5G有望成為智能工廠的關鍵推動者。智能工廠是什么?簡單地說，這是一個數字化改造工廠或倉庫的理想概念。它是一個由虛擬化和連接的資產、人員和流程組成的網絡物理生態系統，構成了第四次工業革命(即工業4.0)的制造平臺。

 

5G技術將為智能工廠帶來革命性的連接和通信功能，有望通過熟悉的ITU 5G用例實現新的無線應用：

 

•超可靠的低延遲通信(URLLC)

 

•增強型移動寬帶(eMBB)

 

•大規模機器類型通信(mMTC)

 

采用5G技術的一大期望是它將為智能工廠的車間帶來新的靈活性，允許越來越多的移動自動機器人和車輛在制造環境中與工作人員安全地操作。5G還有望輕松重新部署設備和工具，實現生產線的快速和動態重新配置，同時保持企業資產和工作人員的工業級無線連接。最終的預期結果是當今的靜態生產模型向高度動態和軟件定義的生產模型的轉變。

 

 

雖然ITU 5G用例承諾為智能工廠提供新應用的變革可能性，但5G遠不止這些。它也不僅僅是移動通信技術的一個步驟，而是無線通信的一場革命，它正變得越來越軟件化，從無線電到核心網絡一直到云端都是高度融合的。

 

移動網絡基礎設施的虛擬化為網絡功能如何組合成軟件定義的適合工作負載的服務開辟了新的可能性。3GPP 5G標準的第15版為核心網絡引入了獨立(SA)5G-NR(5G-New Radio)，從而實現了變革性的5G功能(端到端網絡切片)成為可能。從無線電到核心網絡的整個移動網絡基礎設施能夠以新的方式動態配置和部署，以提供專用網絡服務，以滿足公共網絡上的各種服務級別要求。

 

5G還通過多接入邊緣計算(MEC)推動移動網絡與計算和存儲的高度融合，支持動態分配和實例化計算工作負載，例如跨無線網絡邊緣和端點設備上的人工智能和數字內容呈現，例如增強現實(AR)眼鏡或物聯網網關。智能工廠的數字基礎設施可以采用新的分布式計算架構和部署，這些架構和部署可以智能地適應快速變化的生產需求。例如，機器學習(ML)推理現在可以部署在網絡邊緣或終端設備在技術和經濟方面具有意義的地方。

 

 

5G的到來正是幫助智能工廠實現新的移動無線可能性的時機，這將推動下一級別的運營適應性和靈活性。雖然人們在運營商托管的公共移動網絡環境中熟悉5G，但3GPP 5G標準的第16版將包括使用許可、未許可和共享頻譜的專用網絡支持。為什么這會成為一個大問題?它將使制造商能夠利用5G技術，通過運營商級通信基礎設施、技術和服務來增強其私營或托管的工業網絡。

 

雖然運營商級網絡為智能工廠提供了高可靠性(99.999%的可用性)作為基線，但5G-NR協同多點(CoMP)的應用可以實現6個9(99.9999%可用性)的超低延遲無線連接(例如毫秒)的組合可用性，通過空間上不同的更小單元部署，實現工廠車間運營的可靠性。隨著3GPP 5G標準第16版引入時間敏感網絡(TSN)支持，智能工廠的5G網絡將提供性能、可靠性和確定性的網絡通信，與用于連接設備的有線工業以太網相同。無線行業已經采取了重大措施，以實現這一目標，今年漢諾威展會上的5G演示就是一個例證。

 

如今，工廠是一個異構復雜的環境，存在著嚴重的技術互操作性問題，這些問題阻礙了操作的靈活性、敏捷性和可擴展性。5G提供基于標準的技術和數字能力，使5G網絡基礎設施非常適合作為智能工廠發展的可擴展連接服務總線。5G將支持廣泛的互操作功能，如WiFi共存、支持以太網的有線和無線融合，以及多址會話連續性。5G還將支持各種物聯網通信和接入協議，如用于低功耗智能工廠應用的NB-IoT和LTE-M。

 

隨著智能工廠的無線和移動化，隨著工廠車間和流程中的更多事物變得軟件定義并通過無線連接，網絡安全成為一個越來越受關注的問題。5G帶來了強大的現有和新興安全和信任技術組合，可以加強和保護連接的智能工廠環境。諸如eSIM(嵌入式用戶識別模塊)和SIM之類的運營商技術可以在蜂窩網絡上實現更廣泛的工業物聯網設備的可信配置、管理和監控。此外，基于區塊鏈技術的雙重信任框架正在興起，它將為5G智能工廠網絡上的設備提供更高的安全性，并可信任地訪問設備上的數字資產，如數據和應用程序。

 

 

業務和技術領導者需要認識到，智能工廠和智能倉庫是需要運營商級數字基礎設施的網絡物理系統，該數字基礎設施具有可靠性、可互操作性、可擴展性、彈性和軟件可升級性，以實現智能工廠的動態愿景，可重新配置的車間和生產線只能通過無線連接。工業生產制造商有機會駕馭5G浪潮，這將給工廠和倉庫帶來持續的通信行業創新浪潮。