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智能工厂会从5G中受益吗?——专家这样说

作者:小罐子 时间:2019/10/29 阅读:3828
4G的替代品即将出现,并可能会给制造业带来变革。 5G正在路上,下一代无线技术预计将提供远远超过4G的速度,并 […]

4G的替代品即将出现,并可能会给制造业带来变革。

5G正在路上,下一代无线技术预计将提供远远超过4G的速度,并已经吸引了电信公司的兴趣和投资,有可能成为制造业转型的催化剂。

目前,5G并不一定被定义为一个独立的系统;相反,包括LTE Advanced和LTE Advanced Pro在内的过渡技术正在实施,以便在完全转向5G基础设施之前,融合多个频率的带宽并提高设备速度。

在450 MHZ- 6 GHZ和4 GHZ – 52 GHZ频段范围内的部署正在进行中。我们可以预期,随着5G所需架构的构建、测试和发布,以及现有4G基础设施依赖的剥离,5G将逐步推出。

爱立信、华为、高通、三星、英特尔和其他供应商已经在研究这项技术,有些还提供了5G相关的硬件解决方案,并已与电信公司合作进行了5G的部署测试工作。美国、英国和韩国等国家正在进行试点,新加坡最近要求其主要运营商提交5G频谱套餐的方案。

据Gartner的数据预测,到2020年年底,全球5G市场的市值将达到42亿美元,因为公司会投资用于基础设施升级,这是推出5G所必需的。

当4G到来时,主要的用例是显而易见的:内容流。因为消费者开始要求更多的带宽和更好的速度来方便使用在线服务,比如YouTube, Netflix和Spotify时,电信公司回答说。

然而,当谈到5G时,显而易见的用例并不是那么容易定义的。

上周在巴塞罗那举行的高通5G峰会上,Verizon设备技术副总裁布莱恩·麦库姆向与会者表示,该公司已经投资了数十亿美元,但除了消费产品、远程工作和联网车辆外,目前还没有“杀手锏”案例。

5G的应用需要改革现有的体系结构和可能涉及软件定义网络(SDN)的设置和多路边缘计算,在这里拍卖已经成为各个竞争厂商的战场。而且每个国家都有自己的版本的5G,而不是坚持一个全球公认的标准。

尽管5G缺乏一个主要的案例,但制造业一直被认为是该技术可能改变的一个领域。

智能工厂,也被称为工业4.0,定义了工业设置从遗留系统到连接技术的转变。这包括使用物联网(IoT)设备、传感器、边缘计算、自修复网络和自动化。

工业4.0依赖于互联互通。没有稳定、快速的连接,工业网络无法捕获或处理由物联网传感器或边缘产生的地面数据,这些信息也无法用于设备监控或维护。同时,运营商也无法看到实时出现的问题,SDN和基于自动化的架构可能也无法正常工作。

光纤作为一个独立的连接选项,可以提供所需的速度、延迟、可靠性和容量,但5G最终有望提供更多解决“最后一英里”问题的方法,并增强移动性。

然而,5G不应该被认为是光纤连接的替代品,因为5G基础设施将需要光纤的支持和支撑,尤其是在小范围部署和5G无线电方面。

欧盟自动化主管乔纳森·威尔金斯表示,在设备流量方面,5G可以通过三种核心方式改善制造业。

增强的移动宽带(eMBB)的好处——鉴于5G的10 gbps的理论峰值数据速率,以及超可靠的低延迟通信(URLLC)电台所提供的1毫秒的延迟,可以帮助防止工业操作中断和大规模的机械化的通信(eMTC)。5G可以理论上支持每平方公里一百万台设备,以及完美的机器对机器(M2M)通讯和工业物联网应用程序。

预计无线技术不仅可以促进更多的物联网设备,还将改善数据收集、延迟和信息流的自动化。

“在工业自动化领域,5G网络最终将能够取代有线连接,甚至应用在要求更高的领域,如运动控制和高吞吐量视觉系统,”威尔金斯说,“3GPP和IEEE等组织仍在对以太网协议进行标准化,以便将时间敏感网络(TSNs)纳入5G架构,这将允许5G实现低延迟和高可用性。”

5G对工业部门的另一个主要好处是灵活性。通过工厂和供应链上的物联网传感器网络,操作员可以通过实时收集和分析数据,包括机器性能、员工活动和物流,以及预测分析等方式发现故障,而不是以线性方式。

:“为了提供从设计到产品分发的各种操作,制造商目前正在使用以太网、WIFI和4G LTE连接工厂设备。” 位于SOTI的企业移动副总裁Stefan Spendrup告诉ZDNet,“然而,5G的实施可以让运营商在一个网络下无缝地为整个设施提供电力,从而更快地适用工业4.0创新。”

有了5G,工业运营商和员工将不必依赖固定的有线通信基础设施。这进而可能推动智能工厂超越物联网、大数据和我们目前的M2M/ML实验,并走向虚拟现实(VR)和增强现实(AR)应用。

谷歌眼镜的转变,即从一个进入消费领域失败的尝试到成为被用于AR增强现实数据查找和训练的工厂地板上装置,说明只要工业企业愿意投资新技术时就可能会产生一个ROI,但是与移动设备类似,它总是需要可靠的互联网连接。

可穿戴设备是下一代无线技术可能受益的一个用例,虚拟现实头盔和机器人技术也可能受益。生产线可能会加快速度,仓库可能会使用耳机进行“视景拾取”应用,人工错误率可能会降低。

“为了有效利用自动机器人、可穿戴设备和VR头戴设备,5G的特性是必须的,这些技术塑造了智能工厂的未来,5G是物联网的关键推动因素”,斯彭德鲁普补充说。

供应链也可能受益于5G。据凯捷公司研究估计,约75%的行业参与者都计划在5G技术投入使用后的前两年内实现5G,而根据凯捷公司数字制造团队成员奈杰尔·托马斯的说法,5G可以“使整个供应链实现无缝移动”。

“考虑到基于库存水平的自触发下单,5G连接10-100倍设备的能力,以及更好的安全协议和99.999%的可用性,将使这些交易更加可靠”, 托马斯说,“5G还将允许对零部件和供应商的包装进行虚拟测试,比如3D x射线成像,以创建极其精确的制造零部件数字复制品,从而远程验证它们的规格。”

5G将如何改变工业运营的另一个有趣方面是“技能互联网”,这是智能工厂鲜为人知的一个方面。

爱立信将技能互联网描述为“使任何人都能远程教学、被教学和执行行动”的手段。它要求高效地捕捉、传输和呈现基于视觉、听觉和感知的信息,而这只能通过高速移动网络来管理。

在工业领域,技能互联网可能有利于工厂员工的培训和监督。

“分享知识和技能的能力是工业4.0被忽视的一个方面,但它与自动化或互联设备同样重要”, Infosys咨询公司的制造业合伙人Rafi Billurcu说,“然后工人们就可以获取到从对机械性能的实时观察到教育和培训资源的所有企业内部信息”。

尽管工业4.0成为5G的一个使用案例,但这并不意味着它不会对企业构成挑战。

在未来许多年里,工业部门都不太可能实现5G承诺的全速和连通性,因为在升级成为必要之前,许多公司将依赖遗留系统和旧网络。

有线连接和3G/4G转换的初始投资也会这种转换变得困难。除非支持5G的智能工厂确实能提供投资回报率,否则企业可能会选择等待时机,然后再把资金投入到对现有基础设施的全面改造上。

“很大程度上,制造商面临的挑战与商业案例的有效性有关,”托马斯补充说,“例如,如果一家工厂正在制造与过去50年相同的航空零部件,他们可能不会选择在机器上安装传感器。但是,如果他们能够构建一个业务案例来演示捕获制造数据的能力能够提高质量、产量和生产率,那么他们就会进行投资。

当把整个供应链都纳入考虑范围时,就会出现问题。制造商将不能强制要求供应链上的每个人都应该投资这项技术。这可能是由制造商的投资,驱动程序的采用和使用向下的供应链造成的。因为很多投资案例都需要时间来证明,而这可能只会在曲棍球杆启动时才能反映出来。”

 

 

原文作者:Charlie Osborne

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