5G+智能制造关键技术

2.3.1 5G工业网络技术

2.3.2 工厂操作系统与工业机理模型

2.3.3 5G网络安全技术

2.4 5G+智能制造模式升级

第三章 5G+智能制造十大典型应用场景

3.1 5G+协同设计

3.2 5G+自动控制

3.3 5G+柔性生产

3.4 5G+辅助装配

3.5 5G+质量控制

3.6 5G+远程运维

3.7 5G+透明工厂

3.8 5G+仓储管理

3.9 5G+物流供应

3.10 5G+培训指导

第四章 5G+智能制造典型行业应用案例

4.1 5G+航空航天

4.2 5G+船舶重工

4.3 5G+钢铁制造

4.4 5G+半导体装备

第五章 5G+智能制造发展建议

5.1 加快基础网络的建设部署

5.2 建立安全防护标准和规范

5.3 促进行业标准和制度建设

5.4 推动技术研究和创新示范

5.5 加强产业政策引导与鼓励

5.6 探索建立差异化计费模型

5.7 打造行业人才集聚的高地

总结与展望

前言随着我国 5G 商用大幕正式拉开，5G 已成为数字经济转型的关键基础设施，并逐渐向社会各领域扩散与渗透。5G 作为新一代移动通信技术，服务对象从人与人通信拓展到人与物、物与物通信，应用领域从移动互联网扩展到移动物联网，开辟了万物泛在互联、人机深度交互、智能引领变革的新征程，代表了新一代信息通信技术的发展方向和战略制高点，将引发生产方式、生活方式的深刻变革，正在成为全球新一轮科技和产业革命的竞争高地。当前，制造业向“新四化”转型发展趋势愈发明显，对高性能、具有灵活组网能力的无线网络需求日益迫切。5G 具有媲美光纤的传输速度、万物互联的泛在连接和接近工业总线的实时能力，正逐步向工业领域加强渗透。5G 技术定义的三大场景不但覆盖了高带宽、低延时等传统应用场景，而且能满足工业环境下的设备互联和远程交互应用需求，这种广域网全覆盖的特点为企业构建统一的无线网络提供了可能。 5G 技术已成为新一代智能制造系统的关键使能技术，它对智能制造的赋能，能够帮助制造企业摆脱以往无线网络技术较为混乱的应用状态，对推动工业互联网实施以及智能制造转型的实现有积极意义，也是实现网络强国与制造强国的关键驱动力。

目录第一章智能制造发展概述...............................................................................................................1 1.1 第四次工业革命的兴起.......................................................................................................1 1.2 我国网络强国和制造强国战略...........................................................................................2 1.3 新一代信息技术赋能实体经济高质量发展...................................................................... 4 第二章 5G 赋能制造业转型升级.....................................................................................................6 2.1 智能制造对新型网络的需求...............................................................................................6 2.2 5G+智能制造总体架构........................................................................................................7 2.3 5G+智能制造关键技术......................................................................................................10 2.4 5G+智能制造模式升级......................................................................................................15 第三章 5G+智能制造十大典型应用场景..................................................................................... 17 3.1 5G+协同设计......................................................................................................................17 3.2 5G+自动控制......................................................................................................................18 3.3 5G+柔性生产......................................................................................................................20 3.4 5G+辅助装配......................................................................................................................21 3.5 5G+质量控制......................................................................................................................22 3.6 5G+远程运维......................................................................................................................23 3.7 5G+透明工厂......................................................................................................................25 3.8 5G+仓储管理......................................................................................................................26 3.9 5G+物流供应......................................................................................................................28 3.10 5G+培训指导....................................................................................................................29 第四章 5G+智能制造典型行业应用案例..................................................................................... 32 4.1 5G+航空航天......................................................................................................................32 4.2 5G+船舶重工......................................................................................................................35 4.3 5G+钢铁制造......................................................................................................................39 4.4 5G+半导体装备..................................................................................................................41 第五章 5G+智能制造发展建议......................................................................................................46 5.1 加快基础网络的建设部署................................................................................................46 5.2 建立安全防护标准和规范................................................................................................47 5.3 促进行业标准和制度建设................................................................................................48 5.4 推动技术研究和创新示范................................................................................................48 5.5 加强产业政策引导与鼓励................................................................................................49 5.6 探索建立差异化计费模型................................................................................................50 5.7 打造行业人才集聚的高地................................................................................................51 总结与展望.......................................................................................................................................52

第一章智能制造发展概述新一代信息通信技术和制造业融合的步伐不断加快，推动构建软件定义、数据驱动、平台支撑、服务增值、智能主导的新型制造体系。工业互联网是信息技术与工业技术融合发展的产物，正成为制造业数字化、网络化、智能化的关键支撑和重要基石。5G 作为未来工业互联网的重要技术支撑，是数字化战略的先导领域。全球各国的数字经济战略均将 5G 作为优先发展的领域，力图超前研发和部署 5G 网络。我国明确 5G 时代的引领战略，提出网络强国与制造强国理念，推动 5G 技术赋能实体经济高质量发展。 1.1 第四次工业革命的兴起人类社会目前已历经了三次翻天覆地的工业革命。以蒸汽技术为代表的第一次工业革命始于 18 世纪 60 年代中期，蒸汽机的发明带来了机械化，开启了工业生产时代。以电力技术为代表的第二次工业革命从 19 世纪下半叶到 20 世纪初，电力应用催生了大规模生产方式，推动了钢铁、机械等工业的崛起。以信息技术为代表的第三次工业革命始于 20 世纪 70 年代，计算机技术促进生产自动化，使生产力得到了进一步提高。第四次工业革命发展于 21 世纪以后，是由物联网、大数据、机器人及人工智能等技术所驱动的社会生产方式变革。它推动了工厂之间、工厂与消费者之间的“智能连接”，使生产方式从大规模制造向 1

大规模定制转变，工业增值领域从制造环节向服务环节拓展，程序化劳动被智能化设备所替代。在第四次工业革命中，社会生产方式将发生深刻变化。一是产品生产方式从大规模制造向大规模定制转变。以人工智能为基础的自动化设备、连接企业内外自动化设备和管理系统的物联网，能够使研发、生产以及销售过程更加迅捷、灵活和高效。二是工业增值领域从制造环节向服务环节拓展。在大数据、云计算等技术的推动下，数据解析、软件、系统整合能力将成为工业企业竞争力的关键与利润的主要来源。三是程序化劳动被智能化设备所取代。由于数字技术的飞速发展，机器人在速度、力量、精度优势的基础上，识别、分析、判断能力也大大提高。从生产服务过程来看，原来认为只是重复性、手工操作的业务可以被自动化设备替代，但现在的设备已经可以识别多种业务模式，能在相当广的范围担任非重复性、需要认知能力的工作。总体来看，第四次工业革命将极大地提高生产力，进而改写人类发展进程。世界主要工业国家及我国已开始新一轮的产业结构转型升级，这将在制造过程、终端产品、生产设备、数据分析平台、价值链等方面带来全球竞争格局的变化。 1.2 我国网络强国和制造强国战略我国经济正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期，制造业是实体经济的主体，是关系到我国经济高质量发展的重要战略领域。党和国家领导人对工业智能制造高度重视，并对制造 2

业与互联网等新型产业的融合做出多次指示。2018 年 4 月 20 日，习近平总书记在全国网络安全和信息化工作会议上强调，“信息化为中华民族带来了千载难逢的机遇。”在十九大报告中，习总书记也强调了“加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”的重要意义。网络强国是技术强、基础强、内容强、人才强、话语强为核心的国家信息化发展战略。党的十八届五中全会通过的“十三五”规划《建议》，明确提出实施网络强国战略以及与之密切相关的“互联网+”行动计划。国务院在 2016 年 12 月 19 日印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中，发展新一代信息产业成为五大领域之首，其中大力推进第五代移动通信（5G）联合研发、试验和预商用试点成为构建网络强国的重要基础。2018 年 4 月，在全国网络安全和信息化工作会议上，习总书记深入阐述了网络强国战略思想，系统明确了一系列方向性、全局性、根本性、战略性问题，对当前和今后一个时期网信工作做出重要战略部署。制造强国战略是中国立足新工业革命趋势下，深化工业化进程、实现工业化梦想的必然要求。2015 年 5 月 19 日，国务院正式发布《中国制造 2025》，意味着我国全面部署实施制造强国战略。2017 年 10 月，《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》发布，指出要形成实体经济与网络相互促进、同步提升的良好格局，推动实体经济转型升级，打造制造强国、网络强国。系列文件的出台为我国工业智能制造提出了要求和方向，未来产业链在互联网化过程 3

中有效把控和使用数字化资源的能力，关系到一国核心竞争实力，同时也是我国经济转型升级的助推器。 1.3 新一代信息技术赋能实体经济高质量发展 5G 标准决定技术规范和游戏规则，掌握 5G 标准就掌握了未来国际竞争的主导权和控制权。从总体历史回顾来看，我国移动通信的发展历程是一个从无到有，从有到优的自强史。“1G 空白、2G 跟随、 3G 突破、4G 同步”，现阶段正努力实现“5G 引领”。每次通信技术的更迭，都会带动新一轮产业升级和市场格局的重新洗牌。 5G 的发展有力推动了信息消费爆发时增长和数字经济蓬勃发展。和传统的移动通信技术相比，5G 将进一步提升用户体验：在容量方面，5G 通信技术将比 4G 实现单位面积移动数据流量增长 1000 倍；在传输速率方面，单用户典型数据速率提升 10 到 100 倍，峰值传输速率可达 10Gbps(相当于 4G 网络速率的 100 倍)；端到端时延缩短 5 倍；在可接入性方面：可联网设备的数量增加 10 到 100 倍；在可靠性和能耗方面，每比特能源消耗应降至千分之一，低功率电池续航时间增加 10 倍。 5G 带来的不只是数据传输速度的提升，更重要的是为人工智能、物联网等技术的发展提供了条件。未来，5G 与云计算、大数据、人工智能、虚拟增强现实等技术的深度融合，将连接人和万物，成为各行各业数字化转型的关键基础设施。一方面，5G 将为用户提供超高清视频、下一代社交网络等更加身临其境的业务体验，促进人类交互 4

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