同智能手機(jī)用戶一樣，工業(yè)企業(yè)也期待著全新5G無線移動標(biāo)準(zhǔn)的到來。它能幫助公司實(shí)現(xiàn)機(jī)器的互聯(lián)互通，從而使工廠和內(nèi)部物流運(yùn)營達(dá)到前所未有的高效、自動化與靈活。

目前，工廠里大部分機(jī)器仍依靠電纜連接。不過，這種模式在不久之后定會發(fā)生改變，因?yàn)樾碌?G通訊標(biāo)準(zhǔn)就要來了！自2020年起，5G標(biāo)準(zhǔn)將在德國施行。它的初始數(shù)據(jù)速度為每秒1到5吉比特，隨后增長至每秒20吉比特。這一巨大的飛躍讓5G比它的前身LTE快10到20倍。 

這對智能手機(jī)用戶來說無疑是一個好消息，因?yàn)?G讓他們在任何地方（包括戶外）都能觀看4K電影。但對于工業(yè)企業(yè)來說，5G的意義遠(yuǎn)不止于此。它是工業(yè)4.0道路上的里程碑。在工業(yè)4.0時代，綜合性的數(shù)字化服務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)將使智能工廠更為靈活高效。  

作為一種無線網(wǎng)絡(luò)，5G能夠連入“萬事萬物”，從自動貨架系統(tǒng)到生產(chǎn)機(jī)器人、空調(diào)系統(tǒng)和控制面板。它將成為一種綜合性網(wǎng)絡(luò)，無需電纜就能控制整個工廠。它將非常強(qiáng)勁，能實(shí)現(xiàn)超高速度或具有令人滿意的帶寬。“5G將帶來無限的機(jī)會?！蔽鏖T子無線工業(yè)通訊業(yè)務(wù)產(chǎn)品管理負(fù)責(zé)人Sander Rotmensen表示，“設(shè)想一下，在一座工廠里，自主駕駛車隊(duì)在交付坡道、工廠大廳和倉庫之間來回運(yùn)輸貨物、備件或成品。它們的運(yùn)輸節(jié)奏經(jīng)過精準(zhǔn)調(diào)整以契合生產(chǎn)節(jié)奏。工業(yè)5G將讓這一情景成為現(xiàn)實(shí)?！?nbsp;

超快反應(yīng)

無論對汽車行業(yè)、化學(xué)公司還是電子制造，5G對所有工業(yè)領(lǐng)域都有巨大的吸引力。它可以傳輸工廠中每平方公里內(nèi)100萬個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，能夠覆蓋一條完整的生產(chǎn)線及其相關(guān)溫度測量設(shè)備、流量傳感器和自主移動機(jī)器人。 

5G能史無前例地實(shí)現(xiàn)毫秒級快速反應(yīng)。這將帶來許多好處。例如，當(dāng)攝像頭識別到傳送帶上存在異物時，機(jī)械臂就可以立即停止動作。此外，5G的超大帶寬將能夠首次充分挖掘增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的潛力，這標(biāo)志著人機(jī)交互邁入新階段。 

鑒于以上諸多優(yōu)勢，5G預(yù)計(jì)將擁有廣闊的市場。根據(jù)全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會（GSMA）發(fā)布的《2019移動經(jīng)濟(jì)報(bào)告》，最快在2025年，全球15%的無線通訊將通過5G傳輸。當(dāng)前，每年用于建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)的投資金額達(dá)到1600億美元。據(jù)預(yù)測，在未來15年間，5G將為全球經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)2.2萬億美元，而這一增長將主要由制造業(yè)和公用事業(yè)驅(qū)動。  

工業(yè)5G：新標(biāo)準(zhǔn)的誕生

當(dāng)然，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用無線通訊并不新鮮。例如，西門子的工業(yè)業(yè)務(wù)已經(jīng)在許多場景中使用了WLAN網(wǎng)絡(luò)，如快速識別油氣管道泄漏，監(jiān)控島嶼上的電力網(wǎng)絡(luò)及工廠中的移動運(yùn)輸系統(tǒng)等。此外，私有LTE網(wǎng)絡(luò)也有時會在工廠和港口等地使用。但是，這樣的網(wǎng)絡(luò)同5G的性能范圍還相差甚遠(yuǎn)?！坝捎诠I(yè)5G的出現(xiàn)，直到現(xiàn)在，我們才有可能實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)的徹底互聯(lián)互通?！蔽鏖T子工業(yè)通訊與識別業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Herbert Wegmann表示（詳見下文采訪內(nèi)容）。 

然而，盡管擁有廣闊的前景，但5G技術(shù)目前尚未普及。雖然國際移動通信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP（第三代合作伙伴計(jì)劃）在2018年底發(fā)布了商用移動無線網(wǎng)絡(luò)的5G組件標(biāo)準(zhǔn)，但它仍未公布對工業(yè)5G標(biāo)準(zhǔn)的任何具體要求。該組織預(yù)計(jì)將于2020年3月前填補(bǔ)這一空白。此外，在德國，長久以來，工業(yè)企業(yè)是可以使用自己的頻段還是應(yīng)該依賴電信公司這一問題都沒有明確的答案。  

在中美兩國推廣5G

工業(yè)互聯(lián)與自動化5G聯(lián)盟（5G-ACIA）是一個致力于維護(hù)工業(yè)利益的國際組織。它的成員包括西門子及其他操作技術(shù)（OT）和信息技術(shù)（IT）公司。經(jīng)過他們的努力，德國可以保留一個介于3.7和3.8千兆赫之間的100兆赫頻段，專供工業(yè)企業(yè)的本地網(wǎng)絡(luò)使用。Rotmensen表示：“讓工業(yè)企業(yè)直接利用這些頻段很有意義，畢竟我們最了解自己工廠的需求。這樣一來，我們還可以根據(jù)具體應(yīng)用來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。” 

如果工業(yè)5G能在全球范圍內(nèi)應(yīng)用，那么安裝5G后，建立智能工廠將不再會遇到障礙。因此，許多公司正緊鑼密鼓地在中國和美國這兩個全球重要市場中推出5G。Rotmensen表示：“西門子甚至可以在本地工業(yè)網(wǎng)絡(luò)建成并投入運(yùn)行之前為工業(yè)5G提供解決方案。這是因?yàn)檫@種開發(fā)工作早已在西門子及其他公司全面展開多時了?！?nbsp; 

實(shí)際期待

筆者就5G面臨的機(jī)遇與局限向西門子工業(yè)通訊與識別業(yè)務(wù)總經(jīng)理Herbert Wegmann提出了三個問題。 

問：人們談?wù)?G已經(jīng)有一段時間了，但是工業(yè)5G標(biāo)準(zhǔn)要等到2020年3月才會發(fā)布。您對此會感到焦急嗎？ 

Herbert Wegmann：不會，因?yàn)槟壳斑@不過是時間問題。重點(diǎn)在于，國際移動通信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP已經(jīng)在Release 16（可能是E2019）和17（可能）中對針對工業(yè)企業(yè)的要求進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。更重要的是，聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)管理局決定讓希望在工廠中使用5G的公司創(chuàng)建自己的本地網(wǎng)絡(luò)，這是促進(jìn)各方接受5G的另一個重要推動力?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)很明確地知道，在德國，我們可以將3.7和3.8 千兆赫之間的100 兆赫頻段用于可提供高質(zhì)量服務(wù)的工業(yè)應(yīng)用。我們對此感到非常高興。這不僅是因?yàn)槲覀儞碜o(hù)這一政策，更因?yàn)楣I(yè)5G將使我們能夠首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)的徹底互聯(lián)互通。 

問：5G的哪個方面讓您印象最為深刻？ 

Wegmann：它帶來的一些數(shù)字——在每平方公里內(nèi)實(shí)現(xiàn)100萬個單位的互聯(lián)互通，傳輸速度高達(dá)每秒20吉比特，以及反應(yīng)時間僅為幾毫秒。這些數(shù)字已足夠響亮。但最讓我驚嘆的是工業(yè)5G能夠?qū)崿F(xiàn)的所有可能性。它可以用于開發(fā)全新且靈活的工廠概念。公司將能夠隨時根據(jù)當(dāng)前情況動態(tài)調(diào)整生產(chǎn)區(qū)域，而不必對基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大的改動。一旦我們開始將這些可能性變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，我們就離實(shí)現(xiàn)自組織工廠的愿景不遠(yuǎn)了。 

問：5G有哪些局限性？ 

Wegmann: 當(dāng)然，在前進(jìn)的道路上，我們的期待必須符合實(shí)際。如果你將5G的三大優(yōu)點(diǎn)（帶寬、設(shè)備連接數(shù)和服務(wù)質(zhì)量）置于三角形的三個頂點(diǎn)，那么你就無法將三條邊無限延伸。對工業(yè)應(yīng)用來說，這意味著如果你需要為一套確定的自動化系統(tǒng)提供高質(zhì)量的服務(wù)，你就將無法享有整個帶寬或最大數(shù)量的5G結(jié)構(gòu)。這就是為什么本地頻段對工業(yè)企業(yè)來說如此重要。只有通過這種方法，每個用戶才能為其應(yīng)用優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)。

來源：西門子中國