“5G+工業互聯網”發展態勢研究

通信世界網消息（CWW）自2019年商用以來，5G與工業互聯網不斷融合創新。過去六年，我國“5G+工業互聯網”實現了“從0到1，再到N”的系統性突破，建成超7.5萬個5G行業虛擬專網、1200余個高水平5G工廠，工業5G模組產品全球占比超80%，40多項國際、國家、行業標準在研，31個省份均出臺支持政策，全國形成“東中西”梯次推進的發展格局。2025年，隨著5G-A、AI等技術與工業應用場景深入融合，“5G+工業互聯網”進入“技術迭代與應用深化雙重突破”的新階段。基于此，本文從技術、產業、應用三個層面分析“5G+工業互聯網”最新進展與未來發展趨勢，為相關領域研究與實踐提供參考。

面向工業的5G-A技術研究

5G-A作為5G向6G演進的關鍵階段，在進一步強化eMBB（增強移動寬帶）、uRLLC（超高可靠低時延通信）和mMTC（海量機器類通信）三大典型場景能力的基礎上，引入了通感一體化、無源物聯網（Passive IoT）、內生確定性等新技術與新特性，從而更精準地匹配復雜工業場景應用需求，有效打破工業連接瓶頸，構建覆蓋全生產要素與生產流程的高性能工業網絡，為人工智能技術在工業領域落地提供了良好的網絡基礎和數據流通環境。

確定性網絡

傳統網絡采用的“盡力而為”傳輸機制難以保障時延與抖動的確定性，而工業控制場景要求指令必須在毫秒級時延、極低抖動的條件下精準執行。5G-A通過深度融合時間敏感網絡（TSN）技術，并引入更精細的無線資源預留與調度策略，實現了端到端的高精度時鐘同步與微秒級時延抖動控制。

通信感知一體化

5G-A通感一體化技術使通信基站兼具信號傳輸與環境感知能力，能夠利用無線信號探測周邊目標的距離、速度與軌跡。在工業場景中，通感一體化可實現基于同一網絡的通信連接、高精度定位、軌跡跟蹤等功能。

上行超寬帶

在工業場景中，存在大量由終端向網絡側上傳數據的需求。5G-A通過靈活的幀結構設計與多頻段載波聚合等技術，將上行峰值速率從5G的1Gbit/s量級提升至10Gbit/s量級，可有效支撐多路8K工業視頻監控等大帶寬業務，保障人工智能分析所需的高質量原始數據的實時性與完整性。

超強物聯能力

為實現工業全要素的泛在連接，5G-A在終端成本與功耗方面進行了重點優化。其中，5G RedCap（輕量化）技術通過縮減終端帶寬與天線數量，顯著降低5G模組的成本與功耗，適用于工業傳感器、智能可穿戴設備等中高速率物聯場景。無源物聯網技術利用環境射頻能量為終端供電，實現了無電池供電、極低成本、超長壽命的連接，適用于資產監管與環境監測等海量連接場景，有望將連接密度提升至每平方千米千萬級。

超高可靠低時延

5G-A通過配置時隙配比互補的兩個時分雙工（TDD）載波，模擬頻分雙工（FDD）的全時隙連續傳輸特性，顯著降低空口時延。跨載波上下行聯合調度實現反饋和重傳的“零等待”，時延可控制在4ms（99.999%），助力工業場景實現高精度運動控制。

網絡內生智能

面對日益復雜的網絡和多元化的業務，傳統人工運維模式難免捉襟見肘。5G-A在網絡架構中內生集成人工智能與機器學習能力，讓工業自動化系統能夠便捷地管理和監控5G專網，賦能網絡實時感知業務意圖、預測負載變化、自動優化參數、智能分配切片資源，從而實現網絡的自主配置、動態優化與故障自愈，為不同工業應用提供差異化、確定性的服務質量（QoS）保障。

工業5G應用最新進展

應用落地走實走深

目前，我國“5G+工業互聯網”項目數量超2.3萬個，建成1200余個高水平5G工廠，已實現對全部41個工業大類、近90%工業中類的覆蓋；5G與工業控制系統融合創新，由單點控制應用邁向工廠級解決方案規模化部署；5G-A、AI加速融合，工業具身智能實現場景落地。例如，5G-A基站連接無源物聯設備，支持自動化盤點、傳感數據采集，可實現出入庫自動盤點、每日盤點、庫位級定位、物料區域跟蹤等。又如，在移動場景下，利用5G網絡的通信、感知能力，增強具身智能機器人環境感知能力，加速其在廠區物流、巡檢等場景應用落地；在固定場景下，視覺驅動的機械臂可進行抓取操作，并根據人工演示自學習、自運維。

應用領域加速拓展

我國首批“5G+工業互聯網”試點城市各自發揮區域優勢，形成差異化能力：南京、武漢提升終端供給能力，并開展工業6G技術預研；青島、深圳、廣州注重全產業鏈培育，積極開展中試驗證服務；上海、成都、沈陽輻射帶動周邊應用能力；蘇州、寧波重點打造公共服務能力。以南京市為例，該市高度重視供給能力提升，支持發布《工業5G終端發展報告》，大力扶植一批工業5G專網、工業5G網關、工業5G終端等融合設備制造企業，加快“工業5G+AI”裝備研發，推動工業5G具身智能機器人規模化發展。

工業5G產業最新進展

產業鏈整體情況

我國“5G+工業互聯網”產業鏈完備，基本實現“從無到有”，國內主流廠商模組產品全球市場占比超80%，工業5G模組價格較商用初期下降90%，終端設備達百款以上；但高端芯片、核心元器件以及定制化解決方案供給仍有不足，從“有”到“優與廉”仍有提升空間。毫米波產業、RedCap產業、AIoT產業等加速做大做優，輕量化核心網、工業UPF一體化等網絡設備價格仍有下探空間。

在工業5G終端設備方面，我國正在構建從超高速到極低速的全速率產品體系，但距規模化應用仍有一定距離。5G工業網關、CPE、巡檢機器人等工業5G終端入網產品超200款；5G-A AIoT無源物聯終端加快商用，我國已推出無源芯片、標簽樣機等相關產品。eRedCap、Ambient IoT標準加快研制，繼續精簡功能以降低成本和功耗，助力工業5G終端大規模普及。我國工業5G RedCap產品構成及占比如圖1所示。

圖1 我國工業5G RedCap產品構成及占比

5G機器人發展情況

5G云化機器人、工業5G具身智能機器人等新型終端涌現，此類終端依托“云邊端”協同架構，實現AI算法的本地化部署與實時響應。工業5G具身智能機器人基于“云邊端”協同架構，進一步強化“大小腦”協調性，面向理貨、巡檢、搬運、裝配等工業移動場景加速商用落地，品類不斷增多、形態日益豐富。在形態上，多款輪式5G具身智能機器人已應用于巡檢、搬運等場景，輪臂式機器人加快探索，人形機器人初步實現。例如，業界首款5G-A人形機器人基于5G-A網絡實現“云端大腦”實時控制、高精度定位，通過AI融合運控算法支持多場景復雜功能。

總結與展望

綜上所述，在技術層面，5G-A技術加速適配工業發展需求，無源物聯技術結合感知定位能力，將在工業資產、工具、物料管理中發揮重要作用；而對于工業控制的低時延、高可靠性需求，需要通過技術迭代分階段滿足。在產業層面，我國“5G+工業互聯網”產業鏈基本完備，工業5G終端全速率產品均有布局，5G云化機器人推動生產工具革新，一批工業5G具身智能機器人涌現。在應用層面，典型場景向更廣范圍、更深程度、更高水平拓展，應用范圍以“點、線、面”三個層次梯度推進。

未來，隨著IT、CT、OT、DT技術持續融合，傳統ISA-95五層架構將向“控—網—算”協同的三級扁平化架構演進，5G-A、TSN和AI等技術將持續賦能我國工業體系，加速培育新質生產力。在5G-A規模化應用的同時，6G技術在工業場景應用的預研工作也加速推進，聚焦更高精度運動軌跡規劃與遠程實時控制，為工業機器人、無人機巡檢等場景的能力躍升拓展空間。工業體系架構的重塑將引發“5G+工業互聯網”的深層變革，5G-A與AI融合將夯實智能技術底座，并成為未來發展新質生產力的核心路徑。