1、 目录 IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，组织架 构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力 量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。 5G融合应用发展态势 第三届绽放杯5G应用征集大赛项目洞察 十大重点应用分析 5G融合应用的发展趋势与发展建议 主要贡献单位 P1 P5 P10 P40 P45 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 1 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 5G融

2、合应用发展态 1.1 全球多国逐步推广5G商用，加速推进5G应用 目前全球5G商用发展初具规模。截至2020年7月底，已有46个国家/地区的99家网络运营商表示 开始提供5G业务（含固定无线和移动服务）；截至2020年8月，全球有24个国家/地区的47家运营商已 开始计划部署或试验面向公众的5G SA网络。韩国、欧洲、美国、日本等国家和地区均积极推动5G建 设，鼓励开展5G融合应用。5G产业生态逐步丰富，应用探索不断深入，5G促进经济社会发展效能初步 显现。 （1）韩国消费者市场发展良好，已经获得初步收益 韩国高度重视5G应用发展，在高清视频和VR等重点领域应用领先，并带动相关产业发展。韩国

3、5G网络建设较为领先，截至2020年6月底，韩国5G用户达737万，占移动电话用户总数10.58%；建成 5G基站12.1万个，完成85个大城市及主要交通动脉的5G覆盖；5G平均下行速度为656.56Mbps，是 LTE的4.14倍。近三年（2020-2022年）韩国运营商将陆续投资约24.5-27.5万亿韩元（约1400-1600 亿人民币）建设5G移动通信基础设施。在以中频段为主要5G网络部署类型的国家当中，韩国的覆盖率 处于领先地位。韩国通过XR带动5G产业应用。2020年韩国政府推进新的“XR+”项目，计划投资 150亿韩元，推进XR内容在公共服务、工业和科学技术领域的应用。受益于“X

4、R+”项目推进，韩 国运营商在内容产业持续发力，XR和游戏成为5G布局重点，面向消费者主推VR /AR、云游戏、4K 视频等大流量应用，例如SK电讯推出基于5G VR的虚拟社交服务和云游戏服务；LG U+依托本国内容 产业优势，借助中国VR终端、云平台等产业环节大力推广VR/AR应用。此外，为全面培育5G+战略 产业，韩国政府2020年还将投入6700亿韩元（约39亿人民币），扶持领域包括智能工厂、智能城市、 5G医疗、5G V2X和自动驾驶等。韩国运营商也积极探索5G在工业互联网、医疗健康、智慧交通、城 市公共安全和应急等领域的应用，主要应用场景包括5G+AI机器视觉质检服务、远程数字诊断、

5、手术 教学、应急救援服务、新冠肺炎防疫机器人以及基于5G自动驾驶的场内配送等。例如SK电讯与韩国水 电和核电公司合作建设5G智能发电厂，KT和现代重工集团合作开发基于5G网络的智能工厂服务，实 现远程监控和故障检测等。 （2）欧洲发挥工业优势，积极开展5G垂直行业应用试验 欧洲5G固定无线接入业务成为欧洲光纤宽带的重要补充，运营商积极开展行业融合应用，同时探 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 2 索5G专网在工业领域的应用。截至2020年6月底，欧洲约20个国家推出商用5G服务，5G用户数约130 万；基站数量方面，德国5G基站建设数量超过1万个，其他国家在几百到几千个不

6、等。由于欧洲地区 光纤覆盖不足，因此基于5G开展固定无线接入业务成为运营商发展5G的动力，例如瑞士电信运营商 Sunrise初期5G网络建设专注部署于光纤网络未覆盖区域；西班牙和德国运营商开展了利用5G替代有 线宽带的测试验证。欧盟对行业应用发展较为重视，其 “地平线2020”科研计划加速推进垂直行业应 用。同时，运营商也积极开展5G行业应用试验，涵盖工业互联网、医疗健康、智慧交通、媒体娱乐等 多个领域。例如英国伍斯特郡工业5G应用项目在工厂环境下开展基于5G技术的预防性维护试验，参与 工厂的生产率提高了1%-2%；德国电信在汉堡港试验5G网络切片，验证了5G网络可满足多类复杂工业 应用并行要

7、求的目标；多家运营商利用5G技术广泛开展新媒体融合应用，推进5G直播在新闻、体育赛 事和文艺演出中的应用。此外，德国期望从5G专网探索中突破行业应用壁垒，已开放5G本地专网频率 （3700-3800MHz）申请，目前已颁发74张许可证。德国联邦运输和数字基础设施部（BMVI）2020年 4月底发布了面向中小型企业的5G园区网络指南，资助建设欧洲5G工业园区网络。德国车企在5G专网 应用方面表现积极，如奥迪计划在122个工厂建设5G专网，优化生产流程。 （3）美国5G尝试多频段覆盖，应用处于技术验证期 美国5G应用以固定无线接入为主，行业应用处于技术验证期。美国运营商面向消费者主要提供固 定无线

8、接入和增强的移动无线接入业务。美国5G网络的部署特点是热点地区高频段配置+其他地区低 频段配置；高频段5G网络重点部署于体育场馆、购物中心、大学校园等高流量地区；低频段5G网络进 行全方面广覆盖，但由于频率不足，相比4G速率提升较为有限；例如Verizon的高频段5G网络仅在35 个城市的有限区域可用。由于美国高频段网络覆盖区域有限，且上市5G终端款数少（不到20款）、价 格高（手机超过500美元），导致5G用户发展相对缓慢。美国5G行业应用目前处于企业自行探索和技 术验证时期，部分运营商在工业互联网、医疗、车联网、智慧城市等领域开展试验，应用场景包括基 于4K视频进行工厂内安全监测，基于AR

9、/VR的员工培训及定位服务，以及利用5G+VR/AR赋能远程 诊断和紧急救助等。美国国防部重视5G技术在军用领域的大规模试验和原型设计，两年来共在12个军 事基地开展智能仓库、自动驾驶、VR/AR等5G技术和应用测试。 （4）日本5G商用较晚，应用刚刚起步 日本5G商用时间较晚，但已通过顶层设计布局5G应用。2020年3月日本5G正式商用，截至6月， 5G用户约十几万；截至5月开通的基站数约1800 个。日本政府在“构建智能社会5.0”的愿景下，提出 积极推动5G与人工智能、物联网、机器人等相互促进、融合发展。商用以来日本运营商主要面向消费 3 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展

10、白皮书 者提供高速移动接入、云游戏等大带宽业务，例如NTT DoCoMo为用户提供8K虚拟现实现场音乐、多 角度观看视频和体育赛事的服务，以及100多种新游戏，其中包括许多基于云的游戏。运营商也在探索 行业融合应用。NTT DoCoMo面向行业企业提供了22种解决方案，包括支持远程工作的智能眼镜和面 部识别服务，以及利用VR的远程医疗、远程自动农用汽车的监控等。KDDI利用5G无人机完成4K视频 传输测试，旨在探索无人机在公共安全和监控、农业监测、灾难响应等方面提供的服务。为了补充5G 公网覆盖盲点，加快5G网络和应用普及，日本总务省开放专用频段促进利用5G专网在农业/工厂等领 域开展应用开发

11、和试验。制造企业富士通和三菱电机相继部署专网，验证5G专网系统和各种应用，如 智慧安防、远程操作和维护支持等。日本东京都政府也将支持中小企业、旅游业、农业等各个领域开 展5G专网应用试验。 整体来看，全球5G融合应用发展呈现以下特点：一是消费领域应用最先落地，但尚未出现现象 级应用。各国5G商用初期均以增强移动宽带业务为主，重点发展固定无线接入业务，以及基于高速 接入提供超高清视频、VR/AR等应用。当前5G应用更多的是以5G技术的大带宽特性提升用户体验， 现象级应用仍需进一步探索。二是行业应用仍处于起步发展阶段，并逐渐与各国优势领域结合向纵深 拓展。大多数5G行业应用项目还处在试验环境下的技

12、术验证期或示范阶段，尚未出现可大规模复制、 扩展的成熟应用。韩国、日本、德国等国家分别积极探索将5G与屏显、机器人、工业等自身优势领域 的融合应用。三是部分国家行业应用中5G专网渐成热点，但是仍处于初期建设、用例验证和商业探索 期。当前在德国和日本开展的专网试验以行业巨头为主，我国运营商也在探索依托公网提供5G虚拟专 网满足行业多样化需求，专网系统设备和应用均处于验证期，未来发展有待观察。 1.2 我国政府重视5G融合应用，地方积极开展5G应用示范 我国高度重视5G应用发展。中央政治局常委会提出要积极丰富5G技术应用场景，并加快5G网络 等新型基础设施建设。工信部“5G+工业互联网”512工程

13、推进方案提出打造5个产业公共服务平 台，建设改造覆盖10个重点行业，形成至少20大典型工业应用场景。工信部关于推动5G加快发展的 通知，要求全力推进5G网络建设、应用推广、技术发展和安全保障，充分发挥5G新型基础设施的规 模效应和带动作用，支撑经济高质量发展。发改委、工信部关于组织实施2020年新型基础设施建设 工程(宽带网络和5G领域)的通知，重点支持虚拟企业专网、智能电网、车联网等7大领域的5G创新应 用提升工程。各地政府积极出台各类5G扶持政策，推动5G应用发展。截至 2020年9月底，各地政府出 台行动计划、实施方案、指导意见等各类5G扶持政策文件460个，其中省级62个，市级228个

14、，区县级 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 4 170个，多地政府对基站建设、用电成本进行补贴，积极开展5G应用示范，持续深化5G产业合作。 1.3 我国5G SA网络建设稳步推进，为5G应用发展打好坚实基础 5G网络建设加快，为应用发展奠定基础。商用以来，我国5G网络建设加速推进，地方政府积极释 放政策红利。截至目前，已累计开通5G基站超60万个，5G终端连接数超过1.5亿。SA（独立组网）已 启动初步商用，为端到端网络切片技术的应用创造了基础条件，深圳市宣布提前超额完成“建设4.5万 个5G基站”的目标，实现5G独立组网全覆盖，北京继深圳之后也实现了5G独立组网全覆盖

15、，河南、广 州等多地也在加快冲刺5G独立组网商用。MEC（边缘计算技术）是5G低时延场景应用中的关键使能技 术，据不完全统计，三大运营商已在国内40多个城市开展了100多个基于边缘计算的5G商业应用试点项 目，覆盖了多个行业和应用场景，包括智慧园区、智慧工厂、智慧港口、智慧矿山等。 1.4 新冠疫情防控推动5G应用加快落地，产业生态不断壮大 新冠疫情防控推动5G应用加快落地。本次疫情是全球面临的共同挑战，5G为疫情防控以及复工复 产带来科技化手段，同时也成为5G应用的展示平台。疫情之下，5G应用初试身手，在远程医疗、公共 监控、智慧教育、远程办公、巡检物流等领域发挥了重要作用，加速了大家对5G

16、是什么，为什么用5G 的认识。如5G远程会诊在19个省份的60余家医院上线使用，实现全方位无障碍移动会诊；5G热成像监 测已在十几个省交通枢纽地区普及；火神山医院建设的5G直播累计观看人次超过1.15亿；在线教育、 在线协同办公等得到了广泛应用，例如“国家中小学网络云平台”访问量超过16亿人次。疫情也对医 疗等行业的5G应用起到了短期催化作用，同时也迫使许多企业更多的关注5G的重要性，主动了解5G拥 抱5G，在疫情后加快各垂直行业的数字化转型升级，给5G发展注入更多活力。 5G融合应用产业生态不断壮大。在工业和信息化部指导下，5G应用产业方阵通过整合对接各地联 盟、搭建融合创新平台、承办绽放杯

17、等多种形式不断整合产业资源，扩大行业合作范围，激发创新活 力。2020年组织5G创新中心评定工作，认定20家创新中心并公布授牌，覆盖智慧交通、工业、电力、 云游戏等各个领域。社会多方主体加大5G应用投入力度，产融对接数量显著增加。中金资本、真格基 金、联想创投、启迪之星等多个基金将5G应用作为投入方向之一。基础电信企业、华为、海尔、中国 商飞、国家电网、比亚迪、中央电视台、阿里、浪潮等各行业巨头积极布局5G应用，中国移动设立了 规模达300亿元的5G联创基金，5G应用产业生态进一步完善。 5 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 第三届绽放杯5G应用征集大赛项目洞察 2020

18、年第三届“绽放杯”5G应用征集大赛（以下简称第三届“绽放杯”大赛）旨在充分发挥社会 各界力量，集思广益，挖掘一批充分体现5G能力的典型应用。为充分调动地方政府积极性，推动重点 行业率先发展，大赛分别设立区域赛和专题赛。区域赛方面，已在上海、广东、江苏、浙江、河南、 江西、四川、云南等8个省市举办。专题赛方面，已开展智慧城市、智慧生活、智媒技术、AR/VR、 行业专网及应用、工业互联网、智慧园区、智慧医疗、5G助力疫情防控、云XR、云应用、车联网、金 融科技、智慧商业、智慧交通及应用安全等16个专题赛。第三届大赛共有来自全国30个省、自治区、 直辖市的2388家企业、科研院所、行业协会、政府机构

19、等单位参与申报，申报项目达4289个。大赛凝 聚全社会的能力和资源，促进技术革新和知识共享，进一步探索5G应用需求、业务形态和商业模式， 为构建良好的5G应用生态奠定基础。 2.1 产业数字化加速，工业互联网独占鳌头 第三届“绽放杯”大赛参赛项目继续围绕产业数字化、智慧化生活、数字化治理三大方向创新发 展，三大方向分别占比63%、31%、6%。与2019年相比，产业数字化项目比例获得17%的增长，5G技术 加速与垂直行业深度融合。 5G行业应用方面，工业互联网、医疗健康、智慧交通、其他（政务、园区、商业等）、城市管理 领域的项目数量位居前列，这五个领域项目数量占全部项目数量的65%。工业互联网

20、项目占比连续三年 增长，占据全部项目的28%，成为最具热度的5G融合应用领域。工业互联网领域应用的繁荣主要得益 于国家及工信部对工业互联网的高度重视和专项支持，同时能源、农业、教育、金融等行业5G创新应 用也在蓬勃发展。 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 6 图2-1 2018-2020“绽放杯”大赛参赛项目各类行业应用占比 2.2 5G应用样板逐渐形成，超三成项目获商用落地 经过三年的时间，5G融合应用从创意到示范、落地，大多数第三届“绽放杯”大赛参赛项目已经 有较为成熟解决方案，示范效应已经开始显现。2018年第一届“绽放杯”大赛有67%的参赛项目处于创 意、调研、功

21、能设计的初级阶段，这一比例在2020年第三届“绽放杯”大赛的参赛项目中下降到16%， 更有31%的项目已经实现落地商用。不过已经商用落地的项目仍属于“样板间”，定制化程度高，尚不 具备大规模商用和复制推广的条件，很多商用落地项目仅能收回成本，尚未形成盈利。 图2-2 2018-2020“绽放杯”大赛项目成熟度对比 7 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 2.3 5G带动新技术加速融合创新，虚拟专网赋能行业应用作用逐渐凸显 5G对人工智能、大数据、云计算等新兴技术带动作用突出。第三届“绽放杯”大赛参赛项目中， 人工智能、大数据、边缘计算、云计算技术的使用率分别达到55%、52

22、%、43%、40%。相比2019年， 5G与ICT技术的融合水平继续提升，人工智能仍然是与5G应用融合度最高的技术，而边缘计算技术的 使用率相比去年增长10个百分点，已成为5G应用关键使能技术。 图2-3 第三届“绽放杯”大赛项目关键技术分析 此外，2020年依托运营商公网的5G虚拟专网成为5G应用发展中的另一重要关键技术。随着5G SA 网络部署的加速和切片技术的发展成熟，第三届“绽放杯”大赛参赛项目中有19%使用了虚拟专网技 术。虚拟专网主要应用在工业互联网、医疗健康、智慧交通、智能电网/能源等对时延、可靠性等技术 指标敏感度较高的行业。 此外，5G应用还带动了一批新产品出现。本次大赛涌现

23、了一批融合了5G等新技术的新产品，如配 备了5G、医疗影像等先进技术的医疗推车、内置5G模组的工业网关、AGV等，这些新产品将随着5G 应用的发展层出不穷，为经济社会发展增添新动能。 2.4 5G应用 “沿海引领、遍地开花”，政策环境为5G应用发展提供强大助力 第三届“绽放杯”大赛呈现地域广、沿海引领、全国遍地开花的态势。本届大赛共收到来自全国 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 8 30个省/直辖市/自治区的参赛项目，相比2019年新增海南、黑龙江、宁夏、青海参赛项目。参赛项目 来源较为集中，数量最多的七个省市分别是广东、江苏、浙江、北京、上海、河南、山东，占参赛项 目总

24、数的70%；获奖项目数量最多的七个省市分别是广东、江苏、上海、浙江、北京、河南、四川，占 获奖项目总数的74%。北京、上海、广东、浙江、江苏等经济发达地区的应用快速发展的同时，中西部 地区涌现出一批优秀应用案例，山西、河南及云南等地多个项目荣获全国一等奖。 5G融合应用发展水平一方面与当地5G及新一代ICT技术产业水平紧密相关，另一方面也与当地发 展政策环境息息相关。以本届“绽放杯”参赛项目数量和获奖项目数量均最多的广东省为例，广东省 5G技术、产业集聚，市场需求旺盛，为5G应用的快速发展奠定了基础，更重要的是，广东省营造了良 好的政策环境，对5G发展有很多政策支持，先后出台广东省5G产业发展

25、行动计划关于推动5G网 络快速发展若干政策措施广东省 5G 基站和数据中心总体布局规划（20212025年）等政策文 件，推出5G建网补贴等落地配套政策，良好的政策环境推动了省内5G应用的繁荣。 图2-4 第三届“绽放杯”大赛参赛项目来源分布 9 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 图2-5 第三届“绽放杯”大赛获奖项目来源分布 2.5 行业应用单位和解决方案提供商参与力度加大 运营商仍是推动5G应用发展的主力军，但行业应用和解决方案方参赛的数量大幅上升。相比2019 年，2020年运营企业参赛项目占比进一步提升，达到72%。值得关注的是，行业应用单位和解决方案提 供商的参

26、赛数量大幅提升，相比2019年共200余个参赛项目，2020年第三届“绽放杯”大赛行业应用单 位和解决方案提供商参赛项目达到900个以上，增幅超300%。 行业应用单位和解决方案提供商的主力是民营企业，在行业应用单位和解决方案提供商中分别占 比58%和68%，反映了5G应用市场化的初步成果。在应用领域分布方面，行业应用单位的参赛项目聚 集在工业互联网、医疗健康、智慧交通、城市管理、文体娱乐、智能电网、公共安全与应急处置等领 域；解决方案提供商的参赛项目聚集在工业互联网、医疗健康、其他（政务、园区、商业等）、智慧 交通、城市管理、文体娱乐、智慧金融、智慧教育等领域。 IMT-2020(5G)推进

27、组 5G应用创新发展白皮书 10 图2-6 2018-2020“绽放杯”大赛参赛主体分析 十大重点应用分析 随着5G融合应用的不断发展和演进，应用重点行业和领域逐步聚焦，尤其是在工厂、矿山、港 口、医疗、电网、交通、安防、教育、文旅以及智慧城市等10个领域，逐步获得业界认可，并初步形 成了有望规模商用的应用场景。 3.1 智慧工厂 1. 5G典型场景及价值 5G作为移动通信的最新一代技术，相比光纤固网，具备接入灵活的特点，更能适配新时代定制化 生产的柔性制造的需求，其低时延、高可靠等特性，对工业生产的稳定性需求能有更好的保障，5G+ 边缘计算可以解决工业互联网在异构网络融合、业务融合、数据融合

28、、数据安全、隐私保护等方面的 需求，使得无线技术应用于工业设备实时数据采集、控制、远程维护及调度、图像智能处理等领域成 11 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 为可能。目前，5G相对于有线和Wi-Fi的关系并不是替代，而是对特殊场景的补充和增益，如应用于 AGV、AR终端、机器人、无人车等移动性场景，以及光纤不易覆盖的户外场景。 5G在智慧工厂中的应用探索成效已经初步显现。超高清视频监控、移动无人巡检等叠加赋能型 应用，在现有工厂网络应用基础上，叠加5G网络应用，在非核心生产和管理业务方面有效补充、增强 工厂管理能力。三一重工将5G+高清视频融入到园区的安防监控之中，实现

29、采集监测视频/图像实时 回传，结合统一监控平台，实现人员违规、厂区的环境风险监控的实时分析和报警。5G+机器视觉、 AR/VR辅助装配等业务融合型应用，通过部署5G MEC（边缘计算基础设施），将5G技术与人工智能 （AI）等新技术在边缘侧进行融合，解决原来AI技术受限于终端的处理能力及成本等问题，全面提升 工业企业装备的智能化水平。5G+工业控制等产业升级型应用，涉及工业核心生产环节，将受限于5G 技术对于实时性和可靠性等指标的满足程度及与工业体系融合深度，在工业设备广泛支持5G联网能力 之前，难以形成规模。宁波爱柯迪股份有限公司在生产线上，研发集成了5G模组的MES（制造执行系 统）工业网

30、关，相比较CPE方式性能更优，与产线融合的更紧密，提升了整体的生产效率，随着5G技 术及工业体系的不断升级，5G工业终端将越来越多的在生产中使用。 在智慧工厂领域，5G+机器视觉正逐渐成为行业共性需求。对于制造企业而言，工业质检一直面 临人工检测质量不稳定、招工难、留人难、培训难、成本高等难以解决的痛点。5G机器视觉在智能工 厂领域有广泛的需求，技术发展成熟，商业模式初步建立。第三届“绽放杯”大赛获奖项目中，南南 铝使用5G机器视觉进行铝板检测，表面识别准确率从71%提升至99.98%，且良品率提高6个点；海尔在 家电制造中使用5G机器视觉替换传统工控机，降低投资的同时提高算法检测准确率至99

31、%；宝钢使用 机器视觉进行车间智能巡检，自主导航监测车间内烟雾、积水等异常。5G机器视觉可广泛推广到流程 制造行业，工厂前期投资部署5G机器视觉系统，后期按照生产需求购买算法，商业模式初具雏形。未 来，这类应用将逐渐平台化，与MEC等云计算能力结合。例如中国电信基于5G MEC的分布式通用机 器视觉平台，充分利用5G网络低时延和高带宽特性，将原来的视觉检测识别算法任务调整到MEC上执 行，通过边缘云计算能力，简化检测识别现场的工控机方案和现场设备，加快视觉算法的优化，实现 工厂智能化。工业视觉依托5G网络优势，打造云化工业级机器视觉解决方案，部署便捷，升级简单。 随着基于5G+MEC分布式机器

32、视觉平台的大规模应用，将大幅降低工业生产和检测成本，提高工业生 产效率，对全产业链产生巨大影响。同时高精度质检算法代替人工质检将改善车间工作环境、降低生 产风险，推动安全、绿色生产，具有良好的经济和社会效益。 2. 未来的发展空间 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 12 数据融通、柔性化生产是智能工厂的发展趋势。工业面临数字化转型升级，工业互联网是其必经 之路。而工业互联网的基础，在于数据的有效采集和转换融通，信息及数据的不足和孤立是面临的主 要问题。总体看来，5G将极大的满足我国工作制造的信息化改造需求。 我国人口红利优势逐渐丧失，通过5G实现机器换人具有巨大市场价值。

33、2014年全国劳动力成 本是十年前的2.7倍，优衣库、耐克、富士康等世界知名企业纷纷选择在东南亚和印度开设新厂，中国 大陆地区的机器人密度（每万名工人的机器人拥有量）为187，远低于全球前两名新加坡和韩国（分别 为918和855），但中国增速领先全球，两年时间翻了一倍，通过5G结合自动化设备实现机器换人，能 有效降低企业的人员成本，促进科技提质增量。 中国工业场景大量设备处于离线离网状态，5G网络实现新老设备数据联网正当时。根据两化 融合服务联盟的数据，截止到2019年第二季度，调查的15万家工业企业在生产设备数字化率、关键工 序数控化率分别为47%和49.2%，而工业企业智能制造就绪率仅为7

34、.6%，这其中绝大多数为规模以上企 业。随着5G的商用，有望成为工业互联网数据互通互联的底座，5G数据联网发展空间巨大。 5G促进企业数字化网联应用的蓬勃发展，市场空间极其可观。数字化、联网化率不足，也 局限了工业软件普及率，使重点工业企业应用计算机辅助设计（CAD）、制造执行系统（MES）、 产品生命周期管理系统（PLM）等工业软件配置率较低。2017年中国企业的94.4%的企业未能做好部 署智能制造的准备，生产设备数字化率只有44.8%，而数字化设备联网率仅为39.0%。制造执行系统 （MES）普及率只有18.1%，数据采集与监控系统（SCADA）只有4.7%。中国亟需大幅提升工业设备 设

35、施网络化水平，突破企业数字化发展瓶颈，大力推动以5G为支撑的工业互联网发展，在此之上构建 的应用附属价值极其可观。 5G低延时、高带宽特点能够保证海量工业数据的实时回传，网络切片技术能够有效满足不同工业 场景连接需求，赋能远程控制、机器视觉、AR/VR等多个场景。据德勤咨询估计，2020年至2035年， 5G在制造行业支持的产出将达到20万亿以上，位居所有行业之首。 本次绽放杯参赛案例涌现了大量基于5G工业视觉的落地场景，体现出市场对机器视觉的迫切需 求，未来将是在智慧工厂中率先落地的应用之一。一方面由于5G满足了多路超高清视频灵活接入的需 求，另一方面也是由于国内机器视觉起步较晚，目前正作为

36、智能工厂重点应用大力推进，处在行业迅 速上升期。据Markets and Markets预计，到2020年全球市场规模将达到125亿美元；到2025年底，全 球市场规模将超过192亿美元，机器视觉未来空间巨大。前瞻产业研究院2018年度企业调查结果显示， 2018年中国机器视觉行业销售总额为83.9亿元，比上年同期增长21.6%；研发投入增长至11.7亿元，同 13 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 比增长32.8%。随着全球制造中心向中国转移，中国机器视觉市场正在继北美、欧洲和日本之后，成为 国际机器视觉厂商的重要目标市场，5G+MEC作为承载工业视觉的新型技术，有助于

37、中国机器视觉厂 家的迅速崛起，甚至实现弯道超车。 图3-1 2020-2025年全球机器视觉市场规模及预测（单位：亿美元）1 据前瞻产业研究院的预计，全球工业相机市场将在2020年达到7亿美元，2025年增长到12亿美元。 按照平均工业相机单价1万美元估算，2025年工业相机规模能达到12万台。其中，按照中国占到全球工 业相机市场的20%，其中5G网络渗透率50%估算，中国的5G工业相机需求可达1.2万台2。 图3-2 2020-2025年全球工业相机市场规模及预测（单位：亿美元） 1.前瞻产业研究院中国工业相机行业市场前瞻与投资规划分析报告 2.风险提示：此内容仅供参考，不构成投资建议。 I

38、MT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 14 3. 面临的挑战 随着5G在工业企业落地实践的不断深入，运营商、设备商、行业解决方案供应商正加速磨合，深 入理解工业企业的痛点和需求，不断挖掘、摸索产生相应的解决方案，推动工业5G信息化升级，促进 5G网络、终端、应用、商业走向成熟。与此同时，但也存在这一些非常实际的困难，具体包括以下几 个方面： 产业融合难。在工业领域，自身的迭代和演进已经推进了几十年，对于产业自身的痛点，已经 形成了一个较为封闭和自洽的生态。如何通过5G网络突破工业体系内的自适应，从性能的提升转化为 效益的提升，为工业企业带来真实的价值，实现商业闭环和技术变现，道

39、阻且长。 5G技术及产品有待发展和完善。对于工业比较关键的5G uRLLC标准于2020年7月刚刚冻结， 产品实现相对于标准还有一定滞后。目前企业网络覆盖主要沿袭2C覆盖的逻辑，但工厂场景大多是确 定性的场景，在固定区域下固定终端应用作业，需要保障相对稳定且定制化的网络带宽需求。与2C 领域终端用户共享带宽，随机竞争接入的原则不同，工业2B则要确定根据不同终端场景定制差异化网 络，分配最优带宽和服务，确保关键业务的连续性和稳定性。网络切片、确定性时延、网络设备主备 冗余等行业客户期望的5G功能尚不能完全到位，有待进一步技术发展。 产业链的整体配合道阻且长。5G终端模组的行业化改造适配存在磨合问

40、题，例如在某装备制 造企业的AGV 5G改造项目中，需要将模组的通信控制单元放置在AGV的主体内，由于主体为金属打 造，具有非常强的电磁屏蔽效果，需要将5G天线外置、可调，且移动过程中状态不会碰撞变形；传统 的工业路由使用的棒状天线不能满足需求，而目前市场上，能用的终端天线设备屈指可数。5G工业终 端和需求的适配是一个漫长而艰难的过程。 3.2 智慧矿山 1 5G典型场景及价值 2020年3月，由国家发展改革委、能源局、应急部、煤监局、工信部、财政部、科技部、教育部8 部委联合印发了关于加快煤矿智能化发展的指导意见。指导意见要求到2021年，建成多种类 型、不同模式的智能化示范煤矿；到2025

41、年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化；到 2035年， 各类煤矿基本实现智能化，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。5G网络的上行大 带宽，低时延特性，在煤矿行业应用可以实现快速上传安全生产数据和环境视频，高清音视频通话， 设备远程智能控制等多种应用，进一步降低了煤矿企业综合维护成本，极大提高综采效率，让无人 15 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 化、少人化的井下开采成为可能。近年来，煤矿行业加速推进信息化、智能化建设，这个曾经被贴上 “傻大黑粗”标签的行业，已经建成了100多个智能化采煤工作面，实现了地面一键启动、井下有人巡 视，我国煤矿企业处于从劳

42、动密集型向人才、技术密集型转变的阶段。 传统井下网络重复投资，维护成本高。井下有6大作业系统，分别是采煤系统、掘进系统、通风系 统、运输系统、排水系统、机电系统；普遍的情况是每套系统都有独立的光纤通信，造成重复投资。 由于井下环境，粉尘和震动造成光衰严重，影响通信质量，维护成本高；现有网络无法满足移动场景 的需求。作为煤矿最重要的作业面、综采面，始终在不断掘进中，光纤有线的连接方式不能很好地适 配。5G替代光纤解决了井下最后500米连接的问题，合并了6大独立的作业系统，帮助煤矿实现“井下 一张网”，同时可以满足作业面、综采面等移动场景，并采用防爆处理，满足井下安全作业需求。满 足露天矿山对无人

43、化的需求。传统露天矿山作业环境恶劣，依托5G通信技术“低时延、高带宽”的优 点，利用5G+北斗高精度定位、智能作业、双向自动驾驶运输、中央控制算法，实现矿山设备集群的 远程遥控、智能自动化作业与协同作业实现露天矿产区铲、装、运的全程无人操作。 5G可以为煤矿向智能化发展提供更有效、更便捷的方案。5G使能透明矿井，井下运作全面可视 化。井下巷道纵横交错，长达30余公里，地面无法获知井下众多人员和设备的位置、状态，对煤矿的 安全管理带来巨大挑战。5G提供地下实时定位服务（未来R16版本可定位到米级，R17可到亚米级）， 连网人员、设备可以实时上报位置，生成井下三维地图，人员、设备位置状态一目了然。

44、井下5G网络 采用下行上行1：3配比，同比5G公网上行提升超过3倍，实测上行达到1Gbps以上，在240米井下可同 时满足30多路4K监控画面的传输（Wi-Fi干扰大无法工作），做到井下综采面作业可视可管。同时 在井下危险地方通过高清视频实时监控，出现任何情况都可以第一时间发现和及时响应。5G使能智能 矿井，实现生产效率大幅提升。综采面分布了2000多个传感器和操作装置，组成安全、作业、管理系 统，系统间相互独立，需要人工协调，5G大连接的特性，把这些系统连接起来，实现感知、监控、告 警、操作等数据的互通和联动，比如安全系统与作业系统耦合，根据井下瓦斯的分布和浓度，自动调 节采煤机的采煤速度。

45、5G使能无人矿井，井下安全获得有效保障。为了识别设备潜在风险，保证安全 生产，综采面每天停工6小时，进行例行的设备检修，例行检修不仅造成煤炭产量减少，而且检修人员 聚集井下带来安全隐患，5G低时延的特性，可以保证综采面实现一边作业一边实时上报工况，使得设 备状态可以被技术人员实时掌握，停机检修的时长和下井检修的人员均大幅减少，未来综采面可以基 于5G实现远程操作，现场的工作人员也将大幅减少，井下围绕综采面工作的人员可以由原先的140人减 少到60人。 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 16 5G应用于智慧矿山领域可以很好的解决行业痛点，创造价值，可复制推广性强。各地矿山场

46、景 对无人化的需求迫切，对远程控制的需求相似，解决方案具有较强的可复制性，社会经济效益前景巨 大。第三届“绽放杯”大赛获奖项目中，焦煤集团5G无人矿山项目在露天矿山开展运输车无人驾驶、 器械远程无人操作等应用，人员减少50%，人员伤亡降低为0，直接受益4800万/年，解决事故率高、 招工难、运输效率低等行业痛点。山西省煤炭资源丰富，阳泉煤矿集团旗下的新元煤矿，率先开始5G 智慧采矿试点，目前已经实现远程控制、视频监控、巡检机器人，未来可实现的应用包括传感器数据 采集、定位等。在现有的自动化采矿基础上，利用5G上行大带宽能力，把井下实时画面传输到地面控 制室，采用AI对视频进行分析，识别采矿时的

47、岩石并躲避、监控皮带运输巷道的煤块掉落、以及井下 的人员作业规范与安全、图像的AI识别，各系统协调管理，效率提升30%+。利用5G的低时延，实现地 面对井下设备远程操控，极大的改善了矿工的工作环境，减少人员伤亡风险。 图3-3 5G智慧煤矿应用示意图 2 未来的发展空间 未来5年，国家要求2025年基本实现矿井智能化，使用开采的新技术、新工艺、新装备，实现矿井 的安全、绿色、智能开采。5G智慧煤矿大有可为，目前全国煤矿数量达5300座，仅山西省年产200万吨 17 IMT-2020(5G)推进组 5G应用创新发展白皮书 以上煤矿达568座，占全国比例10.7%，根据单个5G煤矿项目投资平均水平

48、估算，山西在5G煤矿上的投 入有望超50亿元。我国除山西矿区以外，还有平顶山矿区、六盘水矿区等，预计全国5G智慧煤矿的投 资将超过466亿元3。 3 面临的挑战 随着5G技术在智慧煤矿应用的不断深入，5G智慧煤矿有望迎来新一轮的发展机遇，同时也面临着 如下挑战： 煤炭行业对井下设备的本安防爆要求，对5G基站、终端设备的发射功率提出挑战，目前规范 要求井下基站设备发射功率小于6W，导致基站覆盖范围小。要求终端设备总功耗小于20W，分解到5G 模组，要求功耗小于510W，当前在上行大带宽满负荷发送的情况下，模组持续工作可能会导致功耗 高。 煤矿安全生产要求核心网故障时，业务不中断，目前5G核心网的

49、方案，还需要进一步探索如 何保证生产不间断及安全等问题。 井下煤矿的采煤机、支架等控制系统，大部分采用的是CAN总线，尚未演进到EHT技术，可靠 性要求99.999%。5G当前还尚无法满足控制系统的通信可靠性要求，需要进一步探索提升5G技术能力。 3.3 智慧港口 1 5G典型场景及价值 我国港口吞吐量稳居世界前列，通过5G实现港口自动化改造成为了当前的热点。在全球十大自动 化码头中，中国占据了4个，中国振华重工集团生产的岸桥、轨道吊等重型设备在集装箱码头全球市场 份额居于首位。与此同时，港口的多个业务场景对于网络的需求，与5G本身的特性是非常匹配的。5G 具有低延时、高可靠和大带宽的技术特点，而港口的远程操控、高清视频辅助控制以及复杂环境监控 等场景正是具有以上需求。考虑到港口的众多场景（以传统人工码头为主）并不具备有线网络部署能 力，5G与港口应用的结合变得非常必要。通过5G网络承载工业控制、高清视频传输、环境监控和离散 信息采集，并且攻克协议适配、流量整形和可靠性保障等难题，即可逐步实现自动化码头的无线化改 造以及传统人工码头的半自动化改造。因此，港口将很可能成为未来首批5G商业应用的地方。 一个典型的港口可分成六大业务场景，分别为船只进出港（货船将集装箱运至港口）、岸桥装卸 货（完成集装箱