5G+工业互联网融合创新平台建设方案

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5G+工业互联网融合创新服务平台 建设方案 目 录 目 录............................................................................................................................i 1 项目简介.......................................................................................................1 1.1 项目基本情况...................................................................................................1 1.2 项目建设目标...................................................................................................2 1.3 项目建设内容...................................................................................................2 2 项目的背景和必要性.....................................................................................3 2.1 工业互联网的发展............................................................................................3 2.2 5G 的发展概况.................................................................................................4 2.2.1 5G 政策.........................................................................................................................4 2.2.2 5G 产业发展趋势..........................................................................................................4 2.3 5G 环境下的工业互联网关键技术.....................................................................6 2.3.1 5G 技术需求..................................................................................................................6 2.3.2 5G 关键技术..................................................................................................................6 2.4 5G 融合创新发展背景.......................................................................................7 2.4.1 相关政策发布................................................................................................................7 2.4.2 融合创新发展的重要性.................................................................................................8 2.5 5G 融合创新服务平台建设的必要性..................................................................8 2.5.1 融合创新是制造业转型升级必经之路...........................................................................8 2.5.2 融合创新是我国制造业实现弯道超车的必备手段........................................................9 2.5.3 融合创新促进云制造全方位变革................................................................................10 3 建设方案.....................................................................................................11 3.1 融合创新建设原则..........................................................................................11 3.2 项目总体技术方案..........................................................................................12 3.2.1 企业服务模块..............................................................................................................13 3.2.2 政府服务模块..............................................................................................................20 3.2.3 高校服务模块..............................................................................................................22 3.2.4 安全基础建设..............................................................................................................23 4 、5G 融合创新的典型应用场景...................................................................25 4.1 5G+超高清视频..............................................................................................25 i 4.2 5G+AR........................................................................................................... 26 4.3 5G+VR...........................................................................................................27 4.4 5G+无人机.....................................................................................................28 4.5 5G+云端机器人..............................................................................................29 4.6 5G+远程控制..................................................................................................30 4.7 5G+机器视觉..................................................................................................31 4.8 5G+云化 AGV................................................................................................32 ii 1 项目简介 1.1 项目基本情况 依托产业互联网构建信息制造产业体系成为当前全球制造业发 展的新方向，我国产业互联网发展尚处于起步阶段，国务院自 2013 年以来先后出台“促进云计算创新发展、培育信息产业新业态”、“发 展众创空间推进大众创新创业”、“智能制造试点示范专项行动”、“中 国制造 2025”、“互联网+”、“加快 5G 建设行动计划”等一系列重大政 策，先进信息网络技术+智能制造成为我国制造业转型升级、从“制 造大国”走向“制造强国”的战略举措。新一代信息技术与工业化深度 融合、发展战略性新兴产业和先进制造业将是保持我国制造业竞争 优势的重要支撑。 在这样的大形势下，深圳市沃泰凯尔科技开发有限公司（以下 简称“沃泰凯尔公司”）联合航天云网数据研究院（广东）有限公司 1 （以下简称“云网广东公司”），着力打造“5G+工业互联网”融合创新 平台，利用 5G 新技术和应用场景，充分发挥工业互联网在生产要 素配置中的优化与集成作用，将 5G 和制造业创新成果深度融合于 经济社会各领域中，提升实体经济企业创新力和生产力，以工业互 联网为核心，以 5G 技术为基础，促进以技术创新、商业模式创新 和管理创新为主要途径的经济发展新形态生成。 1.2 项目建设目标 以打造国家首个“5G+工业互联网”行动计划示范工程为目标， 重点促进以 5G 新兴技术为代表的新一代信息技术与现代制造业、 生产性服务业等的融合创新，改造传统制造业、打造新的产业竞争 力、发展新兴业态，创造新的经济增长点，同时为大众创业、万众 创新提供共享平台与环境，通过“5G+工业互联网”融合创新平台高效 地整合各种要素与优质资源，满足新的需求，开拓潜在国内和国际 市场，为产业智能化提供支撑，增添新的经济发展动力，促进国民 经济提质增效，实现“资源共享、能力协同、互利共赢”。 建设目标可概括为建设一个基于 5G 技术的工业互联网平台， 打造新型工业生态。以 5G 技术为基础，建设一个产业资源云端聚 2 集、产业模式云端创新、产业配套云端发展的 5G+工业互联网 5G 融合创新服务平台（以下简称“5G 融合创新服务平台”）。实现云端 汇聚整合国内外 5G 及工业领域顶尖技术、产品与服务；推动企业 加快 5G 应用建设，在研发设计、生产制造、供应链和售后服务全 过程的数字化、网络化、智能化水平显著提升。该服务平台促进两 化融合发展指数得到显著提高，产业结构进一步优化，高技术制造 业和服务业占总产值的比例明显提升。 1.3 项目建设内容 围绕 5G 融合创新服务平台项目建设目标，按照“创新创业相结 合、线上线下相结合、制造与服务相结合”原则，面向企业、政府以 及高校，向用户提供相关产品/服务，构建以 5G 技术以及云制造为 核心、以生产性服务为主体，集企业全流程应用系统、创新创业服 务、产学研服务等功能于一体的综合性服务平台。5G 融合创新服务 平台以工业互联网为基础，以 5G 为技术突破，着手搭建基集两者 融合为一体的基础创新服务平台，该平台既具备工业互联网的元素， 又体现 5G 的创新点，为 5G 的应用发展及场景落地提供有效的支撑 3 服务。 2 项目的背景和必要性 2.1 工业互联网的发展 随着信息经济时代的不断升级，传统模式下的制造业发展面临 越来越多的人力资源、设备资源、市场渠道、合作伙伴等因素的牵 制和制约。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产 物，已成为新工业革命的关键支撑和深化“互联网+先进制造业”的重 要基石，是推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合， 打造制造强国和网络强国的战略选择，已成为世界制造大国竞争激 烈的战略制高点。云制造是实现工业互联网的核心技术，作为一种 基于泛在网络，旨在实现制造服务化的新型制造模式和手段，有着 互联互通的制造能力支撑、互利共赢的制造产业生态、各司其职的 价值创造体系，可以帮助传统制造企业更好地适应信息经济时代发 4 展，更专注于“微笑曲线”两端，更快速地优化企业核心能力和市场竞 争力。云制造将依托工业互联网对制造业的发展形态、组织架构、 产业链、价值链带来颠覆性影响，成为信息经济时代制造业发展的 新常态。 2.2 5G 的发展概况 2.2.1 5G 政策 中国政府高度重视 5G 产业的发展，在相关关键政策方面为 5G 产业的发展指明方向，《中国制造 2025》指出要全面突破第五代移 动通信(5G)技术；《国家信息化发展战略纲要》指出 5G 要在 2020 取得突破性进展；《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三 个 五年规划纲要》要求加快构建高速、移动、安全、泛在的新一代信 息基础设施，积极推进 5G 商用；《关于进一步扩大和升级信息消 费持续释放内需潜力的指导意见》要求进一步扩大和升级信息消费 力争 2020 年启动 5G 商用。 5 2.2.2 5G 产业发展趋势 5G 拉动相关产业经济价值，不同产业链环节企业发展态势良好。 在政策扶持和 5G 技术日益成熟的影响下，中国 5G 产业发展稳步推 进，企业发展态势良好，从规划环节、建设环节、运营环节到应用 环节各个不同产业链相关企业 2018 年第三季度营收均超亿元，实 现同比增长、智能制造、车联网、无线医疗到 5G 技术应用领域频 获资本青睐。分析认为，随着 5G 临时牌照发放和商用步伐的加快， 未来中国 5G 产业在带动中国经济产出、提供就业机会等方面将发 挥重要作用。 5G 融入多项技术，驱动传统产业变革，智能制造、智慧出行或 成最新战场。高性能、低延时、大容量是 5G 网络的突出特点，5G 技术的日益成熟开启了互联网万物互联的新时代，融入人工智能、 大数据等多项技术。5G 已成为推动交通、医疗、传统制造等传统行 业向智能化、无线化等方向变革的重要参与者。分析认为，作为新 6 一代移动通信技术，5G 的发展切合了传统制造业智能制造转型的无 限网络应用需求，其高性能、低延时的特点也满足了无人驾驶等垂 直领域的发展要求，智能制造、智慧出将为成 5G 技术发展的最新 战场。 5G 个人应用或将率先起步，行业应用后成 5G 应用收入的主要 场景。中国基础运营商和其他 5G 生态系统的参与者在 5G 建设初期 阶段的重点大多是增强宽带业务，支撑 5G 个人应用场景，具体包 括高清视频、增强现实(AR)、虚拟显示(VR)等，但 5G 个人应用场景 的落地在产业营收上存在不确定性，如增强现实和虚拟现实缺乏足 够丰富的内容和应用，在设备成本和可用性方面也存在一定的难题。 随着 5G 生态系统的成熟，更广泛的网络部署或将带来更清晰的商 业模式和营收机会。 技术发展和创新或成支撑内容提供商和垂直行业领域价值链进 一步成熟的关键。世界主要经济体正在加速推进 5G 商用落地，然 而，5G 标准和产业链还需完善，5G 的长期多样化服务需求也要求 7 5G 技术不断发展和创新。分析认为，广泛的 5G 普及路径为终端到 接入网，进而到内容提供商和垂直行业领域，无论是从网络连接、 个人应用场景的内容提供，还是大规模的行业应用场景支撑，5G 技 术的改进和创新都是推动相关领域价值链进一步成熟的关键。 2.3 5G 环境下的工业互联网关键技术 工业互联网主要包括网络体系、平台体系和安全保障体系三个 部分，其中网络体系是重要基础，构建低时延、高可靠、广覆盖的 网络结构，方可真正实现工业全要素、各环节的深度互联。 2.3.1 5G 技术需求 为实现工业互联网的稳步发展，需积极开展相关基础设施升级 改造工作，积极利用先进的通信技术，包括：软件定义网络、5G、 低功耗广域网等，实现工厂内网络 IP 化、扁平化、柔性化发展，工 厂外网络低时延、高可靠、广覆盖发展。5G 需解决的不仅是人与人 的连接，更是人与物、物与物的连接问题，综合工业互联网未来发 8 展需求，对 5G 系统提出了以下技术需求： （1）传输速率需求，要求提高 10～100 倍，同时用户体验速 率、用户峰值速率分别达 0.1～1Gb/s、10Gb/s； （2）时延需求，要求时延降低 5～10 倍，达毫秒量级； （3）设备连接密度需求，要求提高 10～100 倍，达 600 万 个/km2； （4）流量密度需求，要求提高 100～1000 倍，达 20Tbps/ km2； （5）移动性需求，要求超过 500km/h，提高用户体验。 2.3.2 5G 关键技术 在 5G 技术发展方面，4T4R、Massive MIMO、NBIoT 等几项 技术都表现出较快应用趋势。作为 5G 的起步配置，4T4R 技术已经 在全球 50 多张网络规模部署，Massive MIMO TDD 制式也开始运 用，多个国家发布了 NB-IoT 商用战略。NB-IoT（Narrow band Internet of Thing）即窄带蜂窝物联网，此技术支持海量连接，可 9 全面提高覆盖广度，具有低功耗、低成本、小功耗的特点，与广泛 商用的 2G/3G/4G 及其他无线技术相比，优势显著。 2.4 5G 融合创新发展背景 2.4.1 相关政策发布 我国高度重视 5G 与工业互联网的融合发展，各省市也纷纷制 定 政策推进 5G+工业互联网的应用示范落地。2017 年 11 月，国务院 印发《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》， 明确将 5G 列为工业互联网网络基础设施，并开展 5G 面向工业互 联网应用的网络技术试验，协同推进 5G 在