5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)觀察——應(yīng)用篇
5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是5G應(yīng)用的重要領(lǐng)域，前一篇《5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)觀察——政策篇》我們對(duì)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)政策進(jìn)行了整理和分析，本篇繼續(xù)從應(yīng)用的角度整理目前的典型場(chǎng)景和重點(diǎn)行業(yè)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。
（一）
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景分類
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要方法論和模型，通過(guò)將“人、機(jī)、物、系統(tǒng)”等進(jìn)行全面連接，構(gòu)建起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的全新制造和服務(wù)體系，為工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提供了實(shí)現(xiàn)途徑。那么工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具體都有哪些應(yīng)用呢？信通院根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外一千余個(gè)案例的統(tǒng)計(jì)分析，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用分為6大類、26小類應(yīng)用：(1)產(chǎn)品工藝研發(fā)：用戶交互、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與仿真、產(chǎn)品試制與驗(yàn)證、工藝與輔助制造。
(2)生產(chǎn)過(guò)程管控：排產(chǎn)與調(diào)度、物料管理、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、能耗與排放管理、安全生產(chǎn)管理
(3)經(jīng)營(yíng)管理模式：采購(gòu)管理、庫(kù)存管理、物流配送與運(yùn)輸管理、財(cái)務(wù)與人力管理、營(yíng)銷與客戶管理、運(yùn)營(yíng)管理決策
(4)運(yùn)維服務(wù)：設(shè)備資產(chǎn)運(yùn)維、產(chǎn)品后服務(wù)
(5)多環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化：生產(chǎn)管控一體化、供應(yīng)鏈一體化、產(chǎn)品全生命周期管理
(6)新模式新業(yè)態(tài)：協(xié)同設(shè)計(jì)與眾包眾創(chuàng)、制造資源共享與配置、C2M與規(guī)模化定制、金融物流等跨領(lǐng)域融通、基于平臺(tái)的新型交易
根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況的對(duì)比分析，信通院提出以下觀點(diǎn)：從相同點(diǎn)來(lái)看：生產(chǎn)管控、經(jīng)營(yíng)管理、運(yùn)維與服務(wù)幾大模式是國(guó)內(nèi)外共同追逐的熱點(diǎn)，但其中：國(guó)外基于較高的數(shù)字化基礎(chǔ)，在生產(chǎn)管控和經(jīng)營(yíng)管理領(lǐng)域開(kāi)展大數(shù)據(jù)建模的深層次優(yōu)化，我國(guó)兼顧數(shù)字化補(bǔ)課；設(shè)備運(yùn)維服務(wù)中，國(guó)外高價(jià)值設(shè)備+復(fù)雜分析應(yīng)用顯著領(lǐng)先我國(guó)。
從不同點(diǎn)來(lái)看：國(guó)外在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品工藝研發(fā)環(huán)節(jié)應(yīng)用全部領(lǐng)先我國(guó)；國(guó)內(nèi)在共享制造、個(gè)性化定制、產(chǎn)融創(chuàng)新等模式創(chuàng)新方面更為活躍。
（二）
5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場(chǎng)景和行業(yè)實(shí)踐
《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案》成果發(fā)布：2021年5月，發(fā)布第一批10個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景在5個(gè)重點(diǎn)行業(yè)的實(shí)踐(1)協(xié)同研發(fā)設(shè)計(jì)：包括遠(yuǎn)程研發(fā)實(shí)驗(yàn)和異地協(xié)同設(shè)計(jì)兩個(gè)環(huán)節(jié)，關(guān)鍵技術(shù)包括5G、AR/VR、數(shù)字孿生技術(shù)等。(2)遠(yuǎn)程設(shè)備操控：利用5G、自動(dòng)控制、邊緣計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)高清視頻的回傳，并將控制指令快速、準(zhǔn)確、可靠的發(fā)送給工業(yè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
(3)設(shè)備協(xié)同作業(yè)：通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行軌跡、工序完成情況等相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備協(xié)同工作方式優(yōu)化。
(4)柔性生產(chǎn)制造：通過(guò)5G替換有線的連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備連接無(wú)線化，減少布線成本，同時(shí)支持快速產(chǎn)線重構(gòu)和優(yōu)化。
(5)現(xiàn)場(chǎng)輔助裝備：利用5G、AR/VR、Pad等，采集現(xiàn)場(chǎng)圖像、視頻、聲音等數(shù)據(jù)，回傳云端處理生成輔助信息下發(fā)，提升現(xiàn)場(chǎng)操作人員的裝配水平。
(6)機(jī)器視覺(jué)質(zhì)檢：利用5G將工業(yè)相機(jī)采集物料/產(chǎn)品信息回傳，利用AI進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)物料/產(chǎn)品的缺陷檢測(cè)。
(7)設(shè)備故障診斷：利用5G實(shí)時(shí)采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行全周期監(jiān)測(cè)，并利用數(shù)據(jù)挖掘、AI技術(shù)進(jìn)行故障判斷和預(yù)測(cè)性維護(hù)。
(8)廠區(qū)智能物流：利用5G支持AGV、AMR、叉車等，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線配送和智能倉(cāng)儲(chǔ)等。
(9)無(wú)人智能巡檢：通過(guò)5G將巡檢機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等采集的現(xiàn)場(chǎng)視頻、語(yǔ)音、圖片等各項(xiàng)數(shù)據(jù)回傳，利用人工智能技術(shù)進(jìn)行分析。
(10)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)：利用5G將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、人員動(dòng)作、設(shè)備運(yùn)行等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，回傳至生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行高精度識(shí)別、自定義報(bào)警和區(qū)域監(jiān)控。
以上10個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景同時(shí)在5個(gè)重點(diǎn)行業(yè)得到應(yīng)用和實(shí)踐：
(1)電子設(shè)備制造業(yè)：華為、海爾、格力、中興等利用5G技術(shù)積極實(shí)踐柔性生產(chǎn)制造、現(xiàn)場(chǎng)輔助裝配、機(jī)器視覺(jué)質(zhì)檢、廠區(qū)智能物流等典型應(yīng)用場(chǎng)景，顯著提高了生產(chǎn)制造效率、降低了生產(chǎn)成本、提升了系統(tǒng)柔性，為電子設(shè)備制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)行了有益探索。
(2)裝備制造業(yè)：中國(guó)商飛、上海外高橋造船有限公司、三一重工、福田汽車等應(yīng)用5G技術(shù)積極探索協(xié)同研發(fā)設(shè)計(jì)、設(shè)備協(xié)同作業(yè)、現(xiàn)場(chǎng)輔助裝配、機(jī)器視覺(jué)質(zhì)檢、廠區(qū)智能物流等典型應(yīng)用，取得明顯成效，為裝備制造行業(yè)的高速發(fā)展注入新動(dòng)力。
(3)鋼鐵行業(yè)：華菱湘鋼、鞍鋼、寶鋼、馬鋼等應(yīng)用5G技術(shù)積極探索遠(yuǎn)程設(shè)備操控、機(jī)器視覺(jué)質(zhì)檢、設(shè)備故障診斷、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等典型應(yīng)用場(chǎng)景，覆蓋鋼鐵生產(chǎn)全流程，取得了提質(zhì)降本增效、綠色發(fā)展的顯著效果，推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)升級(jí)及行業(yè)轉(zhuǎn)型。
(4)采礦行業(yè)：新元煤礦、千業(yè)水泥、龐龐塔煤礦、鮑店煤礦等利用5G技術(shù)積極實(shí)踐遠(yuǎn)程設(shè)備操控、設(shè)備協(xié)同作業(yè)、無(wú)人智能巡檢、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等典型應(yīng)用場(chǎng)景，成效顯著。
(5)電力行業(yè)：中核集團(tuán)、國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)等利用5G技術(shù)，實(shí)踐在發(fā)電環(huán)節(jié)的現(xiàn)場(chǎng)輔助裝配、輸電環(huán)節(jié)的無(wú)人智能巡檢、配電環(huán)節(jié)的設(shè)備故障診斷、用電環(huán)節(jié)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等典型應(yīng)用場(chǎng)景，取得了明顯成效。
2021年11月，發(fā)布第二批10個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景和5個(gè)重點(diǎn)行業(yè)的實(shí)踐：
(1)生產(chǎn)單元模擬：基于5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，利用數(shù)字孿生、人工智能等技術(shù)建設(shè)虛擬生產(chǎn)單元，模擬、仿真、分析物理生產(chǎn)單元運(yùn)行過(guò)程，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能預(yù)測(cè)、生產(chǎn)優(yōu)化和精確管控
(2)精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)作業(yè)：5G結(jié)合北斗定位能力，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的位置和姿態(tài)精準(zhǔn)測(cè)量，根據(jù)生產(chǎn)需要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，提升作業(yè)精度和自動(dòng)化水平。
(3)生產(chǎn)能效管控：利用5G大連接技術(shù)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量能效數(shù)據(jù)、排放數(shù)據(jù)的秒級(jí)采集，結(jié)合人工智能技術(shù)分析，優(yōu)化生產(chǎn)能效，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
(4)工藝合規(guī)校驗(yàn)：5G+機(jī)器視覺(jué)+人工智能，采集實(shí)際生產(chǎn)工序各項(xiàng)數(shù)據(jù)和操作行為，與標(biāo)準(zhǔn)工藝流程對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)配料錯(cuò)誤、危險(xiǎn)操作等自動(dòng)告警。
(5)生產(chǎn)過(guò)程溯源：5G與區(qū)塊鏈、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)結(jié)合，將生產(chǎn)過(guò)程中人、機(jī)、料等信息掛了，實(shí)時(shí)追溯產(chǎn)品批次、品質(zhì)等信息，輔助動(dòng)態(tài)調(diào)整工業(yè)參數(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
(6)設(shè)備預(yù)測(cè)維護(hù)：將生產(chǎn)設(shè)備接入5G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備性能和狀態(tài)，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)的提前預(yù)判，故障的提前預(yù)警。
(7)廠區(qū)智能理貨：部署基于5G網(wǎng)絡(luò)的掃碼槍，工業(yè)相機(jī)等信息采集終端，識(shí)別貨物標(biāo)識(shí)、外觀、尺寸等信息，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)貨物盤點(diǎn)、碼放、分揀、倉(cāng)儲(chǔ)的自動(dòng)化、智能化。
(8)全域物流監(jiān)測(cè)：利用5G實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析大范圍物流運(yùn)輸途中車輛、貨物、人員等音視頻信息，保障冷鏈、保稅品、危化品運(yùn)輸安全。
(9)虛擬現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)：5G+AR/VR，構(gòu)建產(chǎn)品展示、售后服務(wù)、技能培訓(xùn)等環(huán)境，優(yōu)化客戶體驗(yàn)。
(10)企業(yè)協(xié)同合作：綜合運(yùn)用5G、邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)、產(chǎn)品、服務(wù)等要素產(chǎn)溝通流動(dòng)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)協(xié)作優(yōu)化、供需匹配。
以上十個(gè)典型應(yīng)用在5個(gè)重點(diǎn)行業(yè)得到實(shí)踐：
(1)石化化工：新華粵石化、星火有機(jī)硅、中海油、揚(yáng)子石化等企業(yè)將5G技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)單元模擬、生產(chǎn)能效管控、設(shè)備預(yù)測(cè)維護(hù)、全域物流監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景，顯著提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，優(yōu)化了生產(chǎn)要素配置，提升了企業(yè)安全管理水平，為行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型起到了積極促進(jìn)作用。
(2)建材行業(yè)：良瓷科技、海螺集團(tuán)、陜西聲威建材、泰山玻纖等企業(yè)利用5G技術(shù)開(kāi)展了生產(chǎn)單元模擬、廠區(qū)智能理貨、生產(chǎn)過(guò)程溯源、精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)作業(yè)等典型應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)踐，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，提升了生產(chǎn)效率，效果明顯。
(3)港口行業(yè)：媽灣港、青島港、黃驊港、天津港等港口利用5G技術(shù)積極實(shí)踐生產(chǎn)單元模擬、生產(chǎn)能效管控、精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)作業(yè)、廠區(qū)智能理貨等典型應(yīng)用場(chǎng)景，提高了港口作業(yè)效率，降低了人工成本，取得了明顯成效。
(4)紡織行業(yè)：雅戈?duì)柤瘓F(tuán)、艾萊依集團(tuán)、恒申集團(tuán)、新鳳鳴集團(tuán)等企業(yè)利用5G技術(shù)，開(kāi)展了生產(chǎn)單元模擬、工藝合規(guī)校驗(yàn)、生產(chǎn)過(guò)程溯源、企業(yè)協(xié)同合作等典型場(chǎng)景的實(shí)踐，極大提高了行業(yè)的數(shù)字化水平。
(5)家電行業(yè)：老板電器、美的洗滌電器、海爾集團(tuán)、創(chuàng)維集團(tuán)等企業(yè)應(yīng)用5G技術(shù)積極探索生產(chǎn)單元模擬、精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)作業(yè)、虛擬現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)等典型應(yīng)用場(chǎng)景，顯著提升企業(yè)數(shù)字化、智能化水平，推動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)模式和產(chǎn)業(yè)組織方式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)降本增效，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
實(shí)際上，除了工信部發(fā)布了兩批共20個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景，以及在10個(gè)重點(diǎn)行業(yè)中的實(shí)踐案例之外，各工業(yè)先進(jìn)省份如浙江省發(fā)布30個(gè)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用案例、江西省25個(gè)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用和案例等。
（三）
5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)行業(yè)和價(jià)值場(chǎng)景
基于以上20個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)6大類應(yīng)用劃分，我們做了以下對(duì)應(yīng)關(guān)系：|
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用類別
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5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景
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產(chǎn)品工藝研發(fā)
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協(xié)同研發(fā)設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)作業(yè)
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生產(chǎn)過(guò)程管控
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遠(yuǎn)程設(shè)備操控、設(shè)備協(xié)同作業(yè)、現(xiàn)場(chǎng)輔助裝配、機(jī)器視覺(jué)質(zhì)檢、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、設(shè)備預(yù)測(cè)維護(hù)、生產(chǎn)過(guò)程溯源、工藝合規(guī)校驗(yàn)、生產(chǎn)能效管控
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經(jīng)營(yíng)管理模式
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廠區(qū)智能物流、全域物流監(jiān)測(cè)、廠區(qū)智能理貨
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運(yùn)維服務(wù)
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設(shè)備故障診斷、無(wú)人智能巡檢、虛擬現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)
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多環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化
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生產(chǎn)單元模擬
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新模式新業(yè)態(tài)
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柔性生產(chǎn)制造、企業(yè)協(xié)同合作
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可見(jiàn)，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景涵蓋了全部6類，在生產(chǎn)過(guò)程管控中應(yīng)用場(chǎng)景最多，也符合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本身的應(yīng)用熱點(diǎn)。
從行業(yè)來(lái)看，十個(gè)重點(diǎn)行業(yè)如下：電子設(shè)備制造業(yè)、裝備制造業(yè)、鋼鐵行業(yè)、采礦行業(yè)、電力行業(yè)、石化化工行業(yè)、建材行業(yè)、港口行業(yè)、紡織行業(yè)、家電行業(yè)。這十個(gè)行業(yè)和《5G全連接工廠建設(shè)指南》給出的重點(diǎn)建設(shè)行業(yè)完全一致。
可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)幾年的探索實(shí)踐，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重點(diǎn)行業(yè)已經(jīng)逐漸聚焦到7個(gè)工業(yè)制造行業(yè)和港口、電力、礦山3個(gè)泛工業(yè)場(chǎng)景。
從應(yīng)用的角度來(lái)看，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)技術(shù)層面5G和人工智能、AR/VR的結(jié)合緊密，后兩者技術(shù)衍生的應(yīng)用均需要5G提供的大帶寬連接能力和移動(dòng)部署特性。
(2)5G是目前所有無(wú)線技術(shù)中，同時(shí)支持大連接、高帶寬和移動(dòng)性的比較好的技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)管控環(huán)節(jié)能夠得到更好應(yīng)用。
(3)遠(yuǎn)程操控類場(chǎng)景需要高可靠的通信服務(wù)，5G是目前無(wú)線技術(shù)中更佳的選擇。
結(jié)合當(dāng)前5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的情況和5G技術(shù)本身的成熟度來(lái)看，我們認(rèn)為比較具有價(jià)值的場(chǎng)景主要有以下幾個(gè)方面：
(1)5G+機(jī)器視覺(jué)質(zhì)檢：利用機(jī)器視覺(jué)的質(zhì)檢是人工智能領(lǐng)域最大的應(yīng)用領(lǐng)域，因此有大量的需求，而5G在舊產(chǎn)線改造或者新產(chǎn)線柔性部署中具有很好的優(yōu)勢(shì)。
(2)5G+大規(guī)模工業(yè)數(shù)采：通過(guò)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集，結(jié)合產(chǎn)品產(chǎn)能、質(zhì)量等數(shù)據(jù)，可以對(duì)生產(chǎn)工藝優(yōu)化、品質(zhì)管控、排產(chǎn)等起到很好的效果，而5G支持的大帶寬傳輸和柔性化部署能滿足大多數(shù)場(chǎng)景的部署要求。
(3)5G+AGV產(chǎn)線/工廠物流：高度自動(dòng)化的工廠需要有智能的物流體系，通過(guò)AGV、AMR、叉車等無(wú)人送貨小車將物料、半成品、成品配送到工位和倉(cāng)庫(kù)能大幅提高生產(chǎn)效率，而移動(dòng)場(chǎng)景是5G的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。
(4)5G+AR輔助：裝配、維護(hù)、生產(chǎn)安全監(jiān)控等各個(gè)環(huán)節(jié)都可以借助AR輔助來(lái)提高效率、降低危險(xiǎn)事故的發(fā)生，5G和AR的結(jié)合能充分發(fā)揮5G的移動(dòng)性、高帶寬特性。
當(dāng)然，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用還在快速發(fā)展過(guò)程中，隨著裝備的5G升級(jí)、5G自身性能的提高，會(huì)有更多的價(jià)值場(chǎng)景涌現(xiàn)，幫助實(shí)現(xiàn)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
審核編輯 ：李倩
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