近年来，新一轮信息革命带来了产业技术路线的革命性变化和商业模式的突破性创新，数字经济得以高速发展。以5G、工业互联网为代表的新一代信息技术，不断驱动实体经济朝着数字化、网络化、智能化方向转变。在此过程中，5G与工业互联网的优势互补效应为各行各业带来“智变”,并逐步形成了与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和产业生态。5G与工业互联网的充分融合必将加快我国实体经济数字化、智能化进程，推动我国新型工业化建设，为社会经济高质量发展注入新的动力。
近几年，“5G+工业互联网”在顶层规划设计、基础设施建设、行业应用、产业生态等方面发展较快，取得了阶段性成果。整体来看，从中央到地方政策频发，大力度扶持5G与工业互联网融合发展。5G专网、工业大数据中心、边缘计算节点、工业互联网平台等基础设施逐步搭建，赋能数字经济的底座初步形成。典型场景和行业应用不断丰富，应用领域不断深入，逐步从生产的外围辅助环节，向研发设计、生产制造等核心环节渗透。工业企业、信息通信企业、互联网公司等各类产业主体不断加强协同合作，组建创新发展联盟，聚合生态，努力打好推进过程的“团体赛”。
然而，在发展的同时，也出现了供给侧能力与需求侧要求存在差异、场景可复制性不足、规模化建设难度大、商业模式不清晰等问题，仍然需要通过政策、技术创新、资本等多种手段，推动“5G+工业互联网”产业有序发展、应用规模化复制。因此，理清当前“5G+工业互联网”发展的政策驱动力、现实问题及可能的突破口，对于今后推动其发展尤为重要。
“5G+工业互联网”政策频频出台
我国政府高度重视“5G+工业互联网”的融合应用发展。自2015年以来，中央与地方政府因时据势出台了一系列政策，为“5G+工业互联网”发展营造了良好的政策环境。国家政策主要发挥引导作用，在顶层设计、产业规划布局、资金支持、应用推广等方面给予保障，还在平台建设、技术和人才培育等方面加以扶持，推动“5G+工业互联网”从概念阶段向应用实践阶段发展。地方政府因地制宜，根据本地产业特色，完善配套政策、发展目标和具体推进实施方案。在中央和地方各级政府政策组合拳的大力支持下，在“政、产、学、研、资”的综合作用下，产业界热情高涨，不断探索利用“5G+工业互联网”技术推动产业发展，持续进行相关试点示范建设。
据不完全统计，2020—2021年中央及各省市政府先后出台5G、工业互联网相关政策600余项，政策体系日趋完善，基本覆盖了产业规划布局、基础设施规划建设、财政资金支持、行业融合应用推广、技术标准攻关、安全保障强化、融合应用先导区培育等方面。
国家层面出台的产业政策偏重于顶层设计，作为“5G+工业互联网”技术发展与应用创新的指导性文件，为“5G+工业互联网”标准的形成、技术的迭代、资金的支持、应用的落地指明了方向并提供政策保障。国务院于2017年11月印发的《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，已成为引导国内工业互联网高质量发展的纲领性文件。2019年11月，工信部印发《“5G+工业互联网”512工程推进方案》，明确提出了建设任务和目标，即打造5个产业公共服务平台，加快“5G+工业互联网”在垂直领域的先导应用，对10个重点行业进行内网的建设与改造，至少打造20个典型的落地应用场景。2020年12月，工信部印发《工业互联网创新发展行动计划(2021—2023年)》，要求在前三年起步期成果之上，建成8个公共服务平台，探索5G专网建设与运营模式，支持有能力的企业开展5G全连接工厂建设，推动5G技术从辅助生产场景向核心生产场景渗透应用，这也标志着我国“5G+工业互联网”进入快速发展阶段。2021年5月和2022年4月工信部分别下发了《工业互联网专项工作组2021年工作计划》和《工业互联网专项工作组2022年工作计划》，对重点工作、目标成果、完成时间和责任部门进行了明确规定。
在地方层面，各地政府在国家政策的指引下，结合区域产业特色，发布具有针对性的地方产业政策。如山东省政府、工信厅、应急厅等部门近几年发布了《关于加快工业互联网发展若干措施的通知》《山东通信业2021年“5G+工业互联网”专项行动》等文件，要求持续加快5G、工业互联网基础设施建设，深化行业赋能服务，完善标识体系和安全体系；同时出台了政策资金扶持计划，通过财政资金引导，推动山东省内工业互联网创新发展；作为化工大省，山东省围绕安全生产、绿色低碳、智慧园区等应用，同步出台了应用场景建设与省内推广计划，强调技术的可落地性和可用性。重庆市政府、经信委等部门先后发布了《重庆市5G应用“扬帆”行动计划》（2021—2023年）、《重庆市工业互联网创新发展行动计划（2021—2023年）》等文件，支持工业互联网、智能制造等领域解决方案商利用5G技术为企业打造远程设备操控、设备协同作业、柔性生产制造、现场辅助装配等典型应用场景，形成示范引领效应。鼓励大中型企业、高校和科研机构、产业联盟联合建设“5G+工业互联网”技术测试床，开展融合技术、标准、设备、解决方案的研发生产、测试试验、评估评测等工作，创建“5G+工业互联网”先导示范区。除此之外，长三角地区、粤港澳大湾区、京津冀地区都加强了在5G、工业互联网、智能制造等方面的政策支持力度，赋能产业发展。
总体来说，随着产业的不断升级与发展,“5G+工业互联网”政策体系也在逐步完善，总体框架性政策基本出台，正在向垂直行业、重点领域延伸。地方政府在国家政策的基础上，出台配套政策、设立专项、建立专班，促进“5G+工业互联网”在重点行业、重点领域的深度融合应用。
典型应用场景
“5G+工业互联网”正在加速赋能千行百业，已覆盖41个国民经济大类，涉及数字化研发、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、精益化管理六大类应用模式。截至2022年8月，全国累计落地超过3100个项目，覆盖钢铁、电力、矿山、石化、纺织等20多个重点行业，“5G+工业互联网”进产业基地、进产业园区、进重点行业企业持续提速，产业规模迈过万亿元大关。为了面向更多行业和企业推广“5G+工业互联网”的融合创新应用，本文梳理了工信部发布的10个行业应用实践和20个典型应用场景，如图1所示。
图1 “5G+工业互联网”重点行业与典型应用场景
5G网络作为数据通信的承载体，以其大带宽、低时延、广连接的特性支撑行业应用场景的建设。例如，在钢铁企业天车设备远程控制场景中，需要在远端还原操作现场实景，除设备的状态数据、控制数据外，还需要音视频等数据的实时同步，因此对传输的及时性、感知的实时性、操作的可靠性要求较高。而5G网络经过不断优化，可以保障数据上行的大带宽、低时延和高可靠，以及数据下行控制信令的低时延和安全高可靠。
工业互联网平台打通了数据的采集、存储、计算、分析、应用等环节，因此可以通过平台积累的工业机理模型和数据模型，实现应用创新。例如，在化工旋转设备故障诊断场景中，工厂可以利用工业互联网平台采集设备的温度、压力、振动等信息，对峰值、频谱、趋势等进行分析；还可以通过已训练好的故障分类模型，对转子不对中、转轴磨损断裂、密封失效等进行诊断分析，并结合知识图谱或专家系统，向运维人员推荐相关的检修方案、备品备件信息。
“5G+工业互联网”面临三大挑战
在政策的推动下，我国“5G+工业互联网”的发展势头良好，在标准制定、技术研发、行业融合应用等方面取得了显著的成效，但仍然存在着一定的问题与挑战，主要归纳为以下3点。
一是企业内生需求不足，“5G+工业互联网”大规模应用落地推进阻力大。虽然我国“5G+工业互联网”应用落地案例正在逐步增多，但是多为对行业标杆项目的打造。在高额补贴政策的驱动下，一些企业甚至将传统信息化项目、自动化项目进行包装，而这并非真正源于企业内需的“5G+工业互联网”项目。因此，“5G+工业互联网”的发展有可能很快进入平台期，需要加以突破。
二是技术可靠性、安全性等多重因素，致使5G与部分行业应用难以深度融合。从上述典型应用场景来看，“5G+工业互联网”已经涉及从研发设计、生产控制到运营维护等多个环节，也逐步从外围辅助生产环节切入到核心生产环节。但化工、电力等行业对于生产过程的安全性、稳定性要求极高，一旦发生问题后果不堪设想；而5G网络的稳定性、可靠性，以及工业互联网平台所沉淀模型的准确性、安全性，尚未经过大规模商业落地验证，企业不敢轻易以“5G+工业互联网”技术替代现有网络、工业机理等。
三是中小型企业对新技术应用仍有顾虑，致使应用难以全面推广。当前，行业龙头企业积极拥抱“5G+工业互联网”，通过搭平台、聚数据、建应用、拓生态实现数字化转型。但中小型企业对新技术应用的接受程度有限，主要原因是建设成本较高，短时期内无法获得较好的经济效益。因此，只有少部分企业在单点或局部进行了智能化改造，大规模开展5G网络、工业互联网平台等基础设施建设的企业相对较少。
发展趋势分析
“5G+工业互联网”的发展已步入成熟期，根据中央各地方发布的政策分析，笔者认为“十四五”期间，“5G+工业互联网”将重点围绕以下3个方向发展。
工业互联网赋能园区发展
工业园区作为区域经济发展的重要载体，具有产业集聚度高、企业关联性强、数字化转型需求迫切等突出特点，是发挥工业互联网平台基础设施赋能作用和实现平台应用落地的重点产业方向。工信部出台的《工业互联网专项工作组2022年工作计划》提出，推动各省市利用工业互联网加快园区转型升级，开展工业互联网进园区“百城千园行”活动。地方政府也高度重视工业互联网园区建设，22个省市已出台相关扶持政策，助力工业互联网园区落地生根。
我国产业园区众多，以化工园区为例，截至2022年6月，全国范围内认定的化工园区数量达到616个，其中山东（85个）、浙江（52个）、湖北（51个）、河南（47个）、山西（41个）排名全国前五位，产值超百亿元的化工园区高达271家。按细分产业划分，包括石油化工、精细化工、煤化工、盐化工、医药化工等。化工园区的发展面临着安全风险高、能耗与碳排放高、管理手段落后等问题，而工业互联网技术将成为保障化工园区安全生产、绿色低碳、智慧化运营的重要手段。
工业互联网赋能中小企业数字化转型
中小型企业作为国民经济的主体，占企业总数量的90%以上。当前中小型企业数字化转型实践工作仍处于不断探索阶段，企业数字化水平普遍较低，主要面临基础能力不足、转型成本较高、存在安全顾虑、服务供给不足等问题，但同时也具有较大的提升空间。
随着中小企业数字化转型需求的持续释放和利好政策的密集发布，工业互联网平台赋能范围也不断向中小企业延伸。江苏、浙江等地先后发布了多项方案举措，从诊断服务、资金支持、企业上云等方面加大了扶持力度，解决中小型企业“不想转、不会转、不敢转”的问题。笔者认为，在保障网络安全的前提下，通过工业互联网平台面向中小型企业提供产品的研发设计、生产测试、智慧营销、售后服务等方面高性价比的SaaS应用，是助力中小企业数字化转型的有效手段。
5G全连接工厂建设推广
5G全连接工厂是指利用5G、TSN、LAN等信息通信技术，融合工业大数据、标识解析、人工智能等技术，新建或改造产线级、车间级、工厂级等生产现场，形成生产单元广泛连接、IT与OT深度融合、数据要素充分利用、创新应用高效赋能的先进工厂。
“十四五”期间，通过中央与地方政府的协同推进，计划实现全连接工厂“百千万”金字塔式建设目标。即推动在全国范围内遴选1万家企业，进行不同层级的5G全连接工厂建设；在石油化工、装备制造、电力等10个重点行业，建成1000个特色鲜明5G全连接工厂；遴选出100个工厂标杆，形成具备引领示范能力的建设方案。在企业端，将从“横向分类、纵向分级”两个维度上加以推动，以企业自身发展的客观规律和实际需求为导向，以技术可行性高、成本相对可控为前提，针对研发设计、生产运行、检测监测、仓储物流、运营管理等关键环节强化应用落地。
5G是驱动工业互联网蓬勃发展的关键使能技术之一，工业互联网是加快5G商用部署的重要突破口之一，二者相辅相成。本文总结了当前“5G+工业互联网”中央与地方相关政策、典型应用场景、发展问题与挑战。通过梳理政策内容，提出了“5G+工业互联网”赋能园区、服务中小企业数字化转型、建设5G全连接工厂的发展方向。
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