5G新一代移动通信技术推动智能工厂的改革

设想一下，工厂中的所有生产设备都能自我配置、不断变化以响应市场需求，这将带来多大的生产效率提升和运营成本降低。

据报道，智能工厂作为工业4.0的代表，将比以往的自动化技术更加敏捷和自治。它运行于数据和人工智能的基础上，而连接性则是根本。新一代的移动通信技术推动了这一工业革命，通过提供比之前网络更高的速率和带宽，以及更低的时延。5G将与现有的固网有线连接协同工作（在某些情况下还将取代现有的连接方式），令制造业更加灵活和便于创新。

在德克萨斯州刘易斯维尔的新工厂中，瑞典供应商爱立信一直在工厂自身5G网络的帮助下生产5G基础设施。该公司正在为美国电信运营商例如AT＆T、Verizon、Sprint和T－Mobile提供5G设备。根据其预测，到2019年底，全球5G用户规模将达到1．9亿，这个数字到2025年底将增至28亿。

今年早些时候，第一个毫米波街道宏站在这家工厂中组装完成。尽管该工程依然处于部分运营的状态，但员工们仍在利用5G连接来提高生产效率。例如通过视频和标注的共享，工作人员正利用5G网络从远程专家那里获得增强现实支持。该网络还将用于引导设施周围的自动导引车辆（AGV）和无人机。

“我们快速、安全的5G连接，使智能工厂能够借助自动化仓储、自动化的装配／包装／产品处理和自动推车等行业解决方案实现敏捷运营和灵活生产。”爱立信美国5G智能工厂负责人埃里克·西蒙森（Erik Simonsson）表，“使用5G，可以付诸实践以支持业务的办法将是无止境的。更高效的生产将通过技术和自动化带来的全产量、零停机来实现。”

这些益处将会推动智能工厂的发展。爱立信美国5G工厂是第一波制造业智能浪潮的一个缩影，凯捷（Capgemini）的数据显示，到2023年，这每年可能为全球经济增加1．5万亿至2．2万亿美元的产出。报告称，连接、智能自动化、云级别的数据管理及分析将是关键。它将5G描述为“智能工厂计划的关键推动力，因为其性能将为制造商提供机会以引入或增强各种实时和高度可靠的应用……5G的独特之处还在于它提供了‘网络切片’功能，使物理频谱可被拆分并分配给特定应用。”

凯捷称，在智能工厂推广方面，中国、德国和日本最为领先，而韩国、美国和法国紧随其后。

目前尚不清楚美国有多少工厂是智能的，但根据一项针对912家制造商的国际调查，凯捷估计，2017年至2018年，28％的工厂是智能的，略低于30％的全球平均水平。

报道指出，华为如今面临的地缘政治压力，为其他企业提供了一个扩大市场份额并影响5G使用方式的机会。

例如，日本NEC在网络设备市场中只占很小的份额，该市场由中国和欧洲供应商所主导。但是它与NTT最新达成了5．98亿美元的5G联盟（NTT以645亿日元收购了NEC 4．8％的股份），对于该技术在制造业的使用有着很高的期望。在一段关于5G和AI协同效应的宣传视频中，该公司设想了一家2030年的工厂，它拥有一条灵活的生产线，使用双臂工业机器人和自动推车来生产产品。这个概念工厂将让人们通过5G网络来远程控制国际业务，利用其高速和低延迟的优势。

“NEC相信，5G技术会给制造业带来广泛的益处，比如自动化制造、提高生产力以及高效、经济的运营。”一位NEC发言人表示，“例如，在材料处理和物流方面，5G的自动化程度更高，使得零部件能够更及时地交付，从而提高了制造效率，同时也使得完成的产品能够更有效地收集和交付。”

日本在工厂自动化方面表现出色，安川电气（Yaskawa Electric）和发那科（Fanuc）等供应商在工业机器人市场获得了很大份额，三菱电气（Mitsubishi Electric）等设备制造商也在试验5G网络，为工厂环境中的人机接口和可编程控制器提供支持。

“因为这是无线的，生产线可以根据需要重新安排。”三菱发言人塞巴斯蒂安·帕尔帕莱克斯说，“作为结果，可以利用AGV和机器人来实现自动化的区域将增加，从而有可能提高工作效率并降低成本。分析所有这些数据可以让使用者获益，无论他们来自制造业、物流业或是零售业。”

根据Gartner分析师的说法，与物联网、边缘计算和AI相结合，5G可以令智能工厂快速、经济地生产定制产品。Gartner去年预测，2020年全球5G无线网络基础设施收入将达到42亿美元。

“未来，我们可以在智能工厂中创造出＇我们想要的（产品）’，并在短时间内得到它，就像我们在亚马逊等在线商城购买批量生产的产品一样。”Gartner高级研究主管在一封电子邮件中称，“就客户体验而言，产品将变得独特、定制化且服务丰富。”

物流也将受益于5G网络。DHL国际表示，改善的数字化、覆盖范围和跟踪将加快配送速度，它认为5G将促进智能眼镜引导拣选等仓库应用。随着5G智能设备容量的增加，物流链中的物联网追踪器将允许买家实时监控其货物，同时5G网络将与自动驾驶卡车通信，以便它们能够对不断变化的交通状况作出快速反应。

其他物流公司的想法甚至更超前，美国大和运输公司总裁在最近的博文中表示：“凭借5G和全息图像的优势，消费者将能够使用‘虚拟试衣间’试穿和购买完美合身的衣服，像是连衣裙、泳衣、裤子或西装外套，相关退货项目的财务和环境成本将从整个产业链中被排除。”

美国联邦通信委员会（FCC）放宽部署规定，5G已经在美国许多城市得到部署，Verizon甚至提前行动。然而，这项技术遭遇到了新冠病毒大流行的不利影响，包括某些市场的发布延迟和阴谋论。Gartner分析师还警告说，5G仍不成熟，缺乏杀手级应用。

“投资5G以及改造过时的设备和基础设施而没有任何短期商业价值，是一个真正的挑战。通信服务提供商必须与系统集成商和IT服务提供商紧密合作，以打造强大的5G价值主张。”他们说。
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