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5g支撑的工业应用未来具有哪些优势
  5g“三超”(超高速、超大连接、超低时延)的关键能力,和万物互联的应用场景将开启新一轮信息产业革命,5g技术已成为支撑智能制造的关键技术之一。

  5g未来的应用将不再只是手机,它将面向未来vr/ar、智慧城市、智慧农业、智能制造、工业互联网、车联网、无人驾驶、智能家居、智慧医疗、无人机、应急安全等等。
 

5g


  5g超高速上网和万物互联将产生呈指数级上升的海量数据,这些数据需要云存储和云计算,并通过大数据分析和人工智能产出价值。
 

  与此同时,为了面向未来多样化和差异化的5g服务,一场基于虚拟化、云化的ict融合技术革命正在推动着网络重构与转型。
 

  5g技术可以利用三大场景将分布广泛、零散的人、机器和设备全部连接起来,构建统一的互联网络。5g支撑的工业应用将成为下一个引爆点。
 

  1、5g与物联网

  5g三大场景能分别支撑不同的功能应用需求。比如embb能支撑起远程视频监控、视频会议等高带宽的应用场景;mmtc能满足大量低功耗嵌入式终端的数据连接与传输需求。
 

  工厂智能化转型的推进,物联网作为连接人、机器和设备的关键支撑技术正受到企业的高度关注。这种需求在推动物联网应用落地的同时,也极大的刺激了5g技术的发展。
 

  面对复杂的工业互联需求,5g技术需要适应不同的工业场景,能满足物联网的绝大部分连接需求。因此,5g与物联网是相辅相成的关系,物联网应用落地依赖于5g提供不同场景的无线连接方案,而5g技术标准的成熟也需要物联网应用需求的刺激和推动。
 

  2、5g与工业ar

  在未来智能工厂生产过程中,人将发挥更重要的作用。然而未来工厂增强现实ar将发挥很关键作用,在智能制造过程中可用于如下场景:如:监控流程和生产流程,生产任务分步指引,如手动装配过程指导;远程专家业务支撑等。
 

  在这些应用中,ar设备和云端通过无线网络连接。需要将设备信息处理功能上移到云端,ar设备仅仅具备连接和显示的功能。
 

  ar设备将通过5g网络实时获取必要的信息,例如,生产环境数据、生产设备数据、以及故障处理指导信息。
 

  场景下,ar眼镜的显示内容,必须与ar设备中摄像头的运动同步,以避免视觉范围失步现象。通常从视觉移动到ar图像反应时间低于20ms,则会有较好的同步性,所以要求从摄像头传送数据到云端到ar显示内容的云端回传需要小于20mms,除去屏幕刷新和云端处理的时延,则需无线网络的双向传输时延在10ms内才能满足实时性体验的需求。而该时延要求,lte网络无法满足。
 

  3、5g与物流追踪

  预计5g将在深度覆盖、低功耗和低成本(规模经济)以及作为3gpp标准技术方面提供额外优势。5g提供的改进将包括在广泛产业中优化物流,提升工人安全和提高资产定位与跟踪的效率,从而最小化成本。它还将扩展能力以实现动态跟踪更广泛的在途商品。随着在线购物增多,资产跟踪将变得更加重要。
 

  在物流方面,5g网络能很好的满足这类需求。从仓库管理到物流配送均需要广覆盖、深覆盖、低功耗、大连接、低成本的连接技术。此外,虚拟工厂的端到端整合跨越产品的整个生命周期,要连接分布广泛的已售出的商品,也需要低功耗、低成本和广覆盖的网络,企业内部或企业之间的横向集成也需要无所不在的网络。
 

  4、5g与工业自动化控制

  5g可提供极低时延长、高可靠,海量连接的网络,使得闭环控制应用通过无线网络连接成为可能。基于华为5g的实测能力:空口时延可到0.4ms,单小区下行速率达到20gbps,小区最大可支持1000万 连接数。由此可见,移动通信网络中,仅有5g网络可满足闭环控制对网络的要求。
 

  工业自动化控制,是制造工厂中最基础的应用,核心是闭环控制系统。在该系统的控制周期内每个传感器进行连续测量,测量数据传输给控制器以设定执行器。
 

  典型的闭环控制过程,周期低至ms级别,所以系统通信的时延需要达到ms级别甚至更低才能保证控制系统实现精确控制,同时对可靠性也有极高的要求。如果在生产过程中由于时延过长,或者控制信息在数据传送时发生错误可能导致生产停机,会造成巨大的财务损失。
 

5g的工业应用


  5、5g网络与云化机器人

  5g网络可以达到低至1ms的端到端通信时延,并且支持99.999%的连接可靠性,强大的网络能力能够极大满足云化机器人对时延和可靠性的挑战。
 

  在智能制造生产场景中,需要机器人有自组织和协同的能力来满足柔性生产,这就带来了机器人对云化的需求。5g网络是云化机器人理想的通信网络,是使能云化机器人的关键。5g切片网络能够为云化机器人应用提供端到端定制化的网络支撑。
 

  和传统的机器人相比,云化机器人需要通过网络连接到云端的控制中心,基于超高计算能力的平台,并通过大数据和人工智能对生产制造过程进行实时运算控制。
 

  通过云技术机器人将大量运算功能和数据存储功能移到云端,这将大大降低机器人本身的硬件成本和功耗。并且为了满足柔性制造的需求,机器人需要满足可自由移动的要求。因此在机器人云化的过程中,需要无线通信5g网络具备极低时延和高可靠的特征。

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