5G五周年 | 5G如何推動(dòng)智能制造的革新?
盡管5G技術(shù)為智能制造領(lǐng)域帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機遇,然而在實(shí)際應用過(guò)程中,也面臨著(zhù)一系列的挑戰和難點(diǎn)。
2024-06-07 09:37:01
來(lái)源:通信世界全媒體 劉艷玲??

編者按

今年是5G發(fā)牌和正式商用5周年。整體來(lái)看,我國網(wǎng)絡(luò )建設穩步推進(jìn),已建設開(kāi)通5G基站達374.8萬(wàn)個(gè),5G網(wǎng)絡(luò )覆蓋全國所有地市、縣城城區,5G移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)達8.74億戶(hù),5G用戶(hù)普及率超60%。5G案例已超9.4萬(wàn)個(gè),行業(yè)應用已融入97個(gè)國民經(jīng)濟大類(lèi)中的74個(gè),在工業(yè)、礦業(yè)、電力、港口等行業(yè)規模復制,加速經(jīng)濟社會(huì )數字化轉型。

為全面回顧5G這五年來(lái)的成績(jì),深入探討當前5G發(fā)展現狀,通信世界全媒體特策劃“千行百業(yè)話(huà)5G”系列對話(huà),聚焦5G在千行百業(yè)的應用案例與經(jīng)驗分享,推動(dòng)5G技術(shù)的進(jìn)一步普及與應用,為未來(lái)5G的持續發(fā)展提供借鑒和啟示。

當前,智能制造正引領(lǐng)全球制造業(yè)變革。5G技術(shù)憑借高速、低延遲、大容量等特性,有力推動(dòng)智能制造發(fā)展。5G在智能制造領(lǐng)域的應用現狀究竟如何?又面臨著(zhù)哪些挑戰和難點(diǎn)?其未來(lái)的發(fā)展前景又將是怎樣的呢?在近日由通信世界全媒體舉辦的“千行百業(yè)話(huà)5G”系列對話(huà)中,行業(yè)嘉賓對此進(jìn)行了深入的探討。

5G技術(shù)正逐漸滲透到工業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節

自2019年工信部發(fā)布5G商用牌照以來(lái),5G技術(shù)正逐漸滲透到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深度融合,為工業(yè)制造帶來(lái)了前所未有的變革。

“從全球視角來(lái)看,無(wú)論國內還是國外的工廠(chǎng),都在探索一種無(wú)線(xiàn)技術(shù),以加快工業(yè)企業(yè)的柔性生產(chǎn)。特別是當前市場(chǎng)需求變化越來(lái)越快,企業(yè)內部產(chǎn)線(xiàn)的調整需求也非常大。而5G正好能通過(guò)其無(wú)線(xiàn)化特性和超遠距離的使用,為企業(yè)的產(chǎn)線(xiàn)調整提供了一定的網(wǎng)絡(luò )條件?!敝袊畔⑼ㄐ叛芯吭杭夹g(shù)與標準所副主任、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書(shū)長(cháng)沈彬講道。5G應用從視頻巡檢等外圍環(huán)節向研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、運維管理、產(chǎn)品服務(wù)等各環(huán)節深入拓展,涌現出機器視覺(jué)質(zhì)量檢測、現場(chǎng)輔助裝配等20大典型場(chǎng)景。

五年來(lái),5G技術(shù)賦能各行業(yè)能力顯著(zhù)提升。中國聯(lián)通研究院無(wú)線(xiàn)技術(shù)研究中心總監李福昌闡述了中國聯(lián)通在5G專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)上的持續進(jìn)步與革新。從5G專(zhuān)網(wǎng)1.0逐步演進(jìn)到工業(yè)2.0、3.0,直至現今的5G工業(yè)制造專(zhuān)網(wǎng),5G技術(shù)在大幅提升網(wǎng)絡(luò )能力的同時(shí),與大數據、云計算等先進(jìn)技術(shù)緊密結合,為用戶(hù)提供了更為強大的數據分析處理功能等,這一系列的升級換代進(jìn)一步深化了5G在智能制造領(lǐng)域中的應用。

“值得一提的是,5G與工業(yè)之間的關(guān)系并非僅僅是5G單向地向工業(yè)助力。工業(yè)本身也正在經(jīng)歷新一輪的開(kāi)放式自動(dòng)化變革,也需要進(jìn)行數字化改造。而5G的到來(lái)恰逢其時(shí),為這一變革提供了強大的支持?!卑`首席科學(xué)家俞一帆表示。

可能有人會(huì )產(chǎn)生疑問(wèn),5G是否與4G相似,或者是否過(guò)早地推動(dòng)了5G的發(fā)展。在用友網(wǎng)絡(luò )智能制造事業(yè)部助理總經(jīng)理張雷鳴看來(lái),5G的更多應用體現在To B行業(yè)中。To B行業(yè),特別是工業(yè)域,對實(shí)時(shí)性有著(zhù)極高的要求,而5G的低延遲特性恰好能滿(mǎn)足這一需求。5G對于解決方案提供商而言,不僅僅是一種基礎設施能力,更是推動(dòng)解決方案、軟件和業(yè)務(wù)場(chǎng)景創(chuàng )新的關(guān)鍵??梢哉f(shuō),沒(méi)有5G技術(shù)的支持,很多創(chuàng )新可能無(wú)法實(shí)現。

5G網(wǎng)絡(luò )需底層改動(dòng),以滿(mǎn)足工業(yè)自動(dòng)化需求

盡管5G技術(shù)為智能制造領(lǐng)域帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機遇,然而在實(shí)際應用過(guò)程中,也面臨著(zhù)一系列的挑戰和難點(diǎn)。

李福昌認為,要更深入地理解行業(yè)需求,通信與垂直行業(yè)的相互理解仍需加強。統一技術(shù)標準雖能降低成本,但也要考慮行業(yè)差異,要在個(gè)性中尋找共性。

其次是5G能力需要進(jìn)一步提升,需要加強有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)的融合以及連接和計算的融合,以提升整體解決方案。

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,長(cháng)期存在多樣化的系統和標準,且系統的更新?lián)Q代是一個(gè)逐漸演變的過(guò)程,而非一蹴而就的替換。因此,在推行5G技術(shù)時(shí),通信行業(yè)所追求的統一標準與工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的多樣性之間產(chǎn)生了顯著(zhù)的矛盾。

俞一帆結合實(shí)際項目經(jīng)驗指出,5G網(wǎng)絡(luò )的統一安全體系與工業(yè)化安全體系之間可能存在碰撞。為了滿(mǎn)足工業(yè)自動(dòng)化的安全需求,需要對5G網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行大量底層的改動(dòng)。此外,5G基站的部署和配置涉及大量參數,規模部署成本高。為了實(shí)現5G網(wǎng)絡(luò )在智能制造中的廣泛應用,需要簡(jiǎn)化5G網(wǎng)絡(luò )的操作難度,并提高其與傳統工業(yè)自動(dòng)化系統的兼容性。

在實(shí)踐中,工廠(chǎng)采納5G技術(shù)并非僅僅為了技術(shù)本身,而是為了解決實(shí)質(zhì)性問(wèn)題和提升運營(yíng)效率。單一的5G技術(shù)并不能完全滿(mǎn)足需求,而是需要與邊緣計算、工業(yè)軟件以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等技術(shù)綜合應用,提供全面的解決方案。

沈彬認為,工業(yè)企業(yè)也需要進(jìn)行相應的改造以適應和利用這些新技術(shù)。例如,實(shí)現設備的聯(lián)網(wǎng)化,以便更好地與底層基礎設施相銜接。同時(shí),結合當前熱門(mén)的人工智能技術(shù),進(jìn)一步提升工業(yè)企業(yè)的運營(yíng)效率等。不過(guò),在5G網(wǎng)絡(luò )構建方面,雖然投入了大量資源,但其價(jià)值并不僅僅體現在5G網(wǎng)絡(luò )本身,而是更多地通過(guò)提升產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、運維水平,以及增強企業(yè)在市場(chǎng)變化中的應對能力和創(chuàng )新能力來(lái)顯現。

標桿案例為鑒,優(yōu)化5G應用實(shí)踐

隨著(zhù)5G技術(shù)的日益成熟以及綠色化、智能化、高端化的理念深入各個(gè)行業(yè),5G工廠(chǎng)的火越吹越旺。

從2022年發(fā)布《5G全連接工廠(chǎng)建設指南》,到2023年發(fā)布《2023年5G工廠(chǎng)名錄》,全國已經(jīng)收納300個(gè)已經(jīng)建設完成的5G工廠(chǎng),涉及到26個(gè)省、自治區和直轄市,覆蓋包括制造業(yè)、采礦業(yè)等25個(gè)國民經(jīng)濟大類(lèi)。值得一提的是,這些5G工廠(chǎng)所采用的生產(chǎn)模式,為廣大企業(yè)提供了可借鑒的標桿,推動(dòng)著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)向更高效、更智能的方向發(fā)展。

“借助標桿案例,工廠(chǎng)可以通過(guò)復制成功場(chǎng)景來(lái)優(yōu)化自身生產(chǎn)模式。盡管各工廠(chǎng)需求不同,但可提煉出技術(shù)和基礎設施建設的共通點(diǎn),形成可復制的標桿模式,助力技術(shù)創(chuàng )新共享?!鄙虮虮硎?。

對于如何應用5G,李福昌建議可以從以下幾個(gè)方面入手:

首先,深入了解企業(yè)的實(shí)際情況。對于初創(chuàng )或中小企業(yè),引入5G和5G-A時(shí)可以更加大膽創(chuàng )新,而對于智能化程度已經(jīng)較高的企業(yè),則需要考慮如何與現有基礎設施協(xié)同發(fā)展。

其次,明確5G專(zhuān)網(wǎng)或數字化轉型的目標方向。如果僅定位于生產(chǎn)管理類(lèi)應用,實(shí)施難度相對較低,因為視頻監控、生產(chǎn)調度等應用已經(jīng)比較成熟。但如果要實(shí)現核心生產(chǎn)環(huán)節全數字化、全5G化,那么技術(shù)方案的難度就需要綜合考量了。

最后,注重生態(tài)合作也是關(guān)鍵。對于工廠(chǎng)等中小企業(yè)而言,很難通過(guò)自身規模來(lái)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈,與運營(yíng)商、設備商、平臺廠(chǎng)商等的協(xié)同合作,能更好地降低成本,推動(dòng)數字化改造。

“企業(yè)的邊界是有限的,它可能取決于企業(yè)規模、市場(chǎng)、資金,但是生態(tài)的邊界是無(wú)限的,它有很大的想象空間?!睆埨坐Q補充道。

對于服務(wù)廠(chǎng)商而言,在建設5G工廠(chǎng)或在企業(yè)中部署5G時(shí),IT技術(shù)與管理是緊密結合的。張雷鳴講道,企業(yè)內部IT人員需要懂管理、懂運營(yíng)。這對于建設5G工廠(chǎng)和智能制造體系具有極大的幫助,可以更好地將5G技術(shù)融入企業(yè)的實(shí)際運營(yíng)中,從而提升企業(yè)的整體效率。

從蒸汽機時(shí)代到電氣化時(shí)代,從電氣化時(shí)代到信息時(shí)代,每一個(gè)時(shí)代都有與其特點(diǎn)相對應的制造工廠(chǎng)。如今,隨著(zhù)從信息時(shí)代向智能時(shí)代進(jìn)發(fā),全球制造業(yè)正在經(jīng)歷工業(yè)4.0變革。展望未來(lái),5G智能制造將會(huì )呈現怎樣的發(fā)展趨勢呢?

沈彬認為,隨著(zhù)5G技術(shù)全面應用于工業(yè)領(lǐng)域,當前工業(yè)網(wǎng)絡(luò )布局錯綜復雜的結構將發(fā)生變化。在5G的賦能下,工業(yè)網(wǎng)絡(luò )將實(shí)現無(wú)線(xiàn)化、簡(jiǎn)潔化,整個(gè)網(wǎng)絡(luò )布局將變得清晰。此外,5G技術(shù)還將實(shí)現生產(chǎn)的可視化管理、資源的實(shí)時(shí)調度和靈活應用,從而推動(dòng)工業(yè)的快速發(fā)展和智能化轉型。

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