5G技術迅猛發展推動智慧製造轉型

作為新一代行動通訊技術，5G技術的迅猛發展正好切合了傳統制造企業智慧製造轉型對無線網路的應用需求，5G技術定義的三大場景不但覆蓋了高頻寬、低延時等傳統應用場景，而且還能滿足工業環境下的裝置互聯和遠端互動應用需求，這種廣域網全覆蓋的特點為企業構建統一的無線網路提供了可能。工業主機板

2016年，華為主推的PolarCode方案被國際無線標準化機構3GPP確定為eMBB場景的控制通道編碼方案，而資料通道的上行和下行短碼方案則歸屬高通LDPC碼。eMBB即增強移動寬頻，是3GPP會議上定義5G三大場景之一。華為的PolarCode通道編碼技術只是5G眾多核心技術的一種。除eMBB之外，5G場景還包括mMTC和URLLC。

eMBB(增強移動寬頻)：主要面向3D/超高清視訊等大流量移動寬頻業務，eMBB除了在6GHz以下的頻譜發展相關技術，也會發展在6GHz以上的頻譜。而小型基地臺將會是發展eMBB的重要裝置，由於目前6GHz以下的頻譜，大多是以大型基地臺發展的傳統網路模式為主，而較以6GHz以上頻譜的毫米波技術，便須要小型基地臺來把速度衝得更快。

mMTC(海量機器類通訊)：主要面向大規模物聯網業務。mMTC將會發展在6GHz以下的頻段，其將會應用在大規模物聯網上，目前較可見的發展是NB-IoT。以往普遍的Wi-Fi、Zigbee、藍芽等，較屬於家庭用的小範圍技術，回傳線路主要都是靠LTE，近期隨著大範圍覆蓋的NB-IoT、LoRa等技術標準的出爐，可望讓物聯網的發展更為廣泛。

URLLC(超可靠低時延)：主要面向無人駕駛、工業自動化等需要低時延、高可靠連線的業務。在智慧工廠，由於大量的機器都內建感測器，從感測器、後端網路、下指令，再傳送回機器本身的這些過程，若以現有的網路傳輸，將出現很明顯的延遲，可能引發工安事故。有鑑於此，URLLC將網路等待時間的目標壓低到1毫秒以下。

5G支撐的工業應用

物聯網

隨著工廠智慧化轉型的推進，物聯網作為連線人、機器和裝置的關鍵支撐技術正受到企業的高度關注。這種需求在推動物聯網應用落地的同時，也極大的刺激了5G技術的發展。面對複雜的工業互聯需求，5G技術需要適應不同的工業場景，能滿足物聯網的絕大部分連線需求。因此，5G與物聯網是相輔相成的關係，物聯網應用落地依賴於5G提供不同場景的無線連線方案，而5G技術標準的成熟也需要物聯網應用需求的刺激和推動。

在推動物聯網落地過程中，5G三大場景能分別支撐不同的功能應用需求。比如eMBB能支撐起遠端視訊監控、視訊會議等高頻寬的應用場景;mMTC能滿足大量低功耗嵌入式終端的資料連線與傳輸需求。URLLC可以將網路等待時間的目標壓低到1毫秒以下，以支撐工業自動化控制過程中系統和裝置對資料傳輸的實時性的諸多指標和要求。

工業自動化控制

自動化控制是製造工廠中最基礎的應用，核心是閉環控制系統。在該系統的控制週期內每個感測器進行連續測量，測量資料傳輸給控制器以設定執行器。典型的閉環控制過程週期低至ms級別，所以系統通訊的時延需要達到ms級別甚至更低才能保證控制系統實現精確控制，同時對可靠性也有極高的要求。如果在生產過程中由於時延過長，或者控制資訊在資料傳送時發生錯誤可能導致生產停機，會造成巨大的財務損失。

5G可提供極低時延長、高可靠，海量連線的網路，使得閉環控制應用通過無線網路連線成為可能。基於華為5G的實測能力：空口時延可到0.4ms,單小區下行速率達到20Gbps，小區最大可支援1000萬+連線數。由此可見，行動通訊網路中僅有5G網路可滿足閉環控制對網路的要求。

物流追蹤

在目前已成規模的機器對機器市場中，其應用將包括人員跟蹤和在途高價商品等。但(較)高連線成本限制了該市場的增長。預計5G將在深度覆蓋、低功耗和低成本(規模經濟)以及作為3GPP標準技術方面提供額外優勢。5G提供的改進將包括在廣泛產業中優化物流，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。它還將擴充套件能力以實現動態跟蹤更廣泛的在途商品。隨著線上購物增多，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需要廣覆蓋、深覆蓋、低功耗、大連線、低成本的連線技術。此外，虛擬工廠的端到端整合跨越產品的整個生命週期，要連線分佈廣泛的已售出的商品，也需要低功耗、低成本和廣覆蓋的網路，企業內部或企業之間的橫向整合也需要無所不在的網路，5G網路能很好的滿足這類需求。

工業AR

在未來智慧工廠生產過程中，人將發揮更重要的作用。然而由於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。為快速滿足新任務和生產活動的需求，擴增實境AR將發揮很關鍵作用，在智慧製造過程中可用於如下場景：如：監控流程和生產流程。生產任務分步指引，例如手動裝配過程指導;遠端專家業務支撐，例如遠端維護。

在這些應用中，輔助AR設施需要最大程度具備靈活性和輕便性，以便維護工作高效開展。因此需要將裝置資訊處理功能上移到雲端，AR裝置僅僅具備連線和顯示的功能，AR裝置和雲端通過無線網路連線。AR裝置將通過網路實時獲取必要的資訊(例如，生產環境資料、生產裝置資料、以及故障處理指導資訊)。在這種場景下AR眼鏡的顯示內容必須與AR裝置中攝像頭的運動同步，以避免視覺範圍失步現象。通常從視覺移動到AR影像反應時間低於20ms，則會有較好的同步性，所以要求從攝像頭傳送資料到雲端到AR顯示內容的雲端回傳需要小於20mms，除去螢幕重新整理和雲端處理的時延，則需無線網路的雙向傳輸時延在10ms內才能滿足實時性體驗的需求。而該時延要求，LTE網路無法滿足。

雲化機器人

在智慧製造生產場景中，需要機器人有自組織和協同的能力來滿足柔性生產，這就帶來了機器人對雲化的需求。和傳統的機器人相比，雲化機器人需要通過網路連線到雲端的控制中心，基於超高計算能力的平臺，並通過大資料和人工智慧對生產製造過程進行實時運算控制。通過雲技術機器人將大量運算功能和資料儲存功能移到雲端，這將大大降低機器人本身的硬體成本和功耗。並且為了滿足柔性製造的需求，機器人需要滿足可自由移動的要求。因此在機器人云化的過程中，需要無線通訊網路具備極低時延和高可靠的特徵。

5G網路是雲化機器人理想的通訊網路，是使能雲化機器人的關鍵。5G切片網路能夠為雲化機器人應用提供端到端定製化的網路支撐。5G網路可以達到低至1ms的端到端通訊時延，並且支援99.999%的連線可靠性，強大的網路能力能夠極大滿足雲化機器人對時延和可靠性的挑戰。