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文/西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁、西門子大中華區(qū)數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)總經(jīng)理 王海濱

2019年是中國5G商用“元年”。從5G商業(yè)牌照的正式發(fā)放，運(yùn)營商基站的迅速鋪開，再到5G手機(jī)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(jī)器、機(jī)器與機(jī)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)而促進(jìn)資源的整合優(yōu)化，激發(fā)新的業(yè)務(wù)模式和潛能，進(jìn)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5G的三大應(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(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(qiáng)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(dá)4G技術(shù)的10倍，這將使增強(qiáng)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(yuǎn)程控制和運(yùn)維。

最后，５G能夠支持海量機(jī)器通信（mMTC），可以在一平方公里范圍內(nèi)連接多達(dá)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(jī)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(jìn)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(zhǔn)確傳遞到移動機(jī)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(jìn)行預(yù)測性維護(hù)，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(qiáng)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(yuǎn)程調(diào)試和維護(hù)設(shè)備，保障生產(chǎn)運(yùn)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(jī)、物的全面連接，促進(jìn)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(jìn)，它們之間發(fā)生的“化學(xué)反應(yīng)”將進(jìn)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(yùn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)版本Release 15更加側(cè)重的應(yīng)用場景是增強(qiáng)移動寬帶網(wǎng)絡(luò)，其主要目標(biāo)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(jī)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(jī)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(zhǔn)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(dú)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(biāo)準(zhǔn)的研究，不僅在生產(chǎn)運(yùn)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(xiàn)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(jī)，由此開啟人類通訊的新紀(jì)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。