助推产业数字化 “5G+AI”应用广泛拓展

近日，中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》提出，要夯实数字中国建设基础，打通数字基础设施大动脉，畅通数据资源大循环。5G提供了万物互联的广泛基础，基于AI的各种应用已渗透到各个领域，两项技术的深度融合为我们的生产生活开启更多可能，成为构建未来信息社会的基础。本期邀请专家围绕相关问题进行研讨。

  5G和AI融合是经济发展迫切需求

  5G与AI二者相互融合将给我们的生产生活带来哪些改变？

  彭木根（北京邮电大学信息与通信工程学院院长、网络与交换技术国家重点实验室副主任）：5G是指第五代移动通信技术，相比从2G到4G以传输速率性能提升为单一目标的技术演进路线，5G提出了以“大容量、海量接入、低时延”为代表的多维度极致性能需求。如何在复杂网络环境下，实现网络性能供给与用户多元超高体验需求的灵活适配，特别是针对种类繁多的行业应用，通用的单一无线网络如何适配各垂直行业特殊需求，这些是5G面临的核心挑战。

  近年来，以深度学习为代表的AI（人工智能）技术迅猛发展，实现了对复杂环境和问题的高准确率分析判断和预测，也能适应不同垂直行业应用的特殊需求，这为充分解锁5G性能瓶颈和确保5G公网专用提供了切实可行的技术路径。除技术层面外，在我国着力布局推动的新型基础设施建设战略中，5G和AI分别作为信息基础设施中通信基础设施和新技术基础设施的核心组成，需要二者结合催生融合创新型基础设施。因此，从国民经济和社会发展层面，也对5G和AI融合提出迫切需求。

  鉴于AI在发掘5G性能和经济社会效益价值潜力、拓展应用场景方面的巨大前景，国际电信联盟于2017年成立FG-ML5G工作组，旨在研讨AI技术在5G和后5G时代的应用场景、潜在需求和网络架构设计等，引起世界范围内学术界和产业界的广泛关注。3GPP（第三代合作伙伴计划）作为引领5G和未来6G关于协议制定的全球国际标准化组织，在业务、网络架构等多个层面全方位引入AI技术，将其作为未来移动通信系统的关键赋能技术。欧洲、日本等地域标准化组织也在积极推进5G和AI融合的技术研发与应用。我国也成立了相关工作组，并发布了一系列研究报告和技术白皮书。

  目前，5G移动通信系统中AI技术发展与应用已渐入佳境。根据国内外各大通信设备厂商对全球132个主要5G通信运营商的调查报告，截至2022年底，超过63%的运营商已着手整合AI技术；65%已利用AI技术改善业务质量，提供用户定制化服务；80%确信AI技术未来能够极大降低5G网络的建设和运维成本。

  在5G移动通信系统中引入AI技术，不仅能够提升和增强传统无线业务和网络服务能力，更能进一步拓展5G应用新场景。在传统无线业务应用场景中，AI技术对提升5G网络的运维能力和用户体验起到关键作用。在日常网络运维方面，基于AI领域的知识问答和内容推荐技术，能够极大提升用户需求响应效率。在网络部署和选址规划方面，通过AI技术进行数据分析处理，可部分代替传统人工现场测量，提升布网效率，降低部署成本。在无线业务应用和用户体验方面，由于AI技术在计算机视觉和自然语言处理等领域快速发展，极大改善了用户感官体验，丰富了深层次精神世界需求。在5G新型应用场景拓展方面，AI技术推动5G在垂直行业领域应用，特别是在促进石油化工、建筑、矿场等安全生产方面，通过部署5G专网，能够支持一线生产现场传感器、摄像头等监控设备的异构海量连接，极大增强对生产状态的布控能力。同时，在网络边缘侧通过AI技术对大规模多模态数据进行监控分析，实现智能精准化异常故障预警和风险管理，进而显著降低生产故障和安全事故率，大幅提升生产效率。

  5G和AI作为近年来全球信息领域高速发展的典型代表性技术和核心成果，推动二者融合创新，对我国通过数字经济实现“以现代信息网络为主要载体，以信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为重要推动力”的重大转型和高质量发展具有重大意义。

  《“十四五”数字经济发展规划》提出加快建设信息网络基础设施，对5G与AI在通信基础设施建设层面的融合提出需求。同时，推进云网协同和算网融合发展，需要在5G网络能力建设方面，提升数据中心跨网络、跨地域数据交互能力，加强面向特定场景的边缘计算能力，强化算力统筹和智能调度，以实现面向政务服务、智慧城市、智能制造、自动驾驶、语言智能等重点新兴领域提供体系化的人工智能服务，这进一步明确了5G和AI融合的应用场景与发展方向。此外，《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》《关于提升5G服务质量的通知》《关于推动5G加快发展的通知》等一系列文件中，在产业政策层面促进和推动了5G和AI融合发展。

  随着ChatGPT等通用人工智能技术的重大突破，现阶段信息技术革命很可能正在接近质变的“奇点”。5G和AI融合，也正从“AI赋能泛在5G”的上半场，转向“5G解锁通用AI”的下半场。除进一步提升模型性能和扩展应用场景外，如何大幅降低大规模复杂模型的学习能耗和时间成本，也是实现通用人工智能需要冲破的瓶颈所在，5G网络边缘侧和终端侧所存在的大量分散算力资源有待进一步整合挖掘。因此，如何在网络边缘通过协同支持通用AI模型的学习推理，实现AI超高计算需求与边缘分散通信、与计算能力间的灵活高效适配，推动后5G时代乃至6G时代的“边缘智能”和“内生智能”，将是重要发展方向。

  产业数字化决定企业前途

  “5G+AI”在推动产业数字化转型方面取得哪些成效？

  赵睿斌（国家信息中心高级工程师、中国数字政府建设研究课题组组长）：“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出，深入实施智能制造和绿色制造工程，发展服务型制造新模式，推动制造业高端化智能化绿色化。当前，数字化浪潮席卷各行各业，人工智能、大数据与云计算等新技术群落的发展，带来生产关系深刻变革。特别是面对ChatGPT等人工智能浪潮席卷全球，产业侧领域的数字化已不再是可有可无、锦上添花，而是决定企业存亡的必然选择。

  我国已建成全球规模最大、技术领先的网络基础设施。截至2022年底，已累计建设开通5G基站231万个，千兆光网具备覆盖超过5亿户家庭的能力；移动物联网连接数首次超过移动电话用户数，成为全球第一个实现“物超人”的国家。“5G+工业互联网”加速融合，典型应用场景已在采矿、电力、钢铁等22个国民经济重点行业推广，支撑实体经济降本提质增效。人工智能赋能制造业数字化转型，以机器视觉、数字孪生工厂、工业机器人、智能巡检、智能监测等为代表的智能工厂建设，以产业大脑实现行业网络化协同、个性化定制、服务化延伸等新模式新应用以及打造智能供应链、产业链等已在多个行业落地，并以极快的速度探索前沿应用。

  “5G+AI”助推工业数字化转型升级。按照目前工业互联网超万亿元规模效应，5G和AI融合能够让工业互联网技术达到制高点，进一步助推工业互联网关键技术应用落地。以ChatGPT为代表的大型语言人工智能模型不仅能提升产业领域的生产效率，也能促进岗位升级，提高传统工作岗位附加值。5G和AI融合赋予了工业互联网更多场景落地的有效性，例如边缘智能可以很好地解决工业企业数据隐私安全、异构网络融合等核心痛点。此外，还可赋能工业互联网，在设备远程维护、实时数据采集等领域发挥技术优势。

  “5G+AI”助推汽车智能领域释放巨大动能。汽车产业正朝着电动化、智能化、网联化、共享化方向发展，在万物互联时代，汽车是智能深化场景中最为关键一环，尤其是随着智联网时代到来，智能汽车被看作是继智能手机之后的第二大智能移动终端。一方面，5G技术能为驾驶者带来更优质的娱乐体验，保障出行安全，提升出行效率，并为未来自动驾驶提供良好先决条件；另一方面，AI技术能够帮助座舱实现驾驶员识别、疲劳驾驶监测等数字化功能，让汽车成为智能化的“第三生活空间”。

  “5G+AI”助推智慧港口数字化效能升级。5G能够提升港区作业自动化和智能化水平，并通过“人工智能算法+北斗定位应用”，有效实现多路编组整船作业，全程精准感知轮吊自动化作业，在不改变传统港口业务运营模式前提下，借助新的科技与工艺，不断提升单机设备自动化、数字化、智能化能力，并制定新的运营规则、实施全新技术路线，从而实现真正意义的“智慧港口”。

  也应看到，在产业数字化转型过程中，还面临着诸如线下营销成本较高、获客较难、用户黏性较低、基础技术支撑能力不足等问题。例如，传统产业、中小企业智能化转型升级缓慢，技术基础、人才基础、算力基础等仍不健全；智能制造领域的关键核心技术仍受制于人，高端数控系统、传感器等核心部件依赖进口，特别是半导体核心产业、核心工业设计软件、智能检测设备等对外依赖度较高；智能制造产业生态体系尚不完善，优质企业与国际性品牌有待培育，创新能力有待进一步提升；网络安全风险不容忽视，特别是随着近年来以勒索软件为代表的网络黑色产业商业化发展，我国有相当数量制造企业遭遇过勒索攻击。

  为进一步推动产业迭代升级，亟需采用“5G+AI”破解信息孤岛问题，夯实信息基础设施，实现产业高质量发展。

  一是加快支持国家智能制造集群的数据中心布局，实现对集群内产业相关数据汇聚和应用。前瞻布局支撑集群数字化、智能化发展的算力能力底座，实现快速计算处理和高级建模分析。

  二是加快5G应用，深化“5G+工业互联网”融合发展和典型应用场景推广。试点建设5G工业传输专网，支持集群内企业运用5G、TSN（时间敏感网络）等实施内网改造。

  三是加快未来工厂建设，优化要素管理，实现生产设备、产线、车间及工厂智能化运作，推动企业间数据互联和业务互联，提升大批量个性化定制和小批量个性化制造能力。

  四是加强科研能力供给，健全5G和AI融合关键核心技术攻关科研机制，提升以企业为主的产学研深度融合力度。鼓励企业自主加大对基于5G与人工智能各类业务场景核心引擎研究投入和投资。

  五是健全网络安全保障，围绕智能制造、工业互联网等筑牢可信可控的数字安全屏障，逐步完善网络安全法律法规和政策体系。增强数据安全保障能力，逐步建立数据分类分级保护基础制度，分领域健全网络数据监测预警和应急处置工作体系。

  促进生活方式治理方式转变

  “5G+AI”在推动社会生活智能化方面取得哪些成效？

  陈凤仙（中国电信研究院高级分析师）：近年来，5G与AI出现加速融合趋势。2021年7月，工信部、中央网信办、国家发展改革委等10部门联合印发《5G应用“扬帆”行动计划（2021—2023年）》，开启5G融合应用新航程，加快驱动生活方式转变和治理方式升级。

  “5G+AI”让公共服务更有温度。公共服务领域依托5G和AI融合不断实现技术突破，服务更加人性化、场景化、价值化，大大提升了群众的获得感和幸福感。一是推动医疗行业向精细化管理、个性化治疗变革。特别是在健康管理、远程诊断、急诊救治等方面，5G已实现多点推广应用，工信部、卫健委“5G+医疗健康”应用试点项目数量达到987个。二是推动教育教学方式变革。云3D、虚拟仿真、VR等有效实现无损耗高速传输利用，课程教学逐渐向“线下教学+线上教学+虚拟仿真”转变，涌现出“广东省5G+考试智能综合系统”等一批典型应用案例。三是在智慧养老领域展现出强大力量。例如，电信运营商打造智慧养老平台，实现老年人健康数据智能化采集、分析和管理。浙江舟山创造老年人“智能腕表”服务模式，提供紧急求救、电子定位等功能。

  “5G+AI”让社会治理更有精度。5G和AI融合已成为推动智慧治理的重要力量，引领社会治理不断探索最优解。一是升级智慧交通，车辆与道路、交通信号灯等设施实现实时通信和数据共享，强化了交通快速预警和调度能力。例如，深圳市已初步构建起交通大数据平台，完成50个系统数据汇聚。二是助力智慧环保，实现实时监测环境污染情况、污染物排放情况以及预警违规排放行为等。成都市实施大气污染AI小尺度溯源，有效解决环境污染溯源难题。三是赋能智慧能源，北京市通过5G和AI融合，实现了电力系统的智能调度和运行管理、供热系统的智能控制和城市供水精细化管理。四是构建智慧安防，全国已建成近30万个智能安防小区，通过车牌识别、视频监控等科技手段，有效提升了居民小区治安防控效能。

  “5G+AI”让生活空间更有广度。近年来，元宇宙让人们对未来生活有了新期待。5G和AI是元宇宙的核心底层技术，5G与AI、XR加速融合，推动实现万物互联，打造沉浸式数字生活新空间。一是智慧旅游得到新提升。在5G和AI融合加持下，元宇宙模拟景点更加逼真，人们通过VR就能获得身临其境的沉浸式体验。2022年11月，全球首个景区元宇宙平台“张家界星球”测试版正式发布，用户只要支付1元报名费即可参与体验。二是数字人带来多方位新体验。借助元宇宙，数字人正在进入直播、传媒以及营销等更为广泛的应用场景。2021年6月，我国首个虚拟学生“华智冰”入学清华大学；2022年4月，云南发布首个虚拟数字人“云诗洋”，成为可以和自然人相伴的“人”。三是智慧购物创造消费新空间。中国电信“天翼云图”推出AR云Go、VR云Mall、AR城市景观等新消费产品，开辟品牌营销增长新路径。

  当前，“5G+AI”正在推动社会生活发生颠覆性变革，但仍处于探索阶段，技术应用带来的挑战不容忽视，特别是ChatGPT的出现，让数字经济原本具有的隐私安全、社会伦理、数字鸿沟和算法偏见等问题更加凸显。下一阶段，应深化5G和AI融合技术创新，加快完善数字治理，创造更便利、更智能、更舒适、更有品质的社会生活。

  第一，突破核心技术，创造更多应用场景。5G和AI融合是引领数字化转型的核心技术，要下大力气打造顶尖核心技术团队，扩大技术创新投入，打破制约科技创新的体制机制障碍，集中优势资源推动技术突破。同时，推动更多应用场景落地，更好赋能经济社会发展。

  第二，增强算力支撑，筑牢可靠基础底座。系统评估国家现有算力，测算“5G+AI”生态系统的算力需求，考虑不同地域、不同领域的算力需求差异，统筹规划算力建设布局和应用。落实国家一体化大数据中心枢纽节点建设要求，进一步深度融合5G、AI、物联网等技术要素，建设梯次分布、技术融合的算力基础设施体系。

  第三，推动监管创新，构建治理规则体系。明确AI治理机构，建立AI监管体系，深入研究隐私保护、数据治理等，破解AI使用的价值观、知识产权等问题，规范透明度、安全性和问责制，建立完善监管规则和技术规范。同时，在发现未知漏洞、检测恶意活动、采取对策防御等方面集中发力，加快监管技术创新。