面向新型工业化的5G-A×AI 技术白皮书

学术   2024-11-29 06:30   北京  

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工业互联网是发展新型工业化的重要抓手,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。本白皮书由中国移动牵头编制,旨在提出面向新型工业化的5G-A和AI技术相乘赋能的技术愿景,推进5G-A×AI的发展和成熟。白皮书首先阐述了5G-A与AI融合创新的核心理念,然后分析了AI融入移动网络,助力打造面向5G-A的新型智联底座、新型智能中枢、新型智享业态的创新技术,总结了通过判别式、生成式、决策式人工智能技术赋能工业互联网,并反哺拉动5G-A网络需求的AI+工业应用的核心技术及场景。最后呼吁全球产业合作,共促5G-A×AI的技术成果转化和应用。

面向新型工业化的5G-A与AI发展概述

工业是国家综合国力的体现和经济增长的引擎,党的二十大进一步强调了发展实体经济,推进新型工业化的重要性。自2019年5G商用以来,我国通过系列政策引导“5G+工业互联网”发展,已取得显著成果,项目数超1.5万个,覆盖76个国民经济行业大类。当前,人工智能技术正加速变革生产方式,国家积极推动其与工业互联网的融合,以智能制造为主攻方向,推动制造业智能化转型,为高质量发展提供新动能。

在现代工业领域,5G-A与AI的融合正在引领一场新的技术革命,推动制造业等行业向更高效、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网络助力AI应用繁荣,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,可为不同行业AI应用提供基础设施。随着新型工业化的推进,5G-A与AI的融合应用场景将逐步丰富,推动工业迈向更加智能化的未来。

5G-A×AI赋能新型工业化发展理念

核心理念

AI赋能5G-A网络持续演进:通过对5G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便捷使能、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;

AI赋能工业应用升级发展:借助5G-A构建的连接、算力、数据能力,依托判别式、生成式、决策式人工智能技术,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AI应用从点状识别类向综合智能类扩展演进。

图1 5G-A×AI体系架构

实施方法

第一,以终为始,深入分析工业场景需求,精准把握5G-A、AI等技术的发展方向。

第二,迭代研发,基于技术演进,快速迭代终端、网络、平台、安全等产品能力。

第三,敏捷运营,通过数据持续驱动5G-A×AI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

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。

新型智能中枢

人工智能技术凭借智能感知、决策与预测的能力,为5G-A网络注入强大动力。其助力5G网络实现工业“算网控智”的全面数据锚定,确保网络资源和工业业务的智能协同运作,同时支持云边端智能协同下的实时决策与高效数据分析,为工业互联网打造一个全新的智能中枢。

新型智享业态

依托5G-A的新型连接和中枢能力,5G可提供多维定位、通感一体、网络智能管理等新型业态。不仅能推动传统行业的数字化转型,还催生了诸如智慧物流、智能制造、智慧城市等全新应用场景,为经济社会发展注入了新的活力与动能。

AI赋能的工业应用关键技术

判别式人工智能

判别式人工智能是指通过判断输入数据或信息来做出决策的人工智能,例如人脸识别或情感分析等,主要包含决策树、支持向量机、神经网络等模型。在工业领域,判别式AI技术广泛应用于质量检测、人员行为识别等方面,能够快速、准确地检测出产品缺陷,优化生产流程,提高生产效率和产品质量,并监控全厂区异常行为,保障安全生产。

生成式人工智能

生成式人工智能是基于生成算法、预训练模型和多模态技术,能够自动生成文本、图像、音视频等内容。在工业领域,仅依靠真实数据已经难以满足日益剧增的数据需求,生成式AI技术可以有效解决工业领域数据采集难、数量不足、分布不均、多样性差等痛点问题,被广泛应用于工业设计优化、行业知识库、数据分析和模拟等,助力提供创新设计解决方案,提升运营效率和产品质量。

决策式人工智能

决策式人工智能是通过分析历史数据和信息,帮助企业用户做出决策,其核心在于数据驱动和模型预测。在工业行业,该技术应用于风险评估、生产计划优化、设备预测维护等,实现精准决策和资源高效配置,推动工业生产的自动化和智能化。

发展展望

人工智能技术正在成为生产生活方式变革的关键动力,5G-A与AI的融合发展是科技创新的必然趋势。当前5G-A与AI的融合正处于关键起步阶段,中国移动将积极拥抱这一时代浪潮,拥抱数字AI时代,共筑5G-A与AI融合发展、螺旋上升新动能,创新赋能新型工业化,驱动产业升级新篇章,共创智慧未来新辉煌。

[参考文献]
[1] 工业和信息化部:“5G+工业互联网”系列科普问答
[2] 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所:《5G 工业应用白皮书》, 2020
[3] 中国移动:《中国移动5G确定性工业生产网白皮书》,2022
[4] 中国移动:《基于5G基座的新型工业算网控一体化技术白皮书》,2023
[5] 中国信通院:《人工智能白皮书》,2022

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