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| 編輯推薦： |
讲述了我国5G产业发展具有的独特优势、5G框架下的智能制造的实现方式、5G赋能智能制造的典型应用场景、挑战及机遇；
联通云、硅谷机器人协会、国际智能制造联盟专家委员会、联合国工业发展组织中加创新中心、海尔集团、三一集团树根互联、中国联通、中国电信研究院、尚品宅配、*、诺基亚等机构的专家提供智力支持；
工业和信息化部原部长李毅中、中国工程院院士邬贺铨和刘韵洁、海尔董事局主-席张瑞敏作序推荐。
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| 內容簡介： |
自2019年6月工业和信息化信部正式发放5G商用牌照以来，5G技术应用成为社会热门话题。而智能制造是如今全球发展的共识，如何利用5G技术赋能智能制造，对于面临转型升级的制造业至关重要。
《国之重器出版工程 5G赋能智能制造》首先讲述了什么是5G、5G在全球的发展及其影响力，然后讲述了智能制造和5G产业的发展、5G框架下的智能制造实现、5G赋能智能制造的典型应用场景，*后讲述了5G技术的机遇、挑战及未来展望。《国之重器出版工程 5G赋能智能制造》深入介绍了5G技术应用于智能制造所涉及的多个方面，包括智能制造的前端、生产端、终端，为制造企业的智能化升级提供了有效的指导。
《国之重器出版工程 5G赋能智能制造》适合政府机构产业政策制定者、制造业从业者及科研机构人员阅读。同时，本书也可供高等院校相关专业的师生参考。
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| 關於作者： |
杨军
智能制造专家，加拿大西安大略大学机械工程、材料工程及生物医学工程专业教授，加拿大工程院院士，注册工程师，加拿大第1个工业4.0研发项目（WIN 4.0-Westerns Industry 4.0 Network）的中心主任。
同时，杨军院士还兼任国际智能制造联盟专家委员会委员、联合国工业发展组织智能制造促进中心专家委员会委员，其研究领域包括智能制造、工业互联网、物联网、声学工程、印刷电子、柔性电子、生物仪器等。杨军院士在以上研究领域的国际一-流杂志等刊物发表过160多篇论文，拥有26项授-权或在审专利，100多次受邀在重要学术会议、研讨会和学术机构做报告，获得过多个专业领域的奖项，研究成果被许多世界主流的学术机构和新闻媒体广泛报道。
杨军院士坚持学以致用，有丰富的技术转化和帮助中小企业产业升级的经验。
徐亭杨军
智能制造专家，加拿大西安大略大学机械工程、材料工程及生物医学工程专业教授，加拿大工程院院士，注册工程师，加拿大第1个工业4.0研发项目（WIN 4.0-Westerns Industry 4.0 Network）的中心主任。
同时，杨军院士还兼任国际智能制造联盟专家委员会委员、联合国工业发展组织智能制造促进中心专家委员会委员，其研究领域包括智能制造、工业互联网、物联网、声学工程、印刷电子、柔性电子、生物仪器等。杨军院士在以上研究领域的国际一-流杂志等刊物发表过160多篇论文，拥有26项授-权或在审专利，100多次受邀在重要学术会议、研讨会和学术机构做报告，获得过多个专业领域的奖项，研究成果被许多世界主流的学术机构和新闻媒体广泛报道。
杨军院士坚持学以致用，有丰富的技术转化和帮助中小企业产业升级的经验。
徐亭
数字经营专家，中国电子商会人工智能委员会联席会长，上袭公司董事长兼首-席数字官；兼任上海外国语大学兼职教授、创业导师，济南大学人工智能研究院联席院长，中科华数信息科技研究院联席院长，IHETT智能 产业融合高端智库）创始人。
社会兼职：联合国工业发展组织上海国际智能制造促进中心专家委员会委员，中国互联网协会互联网 研究咨询中心创始发起人，中国科技新闻学会大数据高-级顾问，2020大数据科技传播与应用高峰论坛组委会副主任，人民邮电出版社智能 产业融合系列丛书编委会主任，电子工业出版社大数据及人工智能产教融合系列丛书编委会副主任，曾受邀为上海财经大学、华中农业大学、青岛科技大学等高校为研究生和企业家学员做专题报告。
张东星
工学博士，目前在加拿大西安大略大学从事智能制造相关领域的研究，研究内容包括5G驱动下的智能制造、精准材料的智能设计制备、3D打印无绳机器人及微纳打印血管机器人等，在先进制造领域积累了丰富的科研成果。
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| 目錄：
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第1章 5G揭开时代新篇章 001
1.1 什么是5G 003
1.1.1 移动通信技术的五次迭代 003
1.1.2 通信标准的演变 005
1.1.3 从MBB到eMBB 008
1.1.4 中国的无线通信进程 010
1.1.5 我国主流电信运营商的思考 011
1.2 5G在全球的发展 017
1.2.1 欧盟：METIS与5G PPP 017
1.2.2 中国：IMT-2020推进组 018
1.2.3 日本：ARIB 2020与Beyond Ad Hoc 020
1.2.4 韩国：5G Forum与GIGA Korea 021
1.2.5 英国：5GIC 021
1.2.6 其他国家 022
第2章 智能制造与中国的5G 023
2.1 智能制造 025
2.2 德国：工业4.0 031
2.2.1 德国工业4.0的发展历史 031
2.2.2 德国工业4.0的发展目标 032
2.2.3 德国工业4.0的发展路径 032
2.3 美国：先进制造业计划 039
2.3.1 美国先进制造业计划的发展历史 039
2.3.2 美国先进制造业计划的发展目标 040
2.3.3 美国先进制造业计划的发展路径 043
2.4 中国：中国制造2025 047
2.4.1 中国制造2025的发展历史 047
2.4.2 中国制造2025的发展目标 048
2.4.3 中国制造2025的发展路径 049
2.5 新一代信息技术赋能产业转型 052
2.5.1 信息化水平的跃迁带动制造业跨过四大阶段 052
2.5.2 每一代制造业的背后都有不同的技术机理 053
2.5.3 5G在智能制造升级中扮演核心角色 055
2.5.4 5G是居于关键地位的新一代信息技术之一 057
2.6 我国5G产业发展的独特优势 058
2.6.1 政府积极推动5G行业的发展 058
2.6.2 我国将是全球最大的5G市场 059
2.6.3 部分市场简介 060
2.6.4 5G产业的资金和具有国际竞争优势的产业链 069
第3章 5G框架下的智能制造实现 075
3.1 拥抱CPMS是智能制造实施的基础 077
3.2 以IIoT为核心的智能制造对5G的迫切需求 080
3.2.1 eMBB是高效数据传输的前提 082
3.2.2 URLLC是数据可靠性的保证 083
3.2.3 智能制造要积极应对爆发式mMTC 086
3.2.4 抗干扰的许可频谱 088
3.2.5 智能制造需要一个可扩展的通信网络 089
3.2.6 工业以太网和时间敏感网络（TSN）集成 090
3.2.7 保持部件局域化本地化 091
3.2.8 智能制造实施过程中必须保证通信环节的安全性 092
3.3 5G赋能智能制造总体架构 092
3.3.1 智能制造架构逻辑关系 094
3.3.2 未来智能制造以智能工厂为重要组成单元 095
3.3.3 5G引领未来智能制造生态链 098
3.4 5G赋能智能制造关键技术及模块 099
3.4.1 5G工业网络相关技术 099
3.4.2 5G工业互联网 106
3.4.3 智能制造技术 116
3.4.4 新兴技术及趋势简要概述 134
3.5 5G赋能智能制造模式升级 135
第4章 5G赋能智能制造的典型应用场景 139
4.1 应用场景概述 141
4.2 智能制造前端 143
4.2.1 5G与C2M模式 143
4.2.2 5G与数字化采购方案 144
4.2.3 5G与管理培训 146
4.2.4 5G与协同设计 147
4.2.5 5G与定制新模式 149
4.2.6 5G感知生产全流程 150
4.3 智能制造生产端 151
4.3.1 智能制造系统解决方案 151
4.3.2 5G与智能排产 152
4.3.3 5G与柔性生产 155
4.3.4 5G与人机协同生产 157
4.3.5 基于5G的设备运维及状态预警 159
4.3.6 5G与智能工厂 160
4.4 智能制造终端 162
4.4.1 5G与智慧仓储 162
4.4.2 5G与智能物流 164
4.4.3 5G与智能质检 167
4.4.4 5G与产品售后追踪 169
第5章 5G赋能智能制造的挑战和机遇 171
5.1 5G网络部署的难点和我国的策略选择 173
5.1.1 高昂的5G网络基础建设成本 173
5.1.2 非独立组网架构和独立组网架构的选择路径 177
5.1.3 Sub-6G厘米波和毫米波：美国和中国的选择不同 179
5.1.4 中国5G建设的策略选择 180
5.2 5G私有网络：解放企业应用的束缚 181
5.2.1 5G私有网络的安全性取决于在哪里处理数据 182
5.2.2 适用于工业的5G：从降低成本到流程改造 182
5.2.3 Wi-Fi和LTE占有一席之地 185
5.2.4 5G私有网络实施的温床 186
5.2.5 消费者的可选项和制造商的必选项 188
5.2.6 5G私有网络紧随自动专用交换机的脚步 189
5.2.7 可以选择用于5G私有网络的频谱 190
5.2.8 5G私有网络的前景 190
5.3 5G智能制造时代必不可少的AI 边缘计算 191
5.3.1 将AI推向5G的边缘 191
5.3.2 为新的网络应用定义AI和边缘计算 192
5.3.3 AI MEC将兑现5G的承诺和愿景 193
5.3.4 动态网络切片将增强高效的5G 195
5.3.5 应对挑战：如何从愿景变为现实 195
5.3.6 早期企业边缘部署需要考虑的事情 197
5.4 O-RAN为5G网络架构创造更多可能 197
5.4.1 O-RAN和智能制造的结合 199
5.4.2 O-RAN面临的挑战 200
5.5 安全性：企业应用5G智能制造的首要考虑因素 201
5.5.1 5G智能制造面临的安全挑战 202
5.5.2 确保5G智能制造安全的途径 206
5.6 5G赋能智能制造：挑战与机遇共存 206
5.6.1 是行业 5G，还是5G 行业 207
5.6.2 数据安全和隐私 208
5.6.3 过于看重技术 209
5.6.4 缺乏可靠的商业案例 210
5.6.5 零碎的内部支持和缺乏资金 210
5.6.6 保持简单和易用：项目成功的必要条件 211
第6章 5G赋能智能制造将主导工业4.0 213
6.1 5G将开启未来工业新模式 215
6.2 5G和物联网的融合：实施智能制造的最优路径 217
6.3 积极部署智能制造系统 217
6.4 网络安全将变得更加重要 218
6.5 5G赋能的智能制造模式将打造全新的集成工业生态系统 219
跋 223
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推荐序一
2019年6月，工业和信息化部正式发放了5G商用牌照，标志着我国进入5G商用时代。如今，5G技术的应用已成为社会热门话题，智能制造成为全球发展共识，而工业互联网是5G的主要应用领域。与4G相比，5G技术有哪些优势？在工业中到底有哪些实际应用场景？如何协助智能工厂的部署实施？作为公共的蜂窝网络，5G又如何应用在以局域网为主的工厂中？总之，如何利用5G技术赋能智能制造，对于面临转型升级的制造业来说至关重要。杨军院士等人创作的这本《5G赋能智能制造》对上述疑问进行了系统的解答。智能制造对无线通信技术的要求更高，而5G所具有的大带宽、高速率、低时延、高可靠、密连接、广覆盖等突出优势可以契合智能制造的通信需求。
在智能制造过程中，5G网络可以实现云平台和工厂生产设施的实时通信，满足海量传感器与人工智能平台的信息交互。一方面，5G通信技术可以使智能制造闭环控制系统中传感器的数据应采尽采，以超高速率、极低时延的方式进行传递，最终完成高精度生产作业，使控制更智能、制造更精准、检测更精细、运行更可靠。另一方面，以5G通信网络的海量连接能力作为支撑，工厂中自动化控制系统和传感系统的工作范围可达几百平方千米到几万平方千米，构建人、机、料、法、环统一的互联网络。这对于推动工业互联网的升级及智能制造的深化转型有着积极的意义。
如今，发展数字经济、数字工业已经成为世界潮流，更是国家战略。《中国制造2025》明确指出，智能制造已成为我国先进制造业的主攻方向。发达国家凭借高科技重振制造业以抢占制高点，发展中国家凭借低成本进入制造业中低端，我们经受着双重挑战。近十多年来，我国工业、制造业数字化转型取得了明显的成效，众包众创研发设计，数字化、网络化精准、柔性、协同制造，现代化、智能化生产服务正在推进，但与国际先进水平相比还有不小差距，存在巨大的挖掘潜力。
未来10～20年是我国制造业实现由大到强的关键时期，也是我国制造业实施质量变革、效率变革、动力变革的关键时期。新一轮的科技革命与产业变革，也必将带来千载难逢的战略机遇。持续深入开展数字产业化、产业数字化已成为共识。我们要以智能制造为主攻方向，科学研究制定我国智能制造发展战略，坚持创新发展、跨界融合，围绕产业链部署创新链，围绕创新链完善资金链，形成经济、科技、金融的深度融合与良性循环，实现我国制造业智能升级，加快建设制造强国、网络强国。
目前，国内鲜有概括描写5G助力下的未来智能制造发展规划和实施的专著。《5G赋能智能制造》全方位解读了5G技术在制造生产环节的应用潜力，包括智能控制、智能机器人、VRAR、3D打印、智能物流、远程运维、网络安全、可感知的生产过程，以及可按需的资源配置等。授业明理，释疑解惑，本书可供读者阅研受益。
李毅中
工业和信息化部原部长
十二届全国政协经济委员会副主任
中国工业经济联合会会长
推荐序二
从2019年10月31日5G商用正式启动至今，已过去一年多。2019年启动5G商用的时间距离3GPP R15 SA标准冻结只有一个月，我国紧跟R15进程，成为全球首批启动5G商用的国家。5G商用正好是互联网进入下半场、消费互联网
深化和工业互联网起步的时期，也是大数据和人工智能发展势头正旺的时期。5G生逢其时，将开拓在消费和产业领域的新应用。尤其是在智能制造领域，5G通信技术将产生巨大的推动作用。
未来五年将是数字化基础设施加快安装和交付、企业数字化转型抢先加速弯道超车的窗口期，产业数字化的前提是工厂、车间、设备、生产线等都联网。但是，传统的工厂并非都能使用光纤，只能通过无线联网。而过去的Wi-Fi技术扩展相对较难，容量及抗干扰性满足不了工厂的要求。5G通信技术的迅猛发展正好契合了传统制造企业转型智能制造对无线网络的应用需求，为企业构建统一的无线网络提供了可能。
《5G赋能智能制造》一书全面、深入地描述了5G通信技术赋能智能制造的应用潜力，通过5G赋能智能制造的典型应用场景描述，以丰富的案例介绍了智能机器人、人机协同生产、VRAR、智能物流、可感知的生产过程及按需的资源配置等在智能制造中的部署和应用。同时，本书也深入描述了如何把云计算、边缘计算、AI、大数据等紧密地融合在一起，从而打通数据从采集、处理、分析到决策的全过程，发挥5G通信技术的支撑性作用。
新基建战略加快了5G网络部署的速度。我国在5G商用之初就部署了SA（独立组网），今年全面启动了全网的SA部署。5G赋能的工业互联网将为智能制造插上腾飞的翅膀，而《5G赋能智能制造》一书的适时出版具有重要意义。
邬贺铨
中国工程院院士
未来移动通信论坛理事长
中国互联网协会咨询委员会主任
推荐序三
通信技术经过几十年的快速发展，已经成为人们工作和生活中必不可少的组成部分。5G时代的来临，更是引爆了人们对未来变化的遐想。5G应用已经成为热门话题。例如，5G与VRAR结合给人们带来了极致的体验；5G与车联网结合使无人驾驶成为现实，颠覆性地改变了人们的出行；远程医疗可以使交通不便的地区享受优质的医疗资源；还有一个非常重要的领域，那就是5G对智能制造的赋能。
制造业作为实体经济的主要组成部分，在国家层面乃至整个人类社会扮演着举足轻重的角色，在国际竞争中发挥着至关重要的作用，是当今衡量一个国家国力的重要标准。而智能制造已经成为全球化课题和国家级战略课题，很多国家都在智能制造领域进行了规划和部署。例如，德国的工业4.0、美国的先进制造业计划及我国的中国制造2025等。制造业已经经历或正在经历着从自动化、信息化到网联化和智能化的转型升级。显而易见，工业互联网是新一代工业智能化发展的关键综合信息基础设施。
在工业互联网的三大体系中，网络是基础，为人、机、物全面互联提供基础设施，促进各种工业数据的充分流动和无缝集成。5G技术可以将分布广泛且零散的人、机器和设备全部连接起来，构建统一的互联网络，已经成为支撑智能制造转型的关键使能技术。5G时代，许多工业互联网应用场景正在被重新定义。可以预测，5G赋能智能制造的叠加倍增效应和巨大的应用潜力将不断被释放。
《5G赋能智能制造》这本书恰如其分地抓住了5G与智能制造结合的核心，总结了当前智能制造和5G技术的发展现状，翔实地介绍了5G赋能智能制造的技术基础和建设框架；根据制造生产的前端、生产端和终端，场景化地展示了5G赋能智能制造的典型应用，充分认识了5G的三大主要特征增强型移动宽带、大规模机器通信和高可靠低时延通信在智能制造中发挥的作用。同时，本书深刻地描述了5G与智能制造深度融合，是促进5G与智能制造共赢发展的重要文献，对于进行5G规划、智能制造设计都具有深远的指导意义。
刘韵洁
中国工程院院士
紫金山实验室主任
推荐序四
以5G、物联网等新技术应用为显著特征的智能制造，正在改变全球产业的发展逻辑。然而，新技术应用不是目的，物联网的本质是人联网，是要为人们创造更美好的生活。这是时代与人类共同进步的永恒旋律。
用户需要的不是一个单一的产品，而是完整的体验。正如约瑟夫派恩所言，商品是有形的，服务是无形的，而只有体验是令人难忘的。无论时代如何变迁，有一点毋庸置疑：技术变革服务于人，人是驱动变革的决定性力量。因此，关于新时代的产业发展逻辑，我认为有两点最关键。
第一，工业互联网是天，智能制造是地。工业互联网的前提是思维联网，让用户对生活的思考与需求连接到企业平台上，让用户从消费者变为产消者。智能制造解决的是满足用户需求的效率问题，而工业互联网解决的是满足谁的需求的问题。换而言之，智能制造不能只发生在工厂里，更重要的是重构用户和工厂的关系。
第二，体验是车，生态是路。创造体验经济、创造用户需求不是一个产品就能满足的，也不是一家企业能满足的，而是要变成一个开放的生态系统。因此，工业时代的商业模式必须转化为物联网时代的商业生态系统模式，在生态系统铺成的大路上满足不同用户的个性化体验。
在转型智能制造的过程中，海尔集团依托自身30 多年的制造经验，推出了具有我国自主知识产权、全球首家引入用户全流程参与体验的工业互联网平台卡奥斯，开创了用户全流程参与的大规模定制模式。目前，卡奥斯平台的不入库率达到77%，即有77%的产品可以直接送达用户，而不需要进入仓库。正因如此，全球三大国际标准化组织均选择海尔牵头制定国际大规模定制标准，德国也邀请海尔协助其共建德国联邦云（GAIA-X 项目）。
驱动整个变革的引擎就是人单合一。人就是员工，把员工变成创客；单是用户需求，把员工和用户需求连起来，每个员工都创造用户需求。它在本质上就是让每个人创造的价值和分享的价值合一。海尔以一种人联网的思维，用广泛的分布式结构的商业模式匹配5G 物联网时代的光速增长。
《5G赋能智能制造》一书不仅解读了5G 技术的优势能力，而且将目光延伸到场景应用及未来发展之上，将帮助行业从业者更深入地思考智能制造的本质和发展逻辑，是少有的能够跳出生产范畴看智能制造的佳作。
张瑞敏
海尔集团董事局主席
首席执行官
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