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5G技术

智能工业,向5G要未来

大飞机,一直被视为工业领域较为复杂的产品。对于刚刚开启现代大飞机之路的中国商飞来说,既要补足中国航空工业长期停滞的短板,又要在新的起点上,用新的方式与国际强者展开竞争。新材料,新技术,更好的经济性、安全性和驾乘体验,是中国大飞机在市场上取得一席之地的根本。

早在国内5G牌照发放之前,中国商飞就开始联合运营商和IT、互联网企业建设5G园区,这个时间比美国运营商联手三星在德州搭建的5G应用园区更早了一步。超低时延、高速率、海量连接这几大5G特点,为飞机的设计、制造、运维、试飞等方面都带来了革命性的变化。例如,5G+机器视觉把检测效率提升了300%,5G+AI把检测周期从2天变成了实时,5G+异地协同让大飞机设计制造的异地协同效率提高了整整5倍。

而基于5G室分基站打造的智慧客舱,已开展在多方实时高清视频通信、空中在线办公、在线购物、空中在线支付等航空互联网业务的商用验证中。

这是国内数不清的5G+工业应用案例中的1个典型例子。以科技助力传统工业企业打通连接、共享数据、改变生产模式、降本增效、改善管理等等,5G日益显现出非凡的意义 。正如中国工程院院士、国家制造强国建设战略咨询委员会委员邬贺铨所说,5G的高宽带、高可靠低时延、广覆盖大连接的特性,非常适应工业企业内网的需要,同时,5G无线传输平台将云计算、人工智能、大数据区块链、物联网等新一代技术无缝融合,结合生产运营技术,正在成为支撑工业互联网发展的强大平台。

5G+工业,也得到了国家政策方面的有力推动。《工业互联网创新发展行动计划(2020-2023)》、《关于推动5G加快发展的通知》、《中小企业数字化赋能专项行动方案》、《“双千兆”网络协同发展行动计划(2021-2023年)》……政策频频给力,技术不断成熟,案例不断涌现。5G对工业的赋能,已小试牛刀,政策加持下还将会有哪些实际进展?完全实现理论上的赋能效果还有多少挑战?

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工业拥抱5G,说易行难?

标准之利

技术应用,标准先行。 2018年5G R15标准的确定,奠定了5G高速率的特性,2020年7月 R16标准的确定,低时延高可靠(时延是4G的十分之一)、海量连接(连接密度是4G的50倍)成为5G明确的场景, 5G进入工业有了更有力的支撑。

中国信通院技术与标准研究所副所长曹蓟光对此给出了更详细的解释:“待R17标准确定后,5G的三大特性均与工业互联网对于网络传输的需求更为契合,尤其是超低时延、广连接的特性可以说是专门针对工业需求而设计的。”

基于R16版本,5G一方面可以支持超大带宽的应用,随时捕捉、发送现场信息,实时传输大量高清图片、视频等信息,另一方面,又可以实现网络传输时延要足够低、网络抖动要足够小,时间同步要足够精确。那么5G与机器视觉相结合,就可以广泛用于产品质量检测、设备故障检测、无人智能巡检、远程设备操控、设备协同作业、现场辅助装配等典型应用场景,更好地帮助工业企业避免超过限度的时延、抖动和时钟漂移可能带来的工业操作逻辑错误,以及所导致的严重的生产事故。

此外,5G可以支持网络资源灵活配置、业务按需定义、功能随时部署,用“网络切片”的方式在公共网络中打造出工业专用的通道,实现跨厂区、跨园区、跨地域的工厂网络灵活互联。

高通技术标准高级总监李俨也提到,随着5G在行业中不断深入,来自工业企业的个性化需求越来越多。目前,工业生产中大量通信设备用在支持自动导引运输车(AGV)的物流输送等环节,对定时、定位提出了非常精准的要求,而5G的技术特性能够很好地解决这些需求,支持矿山和港口的应用场景。

为了持续提升5G对工业核心环节的赋能,接下来的R17标准将会进一步提升R16中的相应功能。工业互联网专家、北京科技大学国家“万人计划”王健全教授认为,R17标准将会继续提升室内定位精度、网络可靠性和确定性等,同时还会对工厂内低时延、大带宽和多接连混合存在的场景进行专门研究,“在标准方面,R17将使得5G更为适应工业复杂场景。”

李俨进一步提出,R17对精准定位也做了很多无线信号预埋和优化,精度可以达亚米级别,,更进一步和现有的工业环境深入结合, “R17标准预计会在今年年底前冻结。随着技术和标准的推进,日后还有很多行业,以及工业领域很多环节对通信提出一系列新需求,可能会在R18等标准中继续完善。”

频谱之异

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