5G赋能智能制造

　　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，最后讲述了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。

　　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-Western’s 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。

第 1章 5G揭开时代新篇章\t001
1．1　什么是5G\t003
1．1．1　移动通信技术的五次迭代\t003
1．1．2　通信标准的演变\t005
1．1．3　从MBB到eMBB\t008
1．1．4　中国的无线通信进程\t010
1．1．5　我国主流电信运营商的思考\t011
1．2　5G在全球的发展\t017
1．2．1　欧盟：METIS与5G PPP\t017
1．2．2　中国：IMT-2020推进组\t018
1．2．3　日本：ARIB 2020与Beyond Ad Hoc\t020
1．2．4　韩国：5G Forum与GIGA Korea\t021
1．2．5　英国：5GIC\t021
1．2．6　其他国家\t022
第 2章 智能制造与中国的5G\t023
2．1　智能制造\t025
2．2　德国：工业4．0\t031
2．2．1　德国工业4．0的发展历史\t031
2．2．2　德国工业4．0的发展目标\t032
2．2．3　德国工业4．0的发展路径\t032
2．3　美国：先进制造业计划\t039
2．3．1　美国先进制造业计划的发展历史\t039
2．3．2　美国先进制造业计划的发展目标\t040
2．3．3　美国先进制造业计划的发展路径\t043
2．4　中国：中国制造2025\t047
2．4．1　中国制造2025的发展历史\t047
2．4．2　中国制造2025的发展目标\t048
2．4．3　中国制造2025的发展路径\t049
2．5　新一代信息技术赋能产业转型\t052
2．5．1　信息化水平的跃迁带动制造业跨过四大阶段\t052
2．5．2　每一代制造业的背后都有不同的技术机理\t053
2．5．3　5G在智能制造升级中扮演核心角色\t055
2．5．4　5G是居于关键地位的新一代信息技术之一\t057
2．6　我国5G产业发展的独特优势\t058
2．6．1　政府积极推动5G行业的发展\t058
2．6．2　我国将是全球最大的5G市场\t059
2．6．3　部分市场简介\t060
2．6．4　5G产业的资金和具有国际竞争优势的产业链\t069
第3章 5G框架下的智能制造实现\t075
3．1　拥抱CPMS是智能制造实施的基础\t077
3．2　以IIoT为核心的智能制造对5G的迫切需求\t080
3．2．1　eMBB是高效数据传输的前提\t082
3．2．2　URLLC是数据可靠性的保证\t083
3．2．3　智能制造要积极应对爆发式mMTC\t086
3．2．4　抗干扰的许可频谱\t088
3．2．5　智能制造需要一个可扩展的通信网络\t089
3．2．6　工业以太网和时间敏感网络（TSN）集成\t090
3．2．7　保持部件局域化/本地化\t091
3．2．8　智能制造实施过程中必须保证通信环节的安全性\t092
3．3　5G赋能智能制造总体架构\t092
3．3．1　智能制造架构逻辑关系\t094
3．3．2　未来智能制造以智能工厂为重要组成单元\t095
3．3．3　5G引领未来智能制造生态链\t098
3．4　5G赋能智能制造关键技术及模块\t099
3．4．1　5G工业网络相关技术\t099
3．4．2　5G工业互联网\t106
3．4．3　智能制造技术\t116
3．4．4　新兴技术及趋势简要概述\t134
3．5　5G赋能智能制造模式升级\t135
第4章 5G赋能智能制造的典型应用场景\t139
4．1　应用场景概述\t141
4．2　智能制造前端\t143
4．2．1　5G与C2M模式\t143
4．2．2 5G与数字化采购方案\t144
4．2．3　5G与管理培训\t146
4．2．4　5G与协同设计\t147
4．2．5　5G与定制新模式\t149
4．2．6 5G感知生产全流程\t150
4．3　智能制造生产端\t151
4．3．1　智能制造系统解决方案\t151
4．3．2　5G与智能排产\t152
4．3．3　5G与柔性生产\t155
4．3．4 5G与人机协同生产\t157
4．3．5　基于5G的设备运维及状态预警\t159
4．3．6　5G与智能工厂\t160
4．4　智能制造终端\t162
4．4．1　5G与智慧仓储\t162
4．4．2　5G与智能物流\t164
4．4．3　5G与智能质检\t167
4．4．4　5G与产品售后追踪\t169
第5章 5G赋能智能制造的挑战和机遇\t171
5．1　5G网络部署的难点和我国的策略选择\t173
5．1．1　高昂的5G网络基础建设成本\t173
5．1．2　非独立组网架构和独立组网架构的选择路径\t177
5．1．3　Sub-6G厘米波和毫米波：美国和中国的选择不同\t179
5．1．4　中国5G建设的策略选择\t180
5．2　5G私有网络：解放企业应用的束缚\t181
5．2．1　5G私有网络的安全性取决于在哪里处理数据\t182
5．2．2　适用于工业的5G：从降低成本到流程改造\t182
5．2．3　Wi-Fi和LTE占有一席之地\t185
5．2．4　5G私有网络实施的温床\t186
5．2．5　消费者的可选项和制造商的必选项\t188
5．2．6　5G私有网络紧随自动专用交换机的脚步\t189
5．2．7　可以选择用于5G私有网络的频谱\t190
5．2．8　5G私有网络的前景\t190
5．3　5G+智能制造时代必不可少的AI+边缘计算\t191
5．3．1　将AI推向5G的边缘\t191
5．3．2　为新的网络应用定义AI和边缘计算\t192
5．3．3　AI+MEC将兑现5G的承诺和愿景\t193
5．3．4　动态网络切片将增强高效的5G\t195
5．3．5　应对挑战：如何从愿景变为现实\t195
5．3．6　早期企业边缘部署需要考虑的事情\t197
5．4　O-RAN为5G网络架构创造更多可能\t197
5．4．1　O-RAN和智能制造的结合\t199
5．4．2　O-RAN面临的挑战\t200
5．5　安全性：企业应用5G+智能制造的首要考虑因素\t201
5．5．1　5G+智能制造面临的安全挑战\t202
5．5．2　确保5G+智能制造安全的途径\t206
5．6　5G赋能智能制造：挑战与机遇共存\t206
5．6．1　是行业+5G，还是5G+行业\t207
5．6．2　数据安全和隐私\t208
5．6．3　过于看重技术\t209
5．6．4　缺乏可靠的商业案例\t210
5．6．5　零碎的内部支持和缺乏资金\t210
5．6．6　保持简单和易用：项目成功的必要条件\t211
第6章 5G赋能智能制造将主导工业4．0\t213
6．1 5G将开启未来工业新模式\t215
6．2　5G和物联网的融合：实施智能制造的最优路径\t217
6．3　积极部署智能制造系统\t217
6．4　网络安全将变得更加重要\t218
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\t219
跋\t223