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　　5G“CX600X”智能制造

　　國際性金屬加工網

　　先進制造 ◇ 系列技術講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機器人行業(yè)眾所周知研討會

　　作為新一代終端通訊技術，5G技術的迅猛產業(yè)發(fā)展正好切合了現代制造民營企業(yè)智能制造結構調整對有線統(tǒng)計數據服務網的應用領域市場需求，5G技術表述的三大情景不但全面覆蓋了高頻寬、低延時等現代應用領域情景，而且還能滿足用戶工業(yè)環(huán)境下的設備統(tǒng)計數據服務和遠距可視化應用領域市場需求，這種以太網全全面覆蓋的特點為民營企業(yè)構建統(tǒng)一的有線統(tǒng)計數據服務網提供了可能將。

　　一、終端通訊技術的產業(yè)發(fā)展

回顧終端通訊技術的產業(yè)發(fā)展歷程，第一代采用的是模擬技術，只能支持區(qū)域和距離限制的音頻通話；第二代實現了數字化音頻通訊，能進行簡單的音頻和文本類可視化，比如說短信和郵件等；第三代就是大家熟知的3G技術，以多媒體通訊為特點，可以支持音頻、文本和音頻可視化，但雖然頻寬有限，在進行大量統(tǒng)計數據可視化時，如音頻可視化時很難確保效果的流暢；第四代是正在鋪建的4G技術，通訊速率大幅提升，標志著進入有線光纖年代。

　　從當前電信服務商做的基站測試結果看，5G的速度將會比4G更快且功耗更低，理論頻寬將突破每秒10G。這確保你能夠在一秒鐘內下載一部高清電影，而4G須要至少10分鐘。恰是雖然這一得天獨厚的優(yōu)勢，業(yè)界普遍認為，5G將對智能工業(yè)、超高速汽車、VR以及物聯(lián)網等領域產生重要促進作用。

現階段，5G標準尚未確認。AT&T總裁史密斯認為，對于5G的表述可能將于2018年確認，正式的5G標準將于2019年由聯(lián)合國行動通訊聯(lián)盟編寫成文。5G標準將表述哪些有線技術可稱為5G，以及5G有哪些特點等問題。

　　二、5G表述的三大情景

　　2016年，華為主推的PolarCode方案被國際性有線標準化機構3GPP確認為eMBB情景的掌控編碼方案方案，而統(tǒng)計數據信道的上行和下行圣克雷潘方案則歸屬高通LDPC碼。eMBB即進一步增強終端光纖，是3GPP會議上表述5G三大情景之一。華為的PolarCode編碼方案技術只是5G眾多核心理念技術的一種。除eMBB之外，5G情景還包括mMTC和URLLC。

eMBB（進一步增強終端光纖）：主要面向全國3D/超高清音頻等大流量終端光纖銷售業(yè)務，eMBB除了在6GHz下列的頻帶產業(yè)發(fā)展相關技術，也會產業(yè)發(fā)展在6GHz以上的頻帶。而小型培訓基地臺將會是產業(yè)發(fā)展eMBB的重要設備，雖然現階段6GHz下列的頻帶，大多是以大型培訓基地臺產業(yè)發(fā)展的現代統(tǒng)計數據服務網模式為主，而較以6GHz以上頻帶的毫米波技術，便須要小型培訓基地臺來把速度亂棍更快。

　　mMTC（海量機器類通訊）：主要面向全國大規(guī)模物聯(lián)網銷售業(yè)務。mMTC將會產業(yè)發(fā)展在6GHz下列的頻段，其將會應用領域在大規(guī)模物聯(lián)網上，現階段較可見的產業(yè)發(fā)展是NB-IoT。以往普遍的Wi-Fi、Zigbee、藍牙等，較屬于家庭用的小范圍技術，截取線路主要都是靠LTE，近期隨著大范圍全面覆蓋的NB-IoT、LoRa等技術標準的出爐，可望讓物聯(lián)網的產業(yè)發(fā)展更為廣泛。

URLLC（超可信低數據傳輸速率）：主要面向全國超高速、工業(yè)智能化等須要低數據傳輸速率、高可信相連的銷售業(yè)務。在智慧工廠，雖然大量的機器都內建感應器，從感應器、后端統(tǒng)計數據服務網、下指令，再數據傳輸回機器本身的這些操作過程，若以現有的統(tǒng)計數據服務網數據傳輸，將出現很明顯的延遲，可能將引發(fā)品管事故。有鑒于此，URLLC將統(tǒng)計數據服務網等候時間的目標抬高到1微秒下列。

　　三、5G支撐力的工業(yè)應用領域

　　1.物聯(lián)網

隨著工廠智能化結構調整的推進，物聯(lián)網作為相連人、機器和設備的關鍵支撐力技術正受到民營企業(yè)的高度關注。這種市場需求在促進物聯(lián)網應用領域破冰的同時，也極大的刺激了5G技術的產業(yè)發(fā)展。面對復雜的工業(yè)統(tǒng)計數據服務市場需求，5G技術須要適應相同的工業(yè)情景，能滿足用戶物聯(lián)網的絕大部分相連市場需求。因此，5G與物聯(lián)網是相輔相成的關系，物聯(lián)網應用領域破冰依賴于5G提供相同情景的有線相連方案，而5G技術標準的成熟也須要物聯(lián)網應用領域市場需求的刺激和促進。

　　在促進物聯(lián)網破冰操作過程中，5G三大情景能分別支撐力相同的功能應用領域市場需求。比如說eMBB能支撐力起遠距音頻監(jiān)控、音頻會議等高頻寬的應用領域情景；mMTC能滿足用戶大量高效能嵌入式終端的統(tǒng)計數據相連與數據傳輸市場需求。URLLC可以將統(tǒng)計數據服務網等候時間的目標抬高到1微秒下列，以支撐力工業(yè)智能化掌控操作過程中控制系統(tǒng)和設備對數據傳輸的保密性的諸多指標和要求。

　　2.工業(yè)智能化掌控

智能化掌控是制造工廠中最基礎的應用領域，核心理念是閉環(huán)掌控控制系統(tǒng)。在該控制系統(tǒng)的掌控周期性內每個感應器進行連續(xù)量測，量測數據傳輸給掌控器以設定開傘器。眾所周知的閉環(huán)掌控操作過程周期性pulchrems等級，所以控制系統(tǒng)通訊的數據傳輸速率須要達到ms等級甚至更低才能確保掌控控制系統(tǒng)實現精確掌控，同時對可信性也有極高的要求。如果在生產操作過程中雖然數據傳輸速率過長，或者掌控信息在統(tǒng)計數據數據傳輸時發(fā)生錯誤可能將導致生產停機，會造成巨大的財務損失。

　　5G可提供極低數據傳輸速率長、高可信，海量相連的統(tǒng)計數據服務網，使得閉環(huán)掌控應用領域通過有線統(tǒng)計數據服務網相連成為可能將。基于華為5G的實測能力：空口數據傳輸速率可到0.4ms,單小區(qū)下行速率達到20Gbps，小區(qū)最大可支持1000萬+相連數。由此可見，終端通訊統(tǒng)計數據服務網中僅有5G統(tǒng)計數據服務網可滿足用戶閉環(huán)掌控對統(tǒng)計數據服務網的要求。

　　3.物流追蹤

在現階段已成規(guī)模的機器對機器市場中，其應用領域將包括人員跟蹤和在途高價商品等。但（較）高相連成本限制了該市場的增長。預計5G將在深度全面覆蓋、高效能和低成本（規(guī)模經濟）以及作為3GPP標準技術方面提供額外優(yōu)勢。5G提供的改進將包括在廣泛產業(yè)中優(yōu)化物流，提升工人安全和提高資產定位與跟蹤的效率，從而最小化成本。它還將擴展能力以實現動態(tài)跟蹤更廣泛的在途商品。隨著在線購物增多，資產跟蹤將變得更加重要。

　　在物流方面，從倉庫管理到物流配送均須要廣全面覆蓋、深全面覆蓋、高效能、大相連、低成本的相連技術。此外，虛擬工廠的端到端整合跨越產品的整個生命周期性，要相連分布廣泛的已售出的商品，也須要高效能、低成本和廣全面覆蓋的統(tǒng)計數據服務網，民營企業(yè)內部或民營企業(yè)之間的橫向集成也須要無所不在的統(tǒng)計數據服務網，5G統(tǒng)計數據服務網能很好的滿足用戶這類市場需求。

　　4.工業(yè)AR

在未來智能工廠生產操作過程中，人將發(fā)揮更重要的作用。然而雖然未來工廠具有高度的靈活性和多功能性，這將對工廠車間工作人員有更高的要求。為快速滿足用戶新任務和生產活動的市場需求，進一步增強現實AR將發(fā)揮很關鍵作用，在智能制造操作過程中可用于如下情景：如：監(jiān)控流程和生產流程。生產任務分步指引，例如手動裝配操作過程指導；遠距專家銷售業(yè)務支撐力，例如遠距維護。

在這些應用領域中，輔助AR設施須要最大程度具備靈活性和輕便性，以便維護工作高效開展。因此須要將設備信息處理功能上移到云端，AR設備僅僅具備相連和顯示的功能，AR設備和云端通過有線統(tǒng)計數據服務網相連。AR設備將通過統(tǒng)計數據服務網實時獲取必要的信息（例如，生產環(huán)境統(tǒng)計數據、生產設備統(tǒng)計數據、以及故障處理指導信息）。在這種情景下AR眼鏡的顯示內容必須與AR設備中攝像頭的運動同步，以避免視覺范圍失步現象。通常從視覺終端到AR圖像反應時間低于20ms，則會有較好的同步性，所以要求從攝像頭數據傳輸統(tǒng)計數據到云端到AR顯示內容的云端截取須要小于20mms，除去屏幕刷新和云端處理的數據傳輸速率，則需有線統(tǒng)計數據服務網的雙向數據傳輸數據傳輸速率在10ms內才能滿足用戶保密性體驗的市場需求。而該數據傳輸速率要求，LTE統(tǒng)計數據服務網無法滿足用戶。

　　5.云化機器人

在智能制造生產情景中，須要機器人有自組織和協(xié)同的能力來滿足用戶柔性生產，這就帶來了機器人對云化的市場需求。和現代的機器人相比，云化機器人須要通過統(tǒng)計數據服務網相連到云端的掌控中心，基于超高計算能力的平臺，并通過大統(tǒng)計數據和人工智能對生產制造操作過程進行實時運算掌控。通過云技術機器人將大量運算功能和統(tǒng)計數據存儲功能移到云端，這將大大降低機器人本身的硬件成本和功耗。并且為了滿足用戶柔性制造的市場需求，機器人須要滿足用戶可自由終端的要求。因此在機器人云化的操作過程中，須要有線通訊統(tǒng)計數據服務網具備極低數據傳輸速率和高可信的特點。

　　5G統(tǒng)計數據服務網是云化機器人理想的通訊統(tǒng)計數據服務網，是CX600X云化機器人的關鍵。5G切片統(tǒng)計數據服務網能夠為云化機器人應用領域提供端到端定制化的統(tǒng)計數據服務網支撐力。5G統(tǒng)計數據服務網可以達到pulchre1ms的端到端通訊數據傳輸速率，并且支持99.999%的相連可信性，強大的統(tǒng)計數據服務網能力能夠極大滿足用戶云化機器人對數據傳輸速率和可信性的挑戰(zhàn)。

　　總結

5G技術已經成為支撐力智能制造結構調整的關鍵CX600X技術。5G技術可以利用三大情景將分布廣泛、零散的人、機器和設備全部相連起來，構建統(tǒng)一的統(tǒng)計數據服務統(tǒng)計數據服務網。雖然保密性和可信性高，5G技術不但能應用領域于工業(yè)情景中，還能支撐力起個人移動化統(tǒng)計數據服務網應用領域。5G技術的產業(yè)發(fā)展可以幫助制造民營企業(yè)擺脫以往有線統(tǒng)計數據服務網技術較為混亂的應用領域狀態(tài)，這對于促進工業(yè)統(tǒng)計數據服務網的實施以及智能制造的深化結構調整有著積極的意義。

　　( 文章來源：統(tǒng)計數據服務網 )

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