隨著5g時代的來臨，5g技術的應用已成為社會熱門話題，諸如5g與人工智慧、5g與車聯網等。而在製造領域，當智慧型製造成為全球發展共識，5g對於智慧型製造來說，又有什麼意義呢？
接下來，雲創智慧型集團將從以下三個方面**5g與智慧型製造的關係。
智慧型製造對無線通訊技術要求更高
智慧型製造具有以智慧型工廠為載體、以關鍵製造環節智慧型化為核心、以端到端資料流為基礎、以網路互聯為支撐等特徵，可有效縮短產品研製週期、降低運營成本、提高生產效率、提公升產品質量、降低資源能源消耗。智慧型製造過程中，雲平台和工廠生產設施的實時通訊，海量感測器與人工智慧平台的資訊互動、與人機介面的高效互動，對通訊網路有著多樣化的需求和極為苛刻的效能要求。
一方面，智慧型製造閉環控制系統中感測器獲取到的資訊需要通過極低時延的網路進行傳遞，最終資料需要傳遞到系統的執行器件完成高精度生產作業的控制，在整個過程需要網路極高可靠性，來確保生產過程的安全高效。
另一方面，工廠中自動化控制系統和感測系統的工作範圍可達幾百平方公里到幾萬平方公里，甚至可能是分布式部署。根據生產場景的不同，製造工廠的生產區域內可能有數以萬計感測器和執行器，需要通訊網路的海量連線能力作為支撐。
5g三大場景切合智慧型製造的通訊需求
在雲創智慧型集團看來，5g技術的迅猛發展正好切合了傳統製造企業智慧型製造轉型對無線網路的應用需求，5g技術定義的三大場景（embb、mmtc、urllc）不但覆蓋了高頻寬、低延時等傳統應用場景，而且還能滿足工業環境下的裝置互聯和遠端互動應用需求，這種廣域網全覆蓋的特點為企業構建統一的無線網路提供了可能。
mmtc（海量機器類通訊）：主要面向大規模物聯網業務。mmtc將會發展在6ghz以下的頻段，其將會應用在大規模物聯網上，目前較可見的發展是nb-iot。以往普遍的wi-fi、zigbee、藍芽等，較屬於家庭用的小範圍技術，回傳線路主要都是靠lte，近期隨著大範圍覆蓋的nb-iot、lora等技術標準的出爐，可望讓物聯網的發展更為廣泛。
urllc（超可靠低時延）：主要面向無人駕駛、工業自動化等需要低時延、高可靠連線的業務。在智慧型工廠，由於大量的機器都內建感測器，從感測器、後端網路、下指令，再傳送回機器本身的這些過程，若以現有的網路傳輸，將出現很明顯的延遲，可能引發工安事故。有鑑於此，urllc將網路等待時間的目標壓低到1毫秒以下。
5g在製造業中的典型應用場景
在物流方面，從倉庫管理到物流配送均需要廣覆蓋、深覆蓋、低功耗、大連線、低成本的連線技術。此外，虛擬工廠的端到端整合跨越產品的整個生命週期，要連線分布廣泛的已售出的商品，也需要低功耗、低成本和廣覆蓋的網路，企業內部或企業之間的橫向整合也需要無所不在的網路，5g網路能很好的滿足這類需求。
【物聯網】隨著工廠智慧型化轉型的推進，物聯網作為連線人、機器和裝置的關鍵支撐技術正受到企業的高度關注。這種需求在推動物聯網應用落地的同時，也極大的刺激了5g技術的發展。面對複雜的工業互聯需求，5g技術需要適應不同的工業場景，能滿足物聯網的絕大部分連線需求。因此，5g與物聯網是相輔相成的關係，物聯網應用落地依賴於5g提供不同場景的無線連線方案，而5g技術標準的成熟也需要物聯網應用需求的刺激和推動。
【工業ar】為快速滿足新任務和生產活動的需求，增強現實ar將在智慧型製造過程中發揮關鍵作用。在應用中，輔助ar設施需要最大程度具備靈活性和輕便性，以便維護工作高效開展。因此需要將裝置資訊處理功能上移到雲端，ar裝置僅僅具備連線和顯示的功能，ar裝置和雲端通過無線網路連線。ar裝置將通過網路實時獲取必要的資訊，如生產環境資料、生產裝置資料、以及故障處理指導資訊。
在這種場景下，ar眼鏡的顯示內容必須與ar裝置中攝像頭的運動同步，以避免視覺範圍失步現象。通常從視覺移動到ar影象反應時間低於20ms，則會有較好的同步性，所以要求從攝像頭傳送資料到雲端到ar顯示內容的雲端回傳需要小於20mms，除去螢幕重新整理和雲端處理的時延，則需無線網路的雙向傳輸時延在10ms內才能滿足實時性體驗的需求。而該時延要求，lte網路無法滿足。
【工廠自動化控制】自動化控制是製造工廠中最基礎的應用，核心是閉環控制系統。在該系統的控制週期內，每個感測器進行連續測量，測量資料傳輸給控制器以設定執行器。典型的閉環控制過程週期低至ms級別，所以系統通訊的時延需要達到ms級別甚至更低才能保證控制系統實現精確控制，同時對可靠性也有極高的要求。如果在生產過程中由於時延過長，或者控制資訊在資料傳送時發生錯誤可能導致生產停機，會造成巨大的財務損失。
此外，在規模生產的工廠中，大量生產環節都用到自動控制過程，所以將有高密度海量的控制器、感測器、執行器需要通過無線網路進行連線。閉環控制系統不同應用中感測器數量、控制週期的時延要求、頻寬要求都有差異，典型來看，週期時間和通訊頻寬大小的一些典型值如下：
5g切片網路可提供極低時延長、高可靠，海量連線的網路，使得閉環控制應用通過無線網路連線成為可能。基於華為5g的實測能力：空口時延可到0.4ms,單小區下行速率達到20gbps，小區最大可支援1000萬+連線數。由此可見，移動通訊網路中僅有5g網路可滿足閉環控制對網路的要求。
【工廠雲化機械人】在智慧型製造生產場景中，需要機械人有自組織和協同的能力來滿足柔性生產，這就帶來了機械人對雲化的需求。和傳統的機械人相比，雲化機械人需要通過網路連線到雲端的控制中心，基於超高計算能力的平台，並通過大資料和人工智慧對生產製造過程進行實時運算控制。
通過雲技術機械人將大量運算功能和資料儲存功能移到雲端，這將大大降低機械人本身的硬體成本和功耗。並且為了滿足柔性製造的需求，機械人需要滿足可自由移動的要求。因此在機械人雲化的過程中，需要無線通訊網路具備極低時延和高可靠的特徵。
5g網路是雲化機械人理想的通訊網路，是使能雲化機械人的關鍵。5g切片網路能夠為雲化機械人應用提供端到端定製化的網路支撐。5g網路可以達到低至1ms的端到端通訊時延，並且支援99.999%的連線可靠性，強大的網路能力能夠極大滿足雲化機械人對時延和可靠性的挑戰。
5g技術已經成為支撐智慧型製造轉型的關鍵使能技術。利用三大場景，5g技術可以將分布廣泛、零散的人、機器和裝置全部連線起來，構建統一的網際網路絡。由於實時性和可靠性高，5g技術不但能應用於工業場景中，還能支撐起個人移動化網際網路應用。5g技術的發展可以幫助製造企業擺脫以往無線網路技術較為混亂的應用狀態，這對於推動工業網際網路的實施以及智慧型製造的深化轉型有著積極的意義。
智慧型製造的5G需求
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