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目前，5G應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域還處于頭部企業(yè)早期探索階段。未來，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的能力的飛躍提升，除了帶來更極致的體驗和更大的容量外，還將開啟物聯(lián)網(wǎng)時代并滲透進(jìn)至各個行業(yè)。

一、我國平均每周建設(shè)5G基站1萬個

5G是第五代移動通信技術(shù)的簡稱，具有高速率、低時延和大連接等特點的新一代寬帶移動通信技術(shù)，是實現(xiàn)人機(jī)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。5G的頻譜利用效率，即占據(jù)相同頻段能提供的帶寬極限，達(dá)到4G的3.68倍。而5G滿負(fù)荷狀態(tài)下的能量效率，也就是單位耗電所能提供的帶寬是4G的26.64倍到28.25倍之間。5G的鋪設(shè)可以有效地緩解網(wǎng)絡(luò)擁堵問題，為互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來更大的空間。

2017年12月21日，在國際電信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP RAN第78次全體會議上，5G-NR首發(fā)版本正式發(fā)布，這是全球第一個可用商用部署的5G標(biāo)準(zhǔn)。與以往不同的是，這次在5G核心專利當(dāng)中占比最高的公司是我國的華為公司。2018年7月，華為公司發(fā)布了5G時代十大應(yīng)用場景白皮書，闡述了VR、AR、車聯(lián)網(wǎng)、智能制造、無線醫(yī)療等十大5G新產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。2019年6月6日，工信部正式發(fā)布了5G商用牌照，標(biāo)志著5G時代正式來臨。

隨后，我國各大電信運(yùn)營商紛紛加大5G基站建設(shè)。2020年，雖然我國遭受了新冠疫情嚴(yán)重影響，但各企業(yè)仍加快5G建設(shè)速度，爭取把時間趕回來。當(dāng)年6月，工信部部長苗圩透露，我國平均每周增加1萬多個5G基站。

截至2021年12月，我國已建成5G基站超過115萬個，占全球70%以上，是全球規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的5G獨立組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，全國所有地級市城區(qū)、超過97%的縣城城區(qū)和40%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋；5G終端用戶達(dá)到4.5億戶，占全球80%以上。全國各地政府積極釋放政策紅利，根據(jù)中國信通院的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全國各省市發(fā)布5G相關(guān)政策達(dá)320余個，各地因地制宜，結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)特點，明確了5G產(chǎn)業(yè)和重點應(yīng)用發(fā)展方向及目標(biāo)。以北京市為例，1月16日，北京市通信管理局披露，截至2021年底，本市已開通5G基站5.2萬個，比上年末增加1.4萬個；5G終端用戶高達(dá)1488.4萬戶。其中，通州區(qū)(含城市副中心)開通了5G基站3859個。

二、首鋼京唐公司無人駕駛的天車

隨著5G在中國的廣泛應(yīng)用，那給百姓的生活帶來什么改變呢？人們最大的感受也許是在家休閑時，刷劇、打游戲更加流暢了；在地鐵站、火車站、飛機(jī)場等人流密集區(qū)域，通信時不再卡頓擁堵。其實，這只是人們直觀的感受和體驗，5G技術(shù)正在潛移默化地改變著經(jīng)濟(jì)社會的各個方面，尤其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，極大地提高了我國工業(yè)自動化和信息化體系的升級創(chuàng)新水平。

位于河北省唐山市曹妃甸地區(qū)的首鋼京唐公司，是我國龍頭鋼鐵企業(yè)之一。這家企業(yè)無法用“廠”來形容，因為廠區(qū)面積有22平方公里，廠區(qū)有自己的港口、鐵路、公交車、紅綠燈，甚至還有交警，相當(dāng)于一座小型城市。首鋼曹妃甸廠擁有世界最大的單流程煉鋼設(shè)施，在生產(chǎn)流程中，礦山和煤炭源源不斷地從遠(yuǎn)方運(yùn)來堆放在料場。經(jīng)過燒結(jié)、焦化，運(yùn)往高爐冶煉。鐵礦在高溫下化成鐵水，送往轉(zhuǎn)爐粗煉，轉(zhuǎn)爐中加廢鋼并吹入氧氣，粗煉后的鋼水進(jìn)一步精煉，鋼水在連鑄過程中被鋪上不同的渣層進(jìn)行保溫，而后生成不同的鋼坯，再由軋機(jī)制成鋼板等結(jié)構(gòu)，經(jīng)過后處理制造為成品。通過碼頭和卡車運(yùn)往下游的工廠，每年為全球提供上千萬噸的精品鋼材。

在鋼廠的天車車間，軋制完成的鋼卷，在這個車間被包裝、分類存放。一部分送往別的車間處理，一部分轉(zhuǎn)運(yùn)到貨運(yùn)卡車上。所有高速運(yùn)動的天車駕駛室都顯得非常詭異，因為內(nèi)部并沒有人在操作。據(jù)鋼廠工程師介紹，天車操控完全是自動化的，這是基于5G通信網(wǎng)絡(luò)的自動化平臺。

推進(jìn)工業(yè)的自動化和信息化需要建設(shè)高效的通信平臺來傳輸信息。之前的通信平臺通常有兩種方案，一種是基于光纖的有線方案，另一種是基于工業(yè)WIFI的無線方案。而它們都有各自的短板。具體來說，光纖方案需要鋪設(shè)光纜，只適合固定的場景。如果設(shè)備本身進(jìn)行大范圍的移動，鋪設(shè)起來會非常困難。而工業(yè)WIFI最大的問題是穩(wěn)定度太低，會出現(xiàn)卡頓、丟包、延時等不穩(wěn)定。用來當(dāng)監(jiān)控還可以，但是用來操作就很困難。智能天車需要基于攝像頭傳回的視頻信號，準(zhǔn)確識別抓取的位置，如果突然發(fā)生了卡頓，每個20多噸重的鋼卷從天上砸下來，后果將不堪設(shè)想。

現(xiàn)在的5G通訊可以有效解決上述難題，補(bǔ)齊了技術(shù)的缺口。作為無線網(wǎng)絡(luò)，5G方便鋪設(shè)，可以支持移動設(shè)備，并且穩(wěn)定度足夠支撐自動化的操作和遠(yuǎn)程的遙控操作。因此被廣泛用于鋼廠天車，呈現(xiàn)在人們面前的場景就是眾多無人操控的天車在高速進(jìn)行作業(yè)。

三、天津港全自動化的智能裝卸運(yùn)輸

在天津港的集裝箱碼頭上，塔吊不斷抓取貨船上的集裝箱。塔吊將貨物放在卡車上運(yùn)向橋吊，然后將貨物分門別類碼放整齊，整個過程不但井井有條，并且?guī)в泄?jié)奏感。但把視線拉近，就可以看到卡車司機(jī)的座位上沒有人，吊車司機(jī)的座位上也沒有人，整個運(yùn)輸過程都沒有人。這是因為5G通信技術(shù)在港口的應(yīng)用，除了能夠支持移動的卡車和吊車自動化操作之外，對吊車也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻操作。運(yùn)用5G技術(shù)對碼頭進(jìn)行升級改造，不用鋪設(shè)光纖那樣破土施工，有效地規(guī)避了碼頭停擺難題。

在天津港集裝箱碼頭，31臺高大的場橋曾經(jīng)是“男人的舞臺”。如今，伴隨著智能化改造的完成，只需要用手輕輕一點，機(jī)械就可以替代人工完成大量重體力勞動。以前，每臺場橋需要配備4名員工，整個碼頭共需要100多人；改造后，一名操作員可以管理6座場橋，操作人員縮減至40人。在效率上，每臺場橋吊箱數(shù)量增長了30%；車輛等候時間從原來的30分鐘至1小時縮減到5分鐘。智能化改造，不僅帶來了全新的用戶體驗，更帶來了作業(yè)效率的大幅提升。2021年12月18日，隨著中遠(yuǎn)海運(yùn)“天盛河”輪作業(yè)的一個集裝箱吊裝上船，天津港年集裝箱吞吐量首次突破2000萬標(biāo)準(zhǔn)箱，標(biāo)志著天津港集裝箱事業(yè)實現(xiàn)新跨越，天津港在全球國際樞紐港地位進(jìn)一步提升。

四、5G通信在地下煤礦同樣大顯身手

5G網(wǎng)絡(luò)在地下的應(yīng)用又是如何呢？位于山西省大同市的塔山煤礦是世界上最大的單礦井煤礦。在塔山煤礦的控制室中的大屏上清楚地顯示出礦下的采礦和運(yùn)輸?shù)膶崟r情況，也是通過5G網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的。煤炭的采掘面在地下500米深處，坐礦車下到地下第一層就需要半個多小時。第一層是井下變電站，以前需要人工一次次來下井來檢查運(yùn)作是否正常，有了5G網(wǎng)絡(luò)之后就可以用巡線機(jī)器人，機(jī)器巡邏發(fā)現(xiàn)排除故障，人工下井頻次大幅度降低。

塔山煤礦基于5G系統(tǒng)在井下搭建一個獨特的內(nèi)部導(dǎo)航系統(tǒng)。因為井下如同一個地下城市，面積大且地形復(fù)雜，沒有導(dǎo)航很容易困在其中。而一般用來建設(shè)導(dǎo)航系統(tǒng)的GPS、北斗等無法將信號覆蓋到地下。這時5G就能夠大顯身手了，煤礦不但有5G導(dǎo)航系統(tǒng)，還有一個5G打車系統(tǒng)。比如在采掘面工人需要上井，在井下是無法自行走上去，這時就可以拿出定制版的5G防爆手機(jī)來叫車，然后就可以從地下起飛了。經(jīng)測試，地下5G網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)大，可以刷抖音、B站等。

煤礦的采掘面是一個長約2公里，寬300米的矩形坑道。坑道用液壓柱支撐，兩邊都是巨大的采煤機(jī)，不停地把煤從石壁上打下來，送上傳送帶運(yùn)輸出去。所在的位置上下左右都是煤，巖層結(jié)構(gòu)非常松散，時不時會有煤礦從頂上掉落。這里水霧彌漫，伸手不見五指。礦山工程師介紹，因為接近采掘面，煤礦采掘過程中會有大量煤屑、煤粉彌漫在空氣中，需要用設(shè)備噴出水霧把煤粉沉降下來，不然會有很大危險。在這種能見度下進(jìn)行采掘作業(yè)，5G導(dǎo)航起到了非常關(guān)鍵的作用。以前的4G光纖一旦出現(xiàn)斷線，需要整條線路一寸一寸查找困難度很高。而應(yīng)用5G后，只要查幾個基站點就可以了，節(jié)省了70%以上的工作量。煤礦對5G的運(yùn)用主要是采掘面的設(shè)備可以自動運(yùn)行，不用人工過多參與，可以大大縮短工作人員下井的時間，減少工人面臨的艱苦和危險，同時也能大幅度提高工作的效率。

5G應(yīng)用補(bǔ)強(qiáng)了移動通信網(wǎng)絡(luò)，補(bǔ)齊了自動化信息化系統(tǒng)的短板。雖然目前5G的應(yīng)用還處于頭部企業(yè)早期探索階段，沒有滲透到日常產(chǎn)業(yè)中。但就像移動通信本身發(fā)展一樣，5G必須有一個成長的過程。當(dāng)前，有不少人以為5G的作用僅僅是提高了網(wǎng)速，沒有出現(xiàn)讓人們憧憬的無線通信帶來的美好生活。其實，這和幾十年前人們問互聯(lián)網(wǎng)有什么用，電腦有什么用？是一個道理。5G除了帶來更極致的體驗和更大的容量外，還將開啟物聯(lián)網(wǎng)時代，并滲透進(jìn)至各個行業(yè)。5G的運(yùn)用會潛移默化地改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活。但是只有需求還不夠，需要我們?nèi)ラ_發(fā)應(yīng)用場景，打通上下游的核心技術(shù)，做好營銷推廣，解決新技術(shù)可能帶來的社會問題，比研究AR、VR的應(yīng)用，成熟的機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)，讓全自動生產(chǎn)企業(yè)等越來越多地出現(xiàn)在中國。

工信部聯(lián)合中央網(wǎng)信辦、發(fā)展改革委等九部門印發(fā)《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動計劃(2021—2023年)》，從面向消費者(to C)、面向行業(yè)(to B)以及面向政府(to G)3個方面明確了未來3年重點行業(yè)5G應(yīng)用發(fā)展方向，大力推動5G賦能千行百業(yè)。工信部先后編制印發(fā)《關(guān)于推動5G加快發(fā)展的通知》《“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展行動計劃(2021—2023年)》《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于印發(fā)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案的通知》，從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、應(yīng)用場景等方面加強(qiáng)政策指導(dǎo)和支持，引導(dǎo)各方合力推動5G應(yīng)用發(fā)展。據(jù)工信部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前全國5G應(yīng)用創(chuàng)新案例已超過1萬個，覆蓋22個國民經(jīng)濟(jì)重要行業(yè)。面向信息消費、實體經(jīng)濟(jì)、民生服務(wù)三大領(lǐng)域，“十四五”期間，15個行業(yè)的5G應(yīng)用正成為相關(guān)部委及地方政府的推進(jìn)重點。