王海濱：新基建時代，工業(yè)5G 蓄勢待發(fā)
2020-6-10 來源：-- 作者：-
2019年是中國5G商用“元年”。從5G商業(yè)牌照的正式發(fā)放，運營商基站的迅速鋪開，再到5G手機的集中問世，都宣告著一個嶄新的移動通訊時代已經(jīng)來臨。如果說從1G到4G的革新解決了人與人之間的互聯(lián)，那么5G則將徹底打破人與人、人與機器、機器與機器之間的界限。正因如此，“工業(yè)５G”將會是5G未來發(fā)展最為茁壯的分支之一。
工業(yè)界正處于一場數(shù)字化轉(zhuǎn)型的根本性變革之中。不同于商用5G，方興未艾的工業(yè)5G與云技術(shù)、邊緣計算和人工智能等先進制造技術(shù)的融合共振，將為智能制造和工業(yè)生態(tài)的發(fā)展創(chuàng)造無限空間，為全球工業(yè)的數(shù)字化時代開啟新篇章。作為未來工業(yè)無線通訊的兩大核心技術(shù)，工業(yè)5G和工業(yè)無線局域網(wǎng)將相輔相成，共同賦能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。西門子率先擁抱這一全新通訊技術(shù)，并通過開發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品組合來支持其標準化和工業(yè)實施。
智能工廠和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)代表了工業(yè)未來發(fā)展的方向，這需要與時俱進的通訊架構(gòu)和全面的互聯(lián)互通，才能打造更為靈活、高效、安全的生產(chǎn)和物流體系。放眼未來，“工業(yè)5G”將成為全面構(gòu)筑智能工廠的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)從設(shè)計、生產(chǎn)到銷售及服務(wù)各個環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通和供應(yīng)鏈及產(chǎn)能的協(xié)調(diào)發(fā)展，進而促進資源的整合優(yōu)化，激發(fā)新的業(yè)務(wù)模式和潛能，進一步推動中國工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展邁入新階段。
工業(yè) 5G開辟生產(chǎn)制造全新前景
3GPP定義的5G三大應(yīng)用場景
作為中國“新基建”的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)之一，５G將前所未有地滿足工業(yè)無線通訊的苛刻要求。國際標準化組織3GPP定義了5G的三大應(yīng)用場景，每個場景的實現(xiàn)都將推動工業(yè)制造的變革。
首先，５G的超高可靠超低時延（URLLC）的特性使工業(yè)無線通訊更趨于實時，從而為移動機器人、自主物流和自動引導(dǎo)車（AGV）等復(fù)雜的工業(yè)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。這也是5G區(qū)別于4G的最本質(zhì)特征，亦是5G在工業(yè)應(yīng)用中大有作為的關(guān)鍵。
其次，其增強型移動寬帶（eMBB）能夠?qū)崿F(xiàn)全球網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的高速率數(shù)據(jù)傳輸，峰值帶寬可提高至10Gb/s，高達4G技術(shù)的10倍，這將使增強現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用發(fā)揮更大價值，為現(xiàn)場工程師提供支持，更穩(wěn)定自如地實現(xiàn)遠程控制和運維。
最后，５G能夠支持海量機器通信（mMTC），可以在一平方公里范圍內(nèi)連接多達一百萬臺設(shè)備，其“驚人”的連接數(shù)量將對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用大有裨益。工業(yè)現(xiàn)場需要安裝大量的傳感器（如位置、速度、溫度、壓力、流量等）為工廠中的過程監(jiān)控提供支持，通過mMTC應(yīng)用，這些遍布在工廠中的傳感器則可以輕松實現(xiàn)更大范圍的無線連接與智能應(yīng)用。
讓我們暢想一下未來工業(yè)5G全面覆蓋工廠的場景：通過云端和工業(yè)現(xiàn)場間數(shù)據(jù)的無縫傳輸，實時分析和處理工廠內(nèi)部的機器、邊緣設(shè)備和系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，對大量移動設(shè)備進行管理和優(yōu)化，并為生產(chǎn)管理決策提供及時支撐。例如，我們將看到“云控制”的自動引導(dǎo)車（AGV）攜帶著組件在生產(chǎn)線之間自如穿梭，通過云端統(tǒng)一協(xié)調(diào)和優(yōu)化行駛路徑，將物料準確傳遞到移動機器人手中，實現(xiàn)自組織生產(chǎn)。此外，通過MindSphere這樣的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)以及各種類型的APP，企業(yè)可以依托大數(shù)據(jù)分析和人工智能對設(shè)備進行預(yù)測性維護，有效提高設(shè)備利用率并減少產(chǎn)線故障時間，大幅提升生產(chǎn)效率。現(xiàn)場工作人員在任何地方，只需一臺平板電腦或其他終端設(shè)備就可以實時監(jiān)測和控制現(xiàn)場生產(chǎn)狀態(tài)，并通過增強現(xiàn)實眼鏡來接收維修設(shè)備的指導(dǎo)信息。而自動引導(dǎo)車的制造商也將通過工業(yè)5G遠程調(diào)試和維護設(shè)備，保障生產(chǎn)運行。
工業(yè)5G就如同一把“黃金鑰匙”，將以超高可靠性、超低時延和萬物互聯(lián)的特性，幫助用戶應(yīng)對工業(yè)環(huán)境中海量數(shù)據(jù)接入與關(guān)鍵數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)亩喾N應(yīng)用需求，打開通往工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)未來的大門，實現(xiàn)人、機、物的全面連接，促進各生產(chǎn)要素間的高效協(xié)同，從而為工業(yè)企業(yè)創(chuàng)造的效率和靈活性釋放乘數(shù)效應(yīng)。
更重要的是，工業(yè)5G還能與“新基建”中涉及的人工智能、邊緣計算、大數(shù)據(jù)等多種關(guān)鍵技術(shù)相互促進，它們之間發(fā)生的“化學(xué)反應(yīng)”將進一步賦能工業(yè)制造。例如，工業(yè)5G將加速邊緣計算與云的融合，實時拉近數(shù)據(jù)與算力間的距離，實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用場景中任務(wù)的“云分發(fā)”，無論是在云端或是邊緣側(cè)，都能高效收集和分析工廠生產(chǎn)運營的數(shù)據(jù)以支持快速決策。”
高可靠低時延是撬動工業(yè)5G應(yīng)用的關(guān)鍵
相較于5G在商業(yè)場景中多用到的高帶寬等特性，高可靠低時延才是工業(yè)5G發(fā)揮價值的關(guān)鍵，甚至可以說是5G進入工業(yè)領(lǐng)域的“門檻兒”。5G需要將三大場景相結(jié)合，才能更全面地滿足工業(yè)各場景的應(yīng)用需求，提供比傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)更重要的技術(shù)優(yōu)勢，為工業(yè)環(huán)境中的開創(chuàng)性應(yīng)用鋪平道路。
目前，3GPP發(fā)布的5G第一個標準版本Release 15更加側(cè)重的應(yīng)用場景是增強移動寬帶網(wǎng)絡(luò)，其主要目標是以更高無線網(wǎng)絡(luò)下載速率為主要特點的商用場景，而工業(yè)制造要求的超高可靠超低時延通信和海量機器通信在這一版本中還未得到充分體現(xiàn)。未來，伴隨著3GPP路線圖的發(fā)布，下一版本——即 3GPP Release 16將利用5G的高可靠低時延和海量機器連接的特性來支持更多類型的服務(wù)。此外，工業(yè)5G在各國的發(fā)展模式也成為廣泛關(guān)注的焦點。目前，德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)管理局已經(jīng)批準為德國企業(yè)劃分相應(yīng)的頻譜帶寬，并制定了配套管理政策和技術(shù)要求，以滿足工業(yè)環(huán)境特定的高實時性和安全性的需求。西門子也參與實施了真實工業(yè)環(huán)境下的工業(yè)5G獨立組網(wǎng)模式（SA）的企業(yè)專網(wǎng)試點項目。
西門子作為工業(yè)通訊領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)和5G-ACIA成員，從一開始就投身于工業(yè)5G這一全新通信標準的研究，不僅在生產(chǎn)運營環(huán)境中設(shè)立了研究項目和試驗平臺，同時專注于研發(fā)包含工業(yè)5G在內(nèi)的工業(yè)通訊產(chǎn)品組合，幫助工業(yè)企業(yè)提升效率、靈活性和生產(chǎn)力。
在中國，隨著“新基建”等產(chǎn)業(yè)利好政策的不斷落實，中國將迎來5G的突破性發(fā)展，因此，更需要產(chǎn)業(yè)鏈中的相關(guān)企業(yè)的精誠合作，打造屬于中國的“5G生態(tài)”。我們期待著以西門子多年來所累積的行業(yè)經(jīng)驗和技術(shù)專長為中國工業(yè)5G的落地生根貢獻力量，我們將與中國合作伙伴攜手共贏，共同挖掘工業(yè)5G的巨大潛力。
1847年，西門子創(chuàng)始人維爾納·馮·西門子發(fā)明了世界第一臺指針式電報機，由此開啟人類通訊的新紀元。今天，隨著工業(yè)5G的破土和怒放，西門子將攜手各方伙伴，在“新基建”時代共同描繪這一激動人心的未來工業(yè)新圖景。
工業(yè)５G已蓄勢待發(fā)，值得翹首以盼。
（來源：西門子（中國）有限公司）
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