5G背景下中國制造業“十四五”時期發展趨勢與應對*

福建師范大學經濟學院 張寶英 林若云

2019年6月6日，中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電成為中國率先獲頒5G牌照的企業，標志著中國正式進入5G時代，同年11月1日，中國電信、中國移動、中國聯通三大運營商同時宣布開啟5G套餐使用，標志著中國正式進入5G商用時代，中國也成為繼韓國、美國、瑞士、英國之后第五個正式5G商用的國家。當前，以互聯網、大數據、人工智能等為代表的現代信息技術創新與實體經濟、生產生活的深度融合，催生了一大批新技術、新產業、新應用，對經濟社會的發展與進步、全球治理體系完善等方面正產生著重大而深遠的影響。具有高速率、高可靠、大連接、低功耗等特征的新一代通信技術——5G技術是現代信息技術的代表之一，不僅可以為互聯網、人工智能等應用提供加速度，使人類生產生活從實體化進入數字化時代，而且5G把工業互聯網作為最重要的應用場景，顛覆著人類對產業發展的認知，塑造了新一輪產業發展周期。

一、5G時代來臨推動實體經濟發展大變革

技術只有與實體經濟發展融合才能轉化為生產力，創造新的產品，催生新的產業部門，真正體現技術的價值所在。當前，5G與大數據、互聯網、云計算、人工智能等現代信息技術交織并進，深深地嵌入實體經濟發展之中，賦予實體經濟發展新的動力，為設備賦智、為企業賦值、為產業賦能，推動實體經濟發展的創新變革。

(一)5G將重塑全球產業鏈格局

新一代信息技術被認為是新一輪科技革命和產業變革的核心動力，而信息技術運用的關鍵在于速度，5G作為高速度、高寬帶、低延時的信息技術，契合了現代信息社會發展的速度需求，速度又決定著經濟發展和社會進步。受制于資源的有限性，市場的占有、資源的獲取、創新的引領、話語權的爭奪都是速度的比拼，創造“速度”的5G必將成為各個國家和地區競爭的焦點。2019年8月，全球移動供應商協會(Global Mobile Suppliers Association，GMSA)發布的5G數據顯示，已經有100個國家的296家運營商獲得許可或正在啟動、演示、試驗5G技術。高通發布的研究報告《5G經濟》預計，到2035年5G相關產品和服務將高達12萬億美元，全球5G價值鏈創造的產出將達3.5萬億美元，有2200萬個工作崗位將被創造。5G所引發的國際競爭已不僅是技術領域的較量，未來更多是聚焦于5G運用的產業領域和實體經濟領域，并帶動一批新興產業崛起。5G速度已經為經濟社會生產方式和生活方式的發展變革按下了快進鍵，必將通過產業變革引發全球產業鏈和價值鏈發生根本性變革。

從圖1可以看出，5G產業鏈是由上游通信基礎設施、中游通信移動運營商和下游終端應用前景三大部分構成，與4G相比，5G最大的創新和變革是在下游的應用層面。4G最普遍的應用場景是一個硬件+多個應用，如一個智能手機+多個App，5G則大大擴展了應用領域范疇，實現多個硬件品類+多場景服務，如智能手機、智能電視、智能耳機等諸多硬件的智能化+物聯網、車聯網、醫療、制造等廣泛應用，打造出智慧家庭、智慧工廠、智慧城市，形成更加多元有機的智慧生態圈，這也將大大改變全球產業鏈格局。當前的產業鏈分工很大程度上受資本和勞動力要素的影響，技術的影響主要是與產品生產以及服務有直接相關的技術，因此，長期以來，發達國家憑借先進的研發與生產技術牢牢立足于產業鏈分工的頂端。5G帶來的是應用前景的智能化，它會解構傳統的生產與要素之間的結構關系，更多實現技術要素對資本與勞動力要素的替代，大大弱化生產對實物要素的依賴性。5G還把技術要素從應用領域更多向基礎領域聚焦，應用場景的技術不僅取決于改進生產和服務自身的技術，而且還取決于推動其自身技術改進的基礎技術，如5G技術以及處于5G產業鏈上游的移動通信基礎設施技術，基礎技術在一定程度上決定著應用技術。可見，5G的應用將打破傳統產業鏈分工格局的固化，使長期處于產業鏈中下游的發展中國家可以通過5G技術研發突破步入5G應用場景的前列，通過上游技術的間接作用提升產業地位。

圖1 5G產業鏈解析

(二)5G與實體經濟融合的應用領域

應用場景是5G落地的最后一環，也是5G與實體經濟發展融合的具體應用領域，是人類對5G可能帶來的生產生活巨大變化的期待，這種期待可能會在人們的預期之內，也可能會由于技術的跨越發展而大大超出人們的預期范疇。2015年，國際電信聯盟(International Telecommunication Union，ITU)把5G應用場景主要定義為三個方面(見圖2)：增強移動寬帶(enhanced Mobile Broadband，eMBB)、超高可靠低時延通信(Ultra-Reliable and Low Latency Communication，URLLC)和大規模物聯網(massive Machine-Type of Communication，mMTC)。其中，eMBB是5G最早商用場景的實現，主要面向超高清視頻、虛擬現實(virtual reality，VR)、增強現實(augmented reality，AR)、高速移動上網等高速率、大帶寬的業務，是4G移動寬帶場景增強版，給用戶帶來更真實、更快速、全角度的體驗；URLLC則是著眼于5G低時延和高可靠性的特征，滿足車聯網、工業控制、遠程醫療等垂直行業的特殊應用需求，應用更加安全精準；mMTC具有海量數據連接、強化基站間合作等特征，主要以傳感和數據采集為目標的物聯網應用場景為主，滿足海量物聯通信要求，使萬物互聯更加順暢。5G將從三大場景的運用中衍生出更多的具體應用場景，在實體經濟發展中發揮越來越大的作用。

圖2 5G三大場景應用

5G作為一項通信技術必須與實體經濟融合才能體現其價值所在，其對人類生產生活的改變也主要通過作用于實體經濟發展、推動實體產業變革而實現。5G是基礎性的技術，在實體經濟運用的場景中，5G作為現代信息技術和應用終端的聯結性技術，可以確保云計算、大數據、人工智能等技術作用的充分發揮；5G又是關鍵性的技術，打通了現代信息技術與實體經濟融合的“最后一公里”，在容量、覆蓋率、安全、道德規范、通信交互等方面具有無可比擬的優勢，確保各項技術運用的高效精準。5G時代將賦予實體經濟發展新的動力、模式，推動實體經濟數字化、網絡化、智能化升級將進一步加快。

二、5G賦予中國制造業發展的新空間

5G開啟了萬物互聯、人機交互的新時代，GSMA的《2019移動經濟研究》(The Mobile Economy 2019)報告預測，到2025年全球5G連接數量將達到14億人，占全球總人數的15%。5G跨行業、跨領域、全方位的運用可以釋放互聯網、數字化對經濟社會發展的放大、倍增和疊加作用。在產業領域，5G與互聯網、大數據、人工智能等技術深度融合，相互作用疊加倍增，支撐傳統產業在研發設計、生產制造、管理服務等環節發生深刻變革，促進傳統產業提質增效，同時也會衍生出工業數據分析、智能算法開發、智能機器人等新興產業，進而通過產業關聯和產業波及帶動國民經濟各行業、各領域高質量發展。據中國信通院發布的《5G產業經濟貢獻》預測，2020～2025年，中國5G商用會間接拉動經濟總產出約24.8萬億元，間接帶動經濟增加值8.4萬億元。就工業范疇而言，5G將推動工業控制、工廠自動化、遠程運維等對可靠性和時延性要求極高的垂直環節向縱深發展。可見，5G將從縱向延伸產業鏈和橫向拓展相關產業部門不斷擴展中國制造業發展的新空間。

(一)5G賦予中國制造業發展無限想象空間

圖3 從普通制造到智能制造的落地過程

當前，中國正處于制造業轉型升級的關鍵期，5G技術不斷走向成熟和商用范圍的擴大為中國制造業轉型升級提供了可靠的技術平臺和創新動力，并且隨著與制造業融合程度的不斷加深，推動制造業向綠色化、智能化和網絡化等縱深方向發展，為中國制造業未來發展趨勢提供了無限可能和想象空間。圖3顯示的是得益于5G技術和互聯網技術的支撐，中國制造業從物理到網絡、從硬件到軟件、從普通到智能化的升級落地過程。從橫向時間軸來看，借助5G技術，制造業企業的設備從傳統的物理化、機械化運行到相互之間的物物相連，又從物理的相連到智能化的運轉，而后再進一步向云、GPS、定制化服務等更加高速化、網絡化的趨勢轉變。從縱向組織軸來看，制造業企業從著力于硬件建設到軟件建設，從執行層到大數據層，推動制造業企業發展從實體空間不斷向虛擬空間延展，擺脫實體空間的邊界約束，在無限虛擬空間中爭取更多的發展機會，這為中國制造業發展提供了無限想象空間。技術創新是瞬息萬變的，5G技術也會隨著研發深入而不斷走向成熟，5G與制造業融合給制造業發展帶來的變化可能會大大超過我們的想象，蘊藏著無限的可能。

(二)5G帶動制造業相關產業的發展

5G在制造業中的應用可以帶動與之相關的一批產業的發展，特別是中國制造業的規模龐大，無論是改造更新，還是換代升級，都是一個龐大的產業市場。傳統的機器設備要適應工廠網絡化、智能化的要求進行技術改造，要安裝可感應和信息傳遞的傳感器，這會極大推動工業設備傳感器產業的發展；對于一些沒有改造價值的設備必須進行更新，這會帶動智能生產設備產業的發展，形成龐大的產業投資。5G還會推動中國制造業與服務業的深度融合，助推制造業服務化發展，形成一系列新興產業部門。如出現設計、研發、實驗等專門為制造業提供研發服務和適應工業互聯網發展需求的服務部門，以及檢測、維修、部件定制、第三方物流、供應鏈管理優化等利用5G技術為制造業發展提供專業化服務的產業部門。為了適應5G帶動整個社會的萬物互聯，制造業也會順應這一形勢使生產的產品更加智能化或生產出更多新的智能產品，依托這些智能產品又會開發出一系列可在智能產品上使用的新產業和新商業模式，不僅延長了產業鏈，也創造了許多新興的產業部門。因此，5G極大拓展了與制造業相關產業的發展空間。

三、5G在中國制造業發展中的應用場景

當前，5G已經成為促進產業優化升級、驅動經濟持續增長的新引擎，是世界大國爭奪科技發展高地的主戰場之一，對推動中國經濟社會高質量發展以及謀求在新一輪產業革命中更高的發展地位、更大的發展機遇至關重要。目前，5G在中國正處于商用初始階段，更多地局限于消費領域，但5G是專為工業互聯網而生的，其大移動帶寬、廣覆蓋大連接、超可靠低時延的特性決定了它的應用并不僅限于消費領域，向工業生產領域延伸是必然趨勢，尤其是制造業生產，讓制造業更加高效、智能，對創新更加友好，促進融合發展，最終走向所有的實體經濟。工信部部長苗圩表示，未來80%的5G應用場景都將在工業互聯網方面。(1)《工信部部長苗圩：未來5G應用場景的80%在工業互聯網》，新京報網，2019年9月20日。5G與制造業融合顯現的初步成效顯示了5G技術應用具有廣闊前景，對推動工業互聯網的實施以及智能制造的深化轉型具有積極意義。

(一)應用于無線自動化控制

5G通過數字化基礎設施的建設和完善，可以打通數據孤島，促進數據和信息的聯通以及驅動數據高效流通，為制造業的生產過程提供更加有序、中立、高效、安全的數據開放和運用平臺。同時，5G具備的大帶寬、低時延、海量鏈接和網絡切片、邊緣計算能力等特征為制造業智能化生產和轉型提供了較大的空間，為數據的高效連接提供了充分的技術保障，使無線自動化控制具有較大的可能。

自動化控制是制造工廠中最基礎、最直接的應用，其根本性質就是閉環控制系統，需要通過連續測量和對信息數據的反復捕捉來實現這一系統的過程，把測量和捕捉的信息數據傳到控制器以及所設定的執行器中需要有高效的網絡為保障，以實現實時傳導和信息反饋，自動化控制才能確保無縫演進。典型的閉環控制過程周期低至毫秒級別，這意味著要實現對控制系統的精確控制，同時也要求整個系統具有較強的可靠性。如果由于生產過程中時延過長，或者信息網絡的滯后或不暢通導致信息數據傳遞延遲甚至失真，則可能會導致機器運轉失靈甚至停止，造成的財務損失將是巨大的。此外，在工廠大規模生產中，為了降低生產成本獲得更多的規模經濟效應，自動控制被用于大多數的生產環節，意味著有高密度的海量的控制器、傳感器、執行器等需要通過無線網絡實現信息的實時傳遞和溝通。華為5G的實測表明，現有的移動通信網絡中僅有5G網絡可滿足閉環控制對網絡的要求，5G的應用將會最大程度上保證無線自動化控制更加靈敏、更加精確、可靠性更強。

(二)應用于智能制造柔性生產線

柔性生產線可以借助計算機數控機床等先進的制造設備，適應需求的變化和訂單的變化靈活調整產品生產，采用多品種、小批量的生產方式，推動現代制造向多樣化、個性化、定制化的生產方式轉變。5G將主要從兩個方面對制造業柔性生產線賦能。一是提高生產線的靈活部署能力。在實際生產應用場景中，5G在工廠的應用將會使柔性生產線上的制造模塊有更加靈活快速的部署能力，同時改造的成本較為低廉。生產線上的各個設備、各個環節之間的信息數據傳輸也不需要復雜的線纜，而是可以直接借助云平臺進行無線傳輸、無線控制，進行功能的快速更新和拓展，并且自由移動和拆分組合，在短期內實現生產線的靈活改造。尤其是在當下愈發強調“柔性制造”，一條能靈活調整各設備位置、靈活分配任務的柔性生產線將成為生產者的新神器，助力柔性化生產的大規模普及。二是網絡部署方式更有彈性。5G網絡中的軟件定義網絡(software defined network，SDN)、網絡功能虛擬化(network functions virtualization，NFV)和網絡切片功能，能夠根據不同的業務場景支持制造企業對網絡架構進行靈活編排，形成適合于企業生產需求的傳輸網絡，同時還可以對網絡資源進行調配，通過對網絡的合理設置為不同生產環節提供適當的網絡功能。在這樣的架構下，柔性生產線的工序可以靈活改變，設備之間的聯網和通信關系也會隨之相應調整。

此外，5G使“工廠設備”與“工業互聯網大腦”兩端實現直接的數據交互，通過5G技術連接、收集生產各環節的數據，并且數據采集更全面可靠、傳輸更穩定高效，解決了工廠“Wi-Fi信號互相干擾”“存在信號盲點”“傳輸速率不穩定”等缺點，通過進一步分析數據，可以得到設備實時運行信息。而且5G使速度大大提高，將簡化數據收集并實現對工作流程的全面和持續監控，這將有助于降低生產本身的運營和管理成本。總之，5G將使柔性生產線更具靈活性和成本優勢，最終可達到提質、增效、降成本的效果。

(三)應用于工業云化機器人

在大多數的生產流程線中，機器人的應用已經非常常見。機器人本質上也是一種智能設備，它主要是按照指令來執行各項工作。但在智能制造生產場景中，對機器人的自組織和協同能力的要求很高，這對工業云化機器人有了更高的期待。與傳統的機器人相比，工業云化機器人的網絡性和智能性更加突出，必須與云端控制中心的網絡連接，并借助云端網絡把數據信息和各種指令傳輸給機器人，實現工業機器人的基本功能與高性能的計算系統進行實時協同。在此背景下，將大大縮短各生產環節的時間，形成更優質、更妥善的解決方案，大幅度提高生產制造效率。此外，5G賦予機器人的智能和動力的高效化會大大降低機器人的硬件成本與功耗，對節能是極大的貢獻。

5G網絡高精確度、高速度的特征可以達到低至1毫秒的端到端通信時延，為工業云化機器人應用提供端到端的定制化、高效化的網絡支撐，并且支持99.999%的連接可靠性，不僅高效，而且具有極高的準確率。5G將在三個方面賦能工業云化機器人。一是促進機器人之間的工作協同。工業機器人可以借助5G網絡實現相互之間高速的信息溝通，智能化的加注使整個機器人體系具備自組織與協同能力，工業機器人之間相互合作、密切分工，既專注于每個擅長的環節，又加強協作以完成生產的相應環節，快速完成過去由單個機器人無法完成的任務。二是促進機器人與人之間的合作更加安全。5G可以更可靠地保障機器人能感知工人的動作，并根據工人動作的變化與之密切配合，適時調整工作方式，使人機合作更加順暢，也使人的工作在更加安全的環境下進行，提高生產過程的安全性。三是實現機器人遠程實時控制。工業生產中一些高溫、高壓、高空等高危生產環境不適合人的直接參與，可以借助5G監督和控制機器人在特定環境下進行生產，同步、安全地完成預定工作目標，極大降低了工廠生產的風險，又能有效提高生產效率。

(四)應用于工業AR/VR

由于未來工廠具有高度的靈活性、多功能性和彈性，對未來工廠中的人和機器設備等都提出了較高要求，面對著新任務和生產活動的需求，AR將發揮關鍵作用。工業AR在智能制造中的應用場景主要是：監控生產流程、分步指引生產任務、指導手動裝配過程、遠程專家指導業務、檢修設備、遠程監測、遠程維護等。這些應用場景具有多樣性和復雜性，要求輔助AR設施要較為靈活輕便，既靈敏又準確，既能精準判斷問題所在又能快速高效解決問題，將通過虛擬影像與真實視覺疊加直觀地呈現操作步驟，縮短作業時間，降低錯誤率。要實現這些的前提是要在云端上獲取設備處理的功能，但AR設備僅能連接和顯示，要使AR設備和云端對接還需要借助無線網絡。AR設備通過無線網絡從云端獲取實時信息數據，如生產環境數據、生產設備數據以及故障處理指導信息等。在這種場景下AR眼鏡的顯示內容必須與AR設備中攝像頭的運動同步。而工業VR將輔助工業設計，使遠程的工作人員進入同一個虛擬場景中協同設計產品，也可以實現工廠的三維立體虛擬化展示，使管理人員全面了解工廠生產情況。

通常從視覺移動到AR/VR圖像的同步性要求反應時間在20毫秒以下，意味著從攝像頭把數據傳送到云端，再到AR/VR顯示內容的云端回傳，其總時間要小于20毫秒。考慮云端處理可能的時延和屏幕反應的時延，無線網絡的雙向傳輸時延要控制在10毫秒以內才能滿足上述基本要求，但目前只有5G網絡才能同時滿足穩定、流暢、實時三個方面的要求。因此，5G將在三個方面賦能工業AR/VR。一是使工業AR/VR終端更加輕便、成本更經濟。在復雜的工廠環境里，VR/AR終端對靈活性和輕便性的要求較高。基于5G的工業云VR/AR可以在云端處理數據和計算密集型任務，僅把連接和顯示功能保留在終端，大大降低了終端的成本及負荷。二是提升工業AR/VR的顯示效果。5G網絡高速率、大容量的特性將使海量數據交互在AR/VR高清圖像中得以實現，大大提升AR/VR設備的流暢度和清晰度，讓使用者有更好的視覺感受。三是使工業AR/VR的交互體驗得以實現。工業AR/VR的發展方向是借助交互設備使使用者與虛擬或現實環境進行實時互動，5G將使這種交互體驗更好地呈現。隨著5G的大量應用，越來越多的問題可以通過在線方式解決，既提高了效率，也降低了成本。

四、5G在中國制造業中廣泛應用所面臨的問題與挑戰

5G時代，大數據、物聯網和人工智能等技術與產品加速平民化，在市場和需求的協同推動下，制造業生產走向智能化、數字化、自動化。可見，隨著5G新技術、新產品和新應用在制造業領域的推廣應用，中國制造業智能化升級將更為全面和深入，推動中國制造業從全球價值鏈邁向全球創新鏈。但從整體來看，中國制造業仍然走在智能化落地的路上，相關法律法規、行業標準的缺乏，科技安全、科技倫理的挑戰，以及硬件成本高和專業人才匱乏并存，使得5G在中國制造業實現智能化應用的規范化和保障嚴重不足，是5G時代中國制造業轉型和發展的現實阻礙。

(一)5G建設成本高，智能制造落地資本需求大

5G網絡通信系統建設是推進5G在中國制造業廣泛應用的前提。由于5G技術的高頻段特性，為了充分實現5G低延時、容量大、低功耗和大連接的能效，對5G基站的數量、密度和用電量有更高的要求。相關數據顯示，當前，中國5G基站的需求數量將至少是4G的2倍，5G基站成本也將超過4G基站的2倍，功耗則是4G基站的3倍，亟須大量技術、人力、財力和物力支撐(鮑一凡，2018)。一方面，當前5G建設成本高、周期長，據工信部專家測算，單從基站建設角度看，5G投資大約是4G的1.5倍，全國總體投資規模將達到1.2萬億元，投資周期超過8年(黃鑫，2019)。另一方面，近年中國仍處于4G網絡的建設期，雙網雙重成本投入大，2G、3G、4G、5G多代多網移動通信運營管理成本高，資本和收益回收慢。總體而言，為了適應5G在中國制造業的場景應用需求，5G在制造業應用落地將面臨建設規模大、建設成本高、投資和收益周期長等挑戰。同時，5G落地應用的風險尚難以準確預估和防范，大規模和廣泛落地應用的成本和效益的匹配也尚不明確，影響了現有資本市場和企業組織對5G在中國制造業大規模廣泛應用的預期和研判。因此，當前中國資本市場對5G在制造業的廣泛應用仍處于觀望期和試水期，前期研發和投資的資金渠道相對狹窄，保障智能制造落地應用先發優勢和后發動力的市場資本均較為薄弱。可見，當前中國智能制造落地應用生態仍然不成熟，從而進一步導致5G網絡建設、應用落地和市場潛力的實現一再延遲。

(二)5G標準碎片化，行業內部5G應用差距大

技術標準是實現產業集聚、產業革命和規模化生產的基礎，5G技術標準化是推進5G技術在中國制造業廣泛應用的前提。2018年6月，3GPP公布了5G第一階段標準——第五代移動通信技術標準(5GR15)，系大帶寬相關標準。但當前世界各國對5G在工業物聯網、5G終端能力等涉及5G在制造業廣泛應用的標準仍處于研究和試驗階段，即第六代移動通信技術標準(5GR16)尚未真正成熟和落地。過程中存在兩種極端現象，不同國家、不同制造業企業5G應用或是采用不同國際標準、國家標準、行業標準、企業標準等多種不同標準，或者沒有標準，技術設備的選擇無長期戰略規劃。可見，當前制造業智能化、數字化轉型缺乏基于5G的工業無線技術標準，5G標準碎片化現象較為普遍，制造業行業內部5G應用將存在明顯差距。從現實情況來看，根據5G在制造業生產領域的不同應用場景，為了實現移動通信網絡的高頻段、低延時、大容量，整個制造工廠生產領域需要大量的傳感器、執行器等智能設備，而這些智能設備在生產技術標準設定、價值鏈定位、市場選擇等方面有所差異。從縱向價值鏈來看，技術設備供應商與移動通信運營商沒有設定統一的5G技術標準，導致技術設備供應商在生產設備時已經限定了該設備的頻段標準和應用范圍，在某種程度上制約了5G技術設備的應用和普及范圍。從橫向價值鏈來看，規模以上的工業企業與小微企業面臨不同的5G技術標準壓力，尤其是小微工業企業在5G應用領域資金、技術和人才的匱乏，短期內可能會影響其退而選擇非5G技術生產標準，從而保留現有傳統的生產技術標準和設備。此外，中國制造業企業生產設備，尤其規模以上工業企業的生產設備多來自不同國家，將面臨不同國家不同5G技術和數據標準。可見，在短期內，制造業領域5G標準碎片化和應用差異化將持續存在。

(三)行業間壁壘高，5G跨界融合不充分、不均衡

5G時代，不斷提升5G技術與制造業跨界融合的深度與廣度，是新一輪產業組織變革的核心內容，也是中國制造業高質量發展的必然選擇。當前，5G跨界融合不充分、不均衡是5G大規模商用及其在制造業的應用場景面臨的重點難題。其中，運營商、設備商、制造業企業間的行業壁壘仍然較高，尤其是中國運營商和設備商對制造業的行業特性與專業壁壘尚無明確把握及突破。如中國通信運營商和設備商對不同制造業企業的主要業務流程、工藝流程和管理流程缺少統籌掌握，也缺乏將先進技術與知識、工藝、流程等融會貫通的服務經驗，5G技術為制造業提供的技術、產品和解決方案可能難以準確、有效地滿足制造業企業的實際運營功能需求。隨著5G在中國制造業的廣泛應用，未來制造業發展及其工業互聯網的運行過程中，5G相關應用場景的個性化、定制化需求不斷提升，需要提供不同應用場景的無線連接規劃方案和無線網絡供電方案等，對制造業企業的供應鏈提出更高的要求。總體來看，5G在中國不同行業間融合融通、相互促進的產業生態尚未成熟，5G跨界融合發展還未形成有效機制，仍存在相當大的數字鴻溝和跨界鴻溝，5G與相關的垂直行業的跨界合作和共融共同面臨諸多挑戰。

(四)5G人才需求猛增，應用人才供給增長滯后

人才結構性矛盾是中國近年來推進高質量發展面臨的一項重大問題。同時，5G是一個高科技的交叉領域，推動其在制造業的廣泛應用，對5G人才綜合素質和能力的要求也比較高。隨著人才市場結構性短缺不斷加劇，尤其是數字領域、5G領域、金融領域、制造業領域等多領域高端人才和復合型人才的匱乏，導致5G在制造業的廣泛應用缺乏實踐主體，現有的先進技術設備等資源也沒有得到充分利用。當前，5G與制造業的融合型技術人才數量和質量落后于制造業和市場對人才數量和質量的要求。根據《2019年中國5G人才需求大數據報告》統計，2018年5G細分領域人才需求分布中(如圖4所示)，5G應用的人才需求占比最大，高達72.81%；其次是終端和運營商、元器件及材料、傳輸網絡三個領域，人才需求占比分別為12.49%、9.82%和4.87%。5G應用的人才需求遠遠高于其他領域。此外，該報告還指出，互聯網、電子通信與機械制造三大行業5G人才需求分布比例最高，分別達41.57%、36.96%和14.56%。《中國制造業高質量發展人才白皮書》指出，全國制造業人才緊缺指數(Talent Shortage Index，TSI)排名最高的前十個職位都具有較高的科技含量，與互聯網研發、產品技術、質量、性能、設計等密切相關，也與國家對制造業未來發展的導向吻合。值得注意的是，軟件工程師的TSI為4.84，最為緊缺，這意味著制造業的軟件工程師嚴重供不應求(李文博，2019)。與迅速增加的5G人才需求動勢相比，中國5G應用人才供給增長相對滯后，尤其是5G人才的“選、用、育、留”管理制度和機制保障尚不成熟。這主要是由于中國5G人才培養落后于產業發展步伐、人才引進長效激勵機制不足、人才使用理念存在偏差等原因導致，進而大幅提高了5G與制造業的對接成本。

圖4 2019年中國5G細分領域人才需求分布情況資料來源：《2019年中國5G人才需求大數據報告》。

五、面向5G時代中國智能制造發展的應對之策

新時代，5G為中國制造業轉型升級和智能制造賦能，助力實現中國制造業高質量發展。5G時代，隨著5G技術在制造業領域的廣泛應用，中國制造業要立足中國制造業發展的新動能和新空間，借鑒發達國家智能制造的經驗，通過建立有效的資金支持機制、制定統一的5G技術標準、構建5G開放合作新生態、健全人才培育機制和創新商業模式，加速形成中國智能制造推進體系，持續深入推進中國制造業供給側結構性改革和高質量發展。

(一)建立有效的資金支持機制，加快5G基礎設施建設

構建適應“5G+制造業”特點的投融資體系，建立有效的資金支持機制，滿足5G賦能制造業智能制造發展的資本需求和制度需求，以進一步保障中國5G基礎設施建設。一是構建以政府產業引導資金為指引、金融機構為主體、企業投入為支撐、風險投資為助力、社會化多元投入為基礎的多層次、多渠道、多元化的投融資體系。二是圍繞5G與制造業產業鏈發展的需求開展科技金融產品創新，如發展“5G”貸專屬金融產品、知識產權質押貸款、信用貸款、科技貸款保險等金融服務產品，在風險可控前提下有效增加制造業企業中長期貸款和信用貸款水平，優化提升5G產業綜合金融服務水平，滿足制造業智能制造融資需要。三是加強5G基礎設施建設統籌指導，尤其是穩步推進5G、人工智能、工業互聯網、物聯網等新型基礎設施建設，從先行示范區試點到全區域5G網絡全覆蓋，加速5G商用化進程。其中，5G基站建設可以采用基站重建或升級改造相結合的方式，達到降低生產成本、高效利用資本和資源的目的。四是強化5G安全保障。5G時代，要統籌做好5G網絡安全、設施安全、信息安全、系統安全、數據安全等工作，實現5G從技術到監管的系統性的全方位保障。

(二)制定統一的5G技術標準，加速5G規模化示范應用

為了確保中國在5G技術領域的話語權，中國要積極參與ITU、3GPP等國際組織的相關活動，積極參與5G相關標準的制定，尤其是積極參與近期5GR16標準的制定和落地，促進5G標準的全球統一，加快5G商用步伐建設。中國制造業應當率先從5G技術和標準層面處理好5G與制造業融合的問題，才能真正加快實現5G在制造業領域的推廣應用。否則，5G與制造業的融合將只能停留在實驗室與場景設想，無法實現其在制造業領域和市場范圍內的推廣應用。一方面，中國可孵化培育一批5G應用領域創新型制造業企業，開展系列5G業務示范應用，形成一批可復制、可推廣、可持續的典型案例。另一方面，中國要堅持在開放中擴大共同利益，深化多層次全方位的5G國際合作。尤其是可繼續深入與美國、韓國、日本、歐盟等國家的技術交流與合作，共同為全球5G發展與應用提速，共促全球統一的5G技術標準。此外，5G技術在制造業的規模化示范應用還需要成立相關行業標準化組織，并在廣泛應用的實踐過程中進一步修訂5G技術標準，推進5G技術在制造業的進一步成熟落地。

(三)構建5G開放合作新生態，賦能制造業高質量發展

從國際經驗來看，制造業高質量發展主要依賴科技創新和開放合作，5G技術與制造業需要在開放、合作、競爭的進程中實現突破與發展。面向5G時代，中國智能制造發展的重點是開放與合作。因此，5G時代，中國要著重強調企業創新主體地位，加快建設多方協作生態體系，著力解決好跨行業、跨領域的關鍵共性技術問題，扎實推動制造業質量變革、效率變革、動力變革，以提高制造業全要素生產率，實現整個供應鏈的協同發展。一是深入推動5G技術與制造業深度融合，尤其是通過聯合“5G+工業互聯網”跨界激發創新動能，賦能中國制造業智能制造，推動制造業數字化轉型。二是加強制造業國際交流與產能合作，共享全球技術創新紅利。尤其要把握好“一帶一路”與自貿區、自貿港建設等發展新機遇，積極推動全球投資貿易自由化、便利化，為中國制造業企業進入和發展5G商用創造良好的營商環境，積極推動中國企業5G技術應用與服務走出去，共建共享5G時代紅利。三是構建產業互聯網+智能制造新生態。通過利用5G技術搭建工業互聯網平臺，引領5G與線下制造業充分融合，大力推動智能制造深入發展。四是積極探索開放共贏的新型商業模式。5G與制造業的深度融合將會推動商業轉變，要強調通過重新構建一些商業模式和商業合作，共同打造一個共建、共生、共享、共贏的生態體系，發揮好各領域、各主體的積極性、主動性和創造性，共同推動中國經濟高質量發展，特別是制造業高質量發展。

(四)健全融合發展人才培養機制，打造智能制造人才隊伍

當前，隨著機械與信息技術的發展，制造業已從流水線生產趨向精益化生產。5G時代下，5G技術將推進中國制造業高度精益化，推動中國制造業從精益化生產走向智能制造，并進一步完善現代化制造業體系。從現實情況來看，智能制造涉及大型精密儀器設備、先進制造模式、數字化技術以及對熟練掌握上述設備、技術、OT+ICT語言的專業人才，這是中國制造業實現智能制造升級的關鍵。為了突破中國智能制造發展的“智能制造人才危機”，中國應當健全融合發展人才培養機制，圍繞設計人才、應用人才和服務人才三個層次加速培養制造領域人工智能專業人才，積極打造智能制造人才隊伍。一是強化高等教育。通過支持高校設置“互聯網+”“人工智能”等相關專業，進一步完善高等院校專業學位建設，強化“5G+制造業”“人工智能+制造業”的復合型人才培養模式，以加強高層次應用型專門人才培養的廣度與深度。二是推進產學研用合作機制建設。可以通過依托產業技術研究院在大學、企業和產業園區之間的橋梁作用，采用合作交流與培訓等多種渠道，與企業、產業園區聯合共建一批專業人才培訓基地，積極開展企業新型學徒制試點。三是強化人才交流。通過加強國內外5G領域和制造行業專業人才之間的互動交流，以進一步加快新時代智能型制造技術工人培養，包括5G專業技術人才和智能產業操作人員的培養。四是完善人才激勵制度。通過深化人才體制機制改革，完善激勵創新的股權、期權等風險共擔和收益分享機制，營造更加優良的人才環境，吸引并留住跨界人才、復合型人才、交叉學科人才以及國際人才等。