面向新型工业化的5G-A×AI技术白皮书

前言PREFACE 工业是国家综合国力的体现和经济增长的引擎，也是技术创新的主战场，党的二十大提出到2035年基本实现新型工业化。工业互联网是新型工业化的重要组成部分，工信部等部委要求加快5G等新型信息基础设施建设和应用，推动人工智能技术与工业深度融合和创新发展，加速数字化转型步伐，构建智能制造新生态， 中国移动锚定“世界一流信息服务科技创新公司”发展定位，以科技创新打造新质生产力，推动现代化产业体系建设。本白皮书旨在面向新型工业化发展，系统闸述了5G-A与AI融合创新的核心理念与关键技术。5G-A和A技术相乘实现双向赋能，从叠加使用到互促倍增，一方面将人工智能能力融入移动网络，实现5G-A智能化，供给工业应用的数据和连接基础：另一方面为工业互联网注入智能基因，助力工业实现数智化革新升级，并反哺拉动5G-A网络需求，中国移动秉承以终为始、选代研发、敏捷运营的原则，推动5G-A×AI技术的快速演进，助力终端、网络、平台、安全等产品能力的优化，赋能工业生产实践，实现技术与应用的共生共进。 未来，中国移动将联合产业合作伙伴持续进行探索与实践，发挥5G-A×AI的倍增作用，加快推进新型工业化，为推进中国式现代化作出新的更大责献。 目录CONTENTS 01 面向新型工业化的5G-A与AI发展概述01 1.1国家改策021.25G-A与AI产业发展态势03 02 5G-A×AI赋能新型工业化发展理念 2.1核心理念052.2实施方法-06 03 AI赋能的5G-A关键技术07 3.1新型智联底座08 3.1.1 RedCap083.1.2无源物联-3.1.3确定性3.1.4固移融合 3.2新型智能中枢15 3.2.1算网控智—体3.2.2智能网业协同3.2.3云边端智能协同 3.3新型智享业态21 3.3.1质量管家213.3.2多维定位223.3.3通感一体24 04 AI赋能的工业应用关键技术25 4.1判别式人工智能-27 4.1.1 Al+工业安监274.1.2 AI+工业质检62 4.2生成式人工智能---30 4.2.1 AI+工业设计--314.2.2AI+行业知识助手32 4.3决策式人工智能-34 4.3.1AI+物流运输优化4.3.2AI+设备预测性维护35 05 发展展望37 缩略语列表 01面向新型工业化的5G-A与AI发展概述 1.1国家政策 工业是国家综合国力的体现和经济增长的引擎，也是技术创新的主战场。党的二十大报告提出，要坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、网络强国、数字中国，到二O三五年，基本实现新型工业化。 自2019年5G规模商用以来，我国通过政策引导、建设指引、试点示范等措施，持续推进5G在垂直行业的应用工信部在2019年印发《*5G+工业互联网”512工程推进方案》，2021年分两批共发布20个典型应用场景和10个重点行业实践案例，2022年发布《5G全连接工厂建设指南》，2023年印发《“5G+工业互联网”融合应用先导区试点建设指南》，系列政策为开展5G工厂建设提供了指导，推动“5G+工业互联网”由起步探索阶段迈向深耕细作、规模化发展的关键阶段。现阶段，“5G+工业互联网已取得了显著成果，截至2024年10月，我国5G+工业互联网项目数已超过1.5万个，5G行业应用已覆盖76个国民经济行业大类叫， 当前，人工智能技术正在驱动生产方式变革，国家积极推动人工智能和工业互联网的融合，先后出台《工业和信息化部等七部门关于推动未来产业创新发展的实施意见》《国家人工智能产业综合标准化体系建设指南（2024版）》《工业和信息化部办公厅关于组织开展人工智能赋能新型工业化典型应用案例征集工作的通知》，指出应充分发挥我国工业体系完整、产业规模庞大、应用场景丰富等优势，以人工智能和制造业深度融合为主线，以智能制造为主攻方向，以场景应用为牵引，推动制造业智能化转型、高水平赋能工业制造体系，为高质量发展提供新动能。 随着以数字经济为重要引擎的新一轮产业革命不断推进，5G+工业互联网”已经应用到原材料、装备制造业等国民经济重点行业，随着A技术的持续飞跃，可以预见，未来5G与AI的融合将开启工业互联网应用的新纪元，引领产业迈向前所未有的数字化、智能化新时代， 1.25G-A与AI产业发展态势 5G-A，即5G-Advanced，是5G技术的演进和增强版本，正展现出蓬勃的发展态势，不仅在网络速度、时延、连接密度等关键性能指标上实现了显著提升，还引入了诸如通感一体、无源物联、内生智能等创新技术，为众多行业提供了更为丰富的应用场景和更强大的技术支持。随着2024年5G-A商用元年的到来，全球范围内的运营商和科技企业都在加速推进5G-A的技术研发和应用，5G-A已开始推动多行业的数智化转型升级，在智能制造领域，5G-A无源物联、确定网络、RedCap等技术进一步加强移动蜂窝向工业核心生产环节渗透，实现工厂多层级高可靠、低成本、高效率的网络供给，助力柔性化生产、智能化管理：在智能电力领域，5G-A通感一体技术助力电力电网沿线异物闯入预警、无人机避障、低空监管等，实现电力电网的实时响应、精准监测和高效管理：在智意物流领域，5G-A多维定位能力实现货物的精准追踪和定位，辅助优化初流路径，提高物流运和管理效率，5G-A将成为推动数学经济发展的重要力量，助力各行客业实现更高效、更智能的生产和服务。 人工智能（AI）技术作为当代科技的璀璨明珠，依托深度学习、自然语言处理及机器视觉等先进技术，已在医疗、教育、金融等多个领域展现其强大力量，实现数据处理、模式识别与智能决策的飞跃。在新型工业化进程中，人工智能基手判别式、生成式、决策式三类技术扮演了核心驱动角色，针对工业领域，人工智能通过设备智能检测、优化生产流程、提升质量控制、预测维护需求等应用，显著提升了工业生产的智能化水平，利用大数据分析预测市场需求，实现供应链的精准管理；通过机器视觉技术，对生产线上的产品进行实时质量检测，确保产品品质的稳定性；同时，结合5G-A技术，实现设备间的高效通信与协同，推动智能制造的深入发展。人工智能技术通过多个方面赋能新型工业化，为行业注入强大的创新活力，推动工业领实现高质量发展， 在现代工业领减，5G-A与A的融合正在引领一场新的技术革命，推动制造业等行业问更高效、更智能的方向发展。一方面是AI的引入可以激发5G-A网络潜能，提升5G传输效率、实现智能网络管理，使5G更好地服务于垂直行业；另一方面是5G-A网络对AI应用的支撑，5G-A网络作为靠近生产要素的节点，具备更好的移动性、实时性、隐私性和端边协同的优势，可以为不同行业AI应用提供基础设施。随看新型工业化的推进，5G-A与A的融合应用场最将进一步丰富，推动工业领域迈向更加智能化的未来。 5G-AXAI赋能新型工业化发展理念 核心理念 面向“新型工业化”战路，中国移动引领5G-A技术演进，强化九天大模型等AI基础，推动人工智能融入移动网络，实现5G-A智能化，供给工业应用的数据和连接基础，同时为工业互联网注入智能基因，助力工业实现数智化革新升级。 AI赋能5G-A网络持续演进：通过对5G网络架构的优化调整以及网络能力的增强，提供更高效、更高质量的智联底座，网业协同、高效运行的智能中枢和使捷使能、一网多用的智享业态，满足工业行业客户不同场景的差异化需求，推动工业互联网应用向更深、更广领域迈进； AI赋能工业应用升级发展：全方位推动工业智能化发展，借助5G-A构建的生产要素连接，依托判别式人工智能、生成式人工智能、决策式人工智能技术的演进，增强工业场景中生产管控、研发设计、经营优化等应用拓展，推动工业智能的应用从点状识别类向综合智能类扩展演进， 2.2实施方法 在5G-A×A技术与工业应用深度融合实践的过程中，中国移动秉承以终为始、选代研发、敏捷运营的实施方法，推动创新技术到应用的快速循环。 第一，以终为始，深入分析工业场录需求，持续收集用户反馈，并适度保持技术领先，精准把握5G-A、AI等技术的发展方向， 第二，选代研发，基于技术演进，快速选代终端、网络、平台、安全等产品，实现技术能力的持续选代与交付。 第三，敏捷运营，建立实践中的评估机制，通过数据持续驱动5G-A、AI等技术的优化，形成技术、产品、应用互促共进的良性循环， AI赋能的5G-A关键技术 3.1新型智联底座 5G凭借其超高速率、大容量和低延迟的特性，实现了更广泛、更便捷的连接，5G-A的RedCap、无源物联、确定性网络、固移融合等技术共同构建了新型工业智能互联的基础底座，进一步提升工业通信的效率、可靠性和灵活性，降低成本，为工业数智化转型提供坚实支撑，推动制造业向更高效率、更高质量的方向发展。 3.1.1RedCap 随着5G的商用与发展，5G终端价格为5G在各行业的落地普及带来了挑战，其中并非所有场最都需要5G的全部功能，特别是在物联网、消费电子、工业制造等领域，通常对成本敏感，且需满足低功耗、低时延和高可靠性等要求，5G现有能力超出了实际应用需求，进而存在降低终端成本的需求，因此，产业界提出在5G网络中研究性能与成本的平衡，3GPP由此在R17中提出了5G轻量级（reduced-capability，RedCap）终端，在确保业务需求及性能的前提下，通过能力裁剪，达到终端成本降低、尺寸极致、功耗减少等效果，有助于推动5G终端规模应用、扩大5G生态系统和应用场景。 RedCap是5G-A的标志性技术，通过终端轻量化设计大幅降低5G成本，同时提供高速率、大连接能力，填补了5G在中高速物联网应用中的空白，使5G面向各类物联网应用需求形成了具备低、中、高、超高分档分级能力的完备技术承载体系。 5G、RedCap与4GCat4、Cat1/1bis的技术指标对比，见表1，相比5G，RedCap通过缩减最大带宽（100MHz→20MHz），减少收发天线数目（最低1T1R）、降低调制阶数（上/下行64QAM）等手段，有效降低终端成本和功耗，根据3GPPTR38.875协议，相比5GNR，RedCap终端复杂度降低约60%，相比4G，RedCap除上下行速率优于Cat4终端外，还具备两方面技术优势，一是RedCap支持多BWP动态配置，可充分发挥5G大带宽、高容量的优势，小区上/下行容量约为4G的718倍：二是RedCap可继承5G低时延、高可靠、安全隔离等优势，满足客户本地业务分流、切片业务隔离等多样化需求。 中国移动携手产业链伙伴形成RedCap典型行业解决方案及标杆案例，在智能安防领域，RedCap支持动态调整BWP个数，灵活利用5G网络大带宽资源，提高频谱利用效率、提升小区上行容量，满足视频监控场景的上行大流量需求，在万华化学工厂上线300+路RedCap摄像头，实现人员门岗监控、物流仓储等区域视频安防管理：在电子制造领域，通过RedCap有效实现低成本无线部署，并支持5GLAN、UPF下沉等，实现数据不出园区。在微网优联全工厂已规模化应用RedCap网关超50台，连接150余台生产设备，并实现各工序跟产线MES系统互联互通。 3.1.2无源物联 随着产业数字化的深入推进，企业对人员、资产、物料、产品等全生产要素、全生命周期的智能化、自动化、可视化管理需求日益迫切。当前，多数企业已通过条码、二维码、RFID等手段初步实现行业要系信息化，但现有技术在海量数据感知、极低功耗传输、超低成本部署等方面面临挑战，产业呼唤物联网新技术、新产品、新业务、新生态。 中国移动创新提出无源物联网技术演进路线，实现从传统的“单点读取”向“网络覆盖”“智能无源”的跨越式发展，可分为一体式无源1.0，组网式无源2.0，蜂窝式无源3.0、智能化无源4.0四个阶段，最终打造全程全网全域的“AI+通感识”服务能力，支持全生产要素-全流程-全生命周期的智能化管理，构建方物互联新业态。 无源1.0阶段的特点是“