5G:工业自动化的新视野

发布时间:2022-12-02 17:12
作者:Ameya360
来源:网络
阅读量:2857

  下一代无线连接5G使无线工业自动化的概念更接近现实。在不久的将来,新网络将带来比以往更多的商业机会,使物联网(IoT)在工业自动化和制造业中普遍存在。5G已经到来,即使在最苛刻的应用中也能取代有线连接。根据麦肯锡在2020年初进行的研究,到2030年,工业4.0将占约2200万个5G物联网单位,其中大多数是制造业应用。

5G:工业自动化的新视野

  什么是5G?

  5G是第五代移动网络,已于2019年开始在全球部署。5G是继1G、2G、3G、4G之后,移动无线网络的全球无线新标准。借助 5G 技术,一种新型网络将虚拟连接人、物体、机器和设备。这项新技术有可能以超快的速度支持数百万台设备,并有可能将工业自动化和智能制造提升到一个新的水平。接入5G技术为影响安全和安保的关键任务工业企业运营带来了机会。

  3G/4G/5G网络之间的差异

  前几代移动网络都为5G的发展做出了贡献,5G的速度比LTE快100倍,超低延迟,可靠性,海量连接和能源效率,所有这些都有助于更好的用户体验。它提供更高的性能和更高的效率,以增强新的用户体验并连接新的行业。与4G相比,5G可以支持所有频谱类型,频段和广泛的部署模型。这开辟了新的互连方式,例如设备到设备和多跳网格。更不用说速度最高可达10 Gbps,5G比前几代都快得多。这是4G LTE的10到50倍。

  5G对制造企业和工业自动化意味着什么

  每一代新一代无线网络都有一套新的用途。制造企业和工业自动化可以从5G无线技术中受益最多,并建立更高效、更灵活的生产流程。这项新技术提供了精益和低成本的连接解决方案,通过利用降低数据速率、功耗和移动性的能力来连接传感器。一些用例包括工厂中的自主系统、智能城市、智能能源、互联办公室和建筑物、安全和应急服务、互联健康。

  时间关键流程中的人工智能——5G 可以显著提高实时机器人控制、运动控制、机人交互、板载 4K 视频流、3D 导航以及 AR/VR 维护和培训的效率和安全性。

  互联工厂 — 从生产车间到管理办公室,在各个层面提高工厂的数字化水平,并通过实时跟踪资产(库存、接收传感器数据、远程检查和诊断)来优化生产设施管理,从而受益于更快的数据传输。

  物流 — 改善物流和仓库运营,提供比以往更快的现场工作人员和后台通信,并跟踪货物后期生产。

  安全系统 — 为工厂安全带来可靠性和弹性,允许实时警报和通知。

  5G 具有工业级性能,包括高可靠性、低延迟和良好覆盖。凭借5G的所有优势,它可以真正彻底改变许多工业部门并建立更智能的工厂。因此,制造企业应考虑建立专用网络来支持他们的努力,这样他们就不会依赖电信运营商。现在是时候追逐机会并利用新兴技术了。


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2023-04-26 11:12 阅读量:1686
实现无线对有线的全面替代,5G R16的第一步:下沉到专网
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2021-08-10 00:00 阅读量:1820
直降35%!5G模组价格下探至500元以内,将给业界带来怎样的冲击?
近日,中国联通联合多家厂商发布了业界首个低成本5G模组——雁飞5G模组,该模组的最大亮点之一是含税价仅为499元,在5G模组成本居高不下的背景下,这一消息在业界引起热议。低成本的5G模组将为下游终端厂商、方案商和行业用户提供低成本的连接方案,促进行业应用的繁荣,因此模组价格指标也是应用成熟的一个重要体现。来源:联通数科当前,5G产业发展如火如荼,但总体成本还很高,每一环节成本的大幅下降都会进一步推动产业应用的繁荣,不过,我们还是需要用历史纵向发展的角度和产业生态横向发展的角度去看待成本下降的历程。模组成本下降驱动5G行业应用发展一般来说,物联网模组是将基带芯片、射频芯片、存储芯片、电容电阻等各类元器件集成到一块电路板上,并提供标准接口,各类行业终端通过嵌入物联网模块快速实现通信功能。模组起到连接的作用,承载端到端通信、数据交互功能,因而成为物联网终端的核心部件之一。 下游终端厂商和应用厂商往往并非通信技术专家,完成一款智能终端或物联网方案时,需要一个可快速实现的通信方案,通用的物联网模组能帮这些厂商完成与通信相关的工作,降低了下游厂商开发和落地的门槛。而且,模组一般占据终端连接功能的成本会达到60%左右,因此5G时代各行业数字化转型的实现都离不开模组成本的降低。 关于雁飞5G模组,中国联通指出其具有三大核心特点:一是针对联通网络定制核心特性,对不必要的功能裁剪设计,实现低于500元的售价;二是针对工业控制、4K/8K视频采集、数采数传等行业应用对模组的计算逻辑及网络协同方式进行自行设计,实现30%的节电;三是基于雁飞格物DMP平台,通过网络软件化、软件硬件化、硬件芯片化,在芯片中植入自研的雁飞格物SDK,形成物网协同的差异化优势,实现真正的“有根生长”。 可以看出,这一款模组价格能够降至500元以内,是在通用模组基础上做了很多创新,通过剪裁降低基础器件和设计成本,但在剪裁的同时并非性能下降,而是针对一些特定场景进行了增强,可以说是创新带来成本的降低,并非为了降价而降价。 随着出货量的增长和应用落地的加速,5G物联网模组价格会持续下降。去年11月份,华为轮值董事长胡厚崑在全球移动宽带论坛的演讲中给出了5G模组成本的预测数据:来源:华为从这一预测数据来看,到今年年底,5G模组价格成本可以降至80美元左右;而到2023年底,5G模组成本将降至20美元左右。在20美元左右的成本下,相信会有更加丰富的行业终端形态出现,5G在行业应用中的渗透度更高。 中国联通也给出了模组需求量预测,2021年5G模组的全球需求量将超过1000万片/年,到2025年将超过5000万片/年。 当前5G行业应用也在稳步落地中。5月27日,工信部在太原发布“5G+工业互联网”第一批重点行业和应用场景,包括五大重点行业和十大应用场景,即电子设备生产、装备制造、钢铁、采矿、电力五大行业,协同研发设计、远程设备操控、设备协同作业、柔性生产制造、现场辅助装配、机器视觉质检、设备故障诊断、厂区智能物流、无人智能巡检、生产智能监测十大场景。工信部信息通信管理局局长赵志国提到,目前全国工业企业建设“5G+工业互联网”项目超过1500个,覆盖了22个国民经济重要行业。 近期,工信部也公开发布了“公开征求对《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》的意见”,在征求意见稿中提到的7大指标中,专门提出5G物联网终端用户数年均增长200%。5G物联网终端用户数快速的增长,也依赖于模组成本的下降。《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》主要指标从这些角度来看,5G模组出货量和成本的降低,是将这种承上启下的纽带作用充分发挥的过程。低成本的5G模组为下游终端厂商、方案商和行业用户提供低成本的连接方案,促进行业应用的繁荣,因此模组价格指标也是应用成熟的一个重要体现。 以史为鉴:NB-IoT模组成本下降的过程提到模组成本的下降,业界对于当年NB-IoT模组价格下降过程还历历在目。回顾NB-IoT模组成本下降的历程,笔者认为三大运营商三次大规模招标在这其中具有里程碑式的意义,每一次招标都将NB-IoT模组成本推向一个新低。 (1)中国电信的“宇宙第一标”2017年9月,中国电信开启了规模50万片的NB-IoT模组招标。彼时NB-IoT标准冻结一年多时间,中国电信率先完成30万NB-IoT基站升级,成为全球首个也是全球最大的全国性NB-IoT网络运营商,而且中国电信还发布了全球首个NB-IoT资费标准。 不过,NB-IoT商用之初,作为创新性的事物,模组价格居高不下,大部分成本处于60元以上,这一成本对于面向海量低成本物联网终端的场景来说,不可能催生出物联网应用的快速发展。为了尽快形成成本的下降,并提振行业信心,中国电信率先开启了规模化的模组招标,业界号称“宇宙第一标”。最终招标结果出炉,一家模组厂商独家中标,价格为每片含税36元人民币。实际上,当时模组的中标价格为66元,其中30元由中国电信来补贴。 (2)中国联通的300万片模组招标2018年,中国联通也启动了NB-IoT模组招标工作,数量是300万片。2018年9月,招标结果出炉,中标企业大多最终以低于30元/片价格入选。从NB-IoT问世起,“低成本”就成为一个典型的标签,而这个低成本最多的解释就是模组成本低于5美元,因为业界不少人认为5美元是一个分水岭,中国联通通过本次招标一举达到这一分水岭。 虽然很多中标者是低于成本价报价,但NB-IoT模组实际成本下探至30元左右已成定局。从2017年10月超过60元的成本,不出一年时间成本已下降了一半,进入了预期的5美元以内。 (3)中国移动的500万片模组招标2018年12月初,业界瞩目的“中国移动500万片NB-IoT模组招标”终于尘埃落定,这一订单由9家企业10款模组瓜分,而最终报价中最低报价低于20元,这是继中国联通300万片NB-IoT模组招标后价格再次创新低,且已远远低于此前业界对NB-IoT模组预期的5美元。 不到半年时间,价格再次大幅下探。价格的下降,破除了“NB-IoT模组成本是NB-IoT产业瓶颈”的谎言。目前,NB-IoT模组价格已下探至15元以下,业界已经不再太多关注价格了,因为这一价格是在近2亿的连接规模驱动下形成的自然市场行为。 鼓励通过创新降低成本,警惕恶性价格战本次中国联通推出500元以下的5G模组,率先开始在5G模组市场中打破成本壁垒。不过,从之前经验来看,业界应该树立起客观的成本观念,成本下降可以通过出货量增长来摊薄固定成本,也可以通过创新的手段形成成本节约,但要警惕为了抢占市场份额,主动进行价格战,透支模组厂商进一步创新积极性,也对整个产业生态不利。 一方面,从5G行业应用的成本结构角度看,5G规模化应用需要打破成本的壁垒,这里的成本可不仅仅是模组成本。因为在当前很多应用场景中,尤其是工业、医疗等专业应用,对于可靠性、稳定性、安全性的要求非常高,高要求意味着高成本敏感性,模组成本在整体实施成本中占据的比例并不明显。 整个5G行业应用落地还有更高的成本部分,比如MEC的部署、行业专网的建设运营、专用终端的研发,动辄数十万甚至数百万,这些都需要持续推进其业态成熟和降低成本。模组成本的下降应该是伴随着其他拥有成本共同的下降,是一个配合的过程,在前期仅有模组成本下降,可以肯定不能带来5G应用的繁荣。 另一方面,从模组厂商的角度看,目前NB-IoT模组毛利率较薄,4G模组价格也在持续下降,5G模组是应该是厂商们获得创新高回报的领域。中国联通通过器件剪裁和特定能力优化,实现模组价格下降,相信依然有正常的回报,这才是一个正向循环过程。5G模组有足够的利润,模组厂商更有积极性进行技术创新研发。 以此前NB-IoT模组价格的降低的过程来看,实际上模组厂商一定程度上是“赔本赚吆喝”,不低于成本价报价,怕失去相关市场;低于成本价,那就形成恶性价格战。过去数次大规模的招标,将价格压了下来,但那个阶段模组企业真正的成本是多少?招标数量中有多少真正落地了?经历过这些过程的各位自然心知肚明。而如今价格稳定在一定水平,是源于亿级出货量的增加和产业生态的成熟。 5G应用发展是一个长跑,产业链各方应该有足够的回报才能坚持跑下去。
2021-05-31 00:00 阅读量:1785
解读亚太5G行业应用发展:生态合作是关键,中国经验可复制
5月20日,GSMA与华为联合举办了“亚太5G行业论坛”。 在此次论坛上,亚太政府(马来西亚MCMC通信委员会、香港贸易发展局)、运营商(中国移动、印尼Telkomsel、菲律宾Globe,马来西亚Maxis)、方案生态伙伴(华为、鼎桥、商汤)、垂直行业代表(印尼施耐德、泰国Amata)以及开发者等分享了诸多实践,为亚太5G行业应用落地提供建议,指明行动方向。 让笔者印象深的是,诸多嘉宾分享了共同开拓亚太新市场、发现5G行业新机会的思考,提出要共建开放共赢生态新平台。  01、亚太5G加速发展:有成绩,有信心众所周知,世界三分之二的人生活在亚太区域。在全球数字化时代,5G成为推动亚太地区数字经济发展,尤其是工业4.0发展的核心引擎。 如今5G商用部署只有两年多时间,截至今年第一季度末,全球有62个国家和地区157家移动网络运营商已经推出5G解决方案。GSMA估计到今年年底5G用户数将超过5.5亿。 谈及亚太地区情况,GSMA亚太区负责人Julian Gorman表示,预计到2025年亚太地区将有12亿的5G连接,约占总连接数的25%。这比GSMA原来预测2025年11亿连接又进一步增加了约1亿。 这几年,亚太多国在布局5G。泰国2020年已规模部署5G网络;印尼在2018年亚运会期间进行5G试点;马来西亚2020年开始举行5G演示展示;越南于2020年12月开始首次5G商业试点;菲律宾2019年部署5G,目前正在快速升级建设5G无线网和核心网…… 5G让toC领域的消费者,享受到更高的移动宽带速度。许多国家5G网络推出6个月之后,实现5G用户最高速度提升10%以上,改善了市场网络信号体验。随着网络的满载,5G平均体验不断演变,而韩国运营商平均5G下载速度仍超过400Mbps。 5GtoB同样给亚太地区经济发展带来巨大促进。据悉,亚太地区的东盟是一个多元化的地区,具有利用5G技术成为领先经济中心的绝佳机会。因为5G将促进大量传感器、互联网部署在边缘,用于资产管控和自动化,以及人工智能应用和机器学习。而人工智能将使能生产数据的应用提升自动化和智能化。 从工业制造领域看,东盟区域的约30%的GDP来自于制造行业,5G被认为是东盟工业4.0的高速发展催化剂。有分析公司估计,到2025年,工业4.0将会在东盟区域创造1400亿美元到1500亿美元的额外收入,预计从互联网到制造业,5G将会释放40%~50%的价值资产。 谈及亚太地区的特点,GSMA亚太区负责人Julian Gorman表示,亚太地区是一个多元化地区,5G商用在每一个国家的节奏都不一样,早期各国最突出5G应用也有差别。如果各国抓住多元化方面的一些重点,做好准备,就能更快从5G中受益。 在此次论坛上,Julian Gorman分享了对亚太地区发展5G的三个关键的思考。第一,政府制定政策和发展工业4.0采取统筹的方法;第二,构建规模化和创新的数字生态系统;第三,制定促进区域规模增长的扶持政策,如实现跨境数据流的政策。 华为亚太区运营商业务总裁肖振东也表达同样的观点。他指出,5G提供给消费者卓越体验,也为企业带来新的价值,正迅速成为工业4.0的基石,彻底改变全球经济。  在探索5G工业应用路上,华为一直在努力解决关键的挑战,包括如何识别行业的痛点和真实的场景。华为首先在自己的智能手机工厂里部署了5G技术,5G取代了500公里的电缆,部署的时间从几个月缩短为一周。此外,华为还引入5G AGV自动导引运输车,减少6万平方米工厂面积内物流所需要的人力。 在亚太地区,华为与运营商、合作伙伴合作,开始了5G在医疗、港口、矿业、制造业、教育等行业的探索和商业部署。比如在泰国,华为与运营商一起打造Siriraj 5G智慧医疗样板并助力多个医院使用5G技术,实现远程病人监测、救护车联网。 泰国朱拉隆功大学集成创新学院Pietro Borsano表示,在2020年,泰国将5G技术应用在医疗行业,取得了非常喜人的进展。泰国希望能够在2022年,实现500家医院部署5G,到2027年覆盖更多的医院。 泰国KMITL大学工程学院院长Samyot  Kaitwanidvilai博士表示,5G技术具有重要的意义,5G可以实现教育在内众多行业的创新,帮助各行业克服数字化差距,进入下一个世纪的创新前沿。 GlobalData亚太和中东地区服务总监Dustin Kehoe表示,5G可以推动运营技术和信息技术的集成,推动行业数字化,比如提升工厂效率、使能预测性运维、实现工作场所安全以及优化工程设计。而且,5G对疫情后的经济恢复至关重要。 在调研158位客户后GlobalData发现,两年前很多人对5G感兴趣,但使用意愿不强,现在使用意愿很强,已经把5G列入企业发展路线图中。据统计,6%的东盟企业正在部署5G,而2/3 的东盟企业将5G列入发展路线图中。  香港贸易发展局Jason Chiu表示,5G提供新能力和特性,给行业打开一片蓝海市场。目前,全球已经积累了不少5G行业应用场景,未来会有更多的5G用例。“前景非常振奋人心,5G意味着很多的机会,将带我们进入一个全新时代。” 02、需汇聚5G生态伙伴:找场景、搭平台言之易,行之难。5G行业应用的落地并不容易:如何弥合垂直行业与运营商之间的差距,以行业的需求推动5GtoB能力形成?如何联合全球合作伙伴,支持本地的5G行业项目?如何用5G进一步提升生产效率?  为了应对上述这些挑战,5G不仅需要创新者,也需要诸多勇敢的实践者,包括政府、运营商、产业链企业、应用开发者等,需要合力打造繁荣的5G产业生态。我们看到,在此次大会上,亚太地区代表提出了多个可行方案,包括寻找真实的行业应用场景、搭建联合创新平台。 在政府领域,马来西亚MCMC通信委员会Majid表示,马来西亚政府今年初提出全力推进工业4.0的举措,其中一个关键是要促进内外对5G的理解,清楚如何应用5G技术。 香港贸易发展局JasonChiu指出,香港贸发局负责促进中小企业发展,包括利用5G等创新技术促进发展。各地政府应该有一体化统筹方法,要营造长期有利的5G发展环境。 一是提供一个稳定、开放的监管框架,包括基础设施和应用场景投资领域; 二是各地政府进行区域性合作,一同制定区域化的发展; 三是建立一个成熟的生态系统,“罗马不是一天建成”,要利用3G、4G、5G网络能力,比如实现远程医疗,克服医疗数字化的技术鸿沟; 四是进一步支持中小企业应用5G实现数字化转型。 当然,除了政府,运营商是5G建设和运维的关键。运营商更能发挥5G、边缘计算、云服务等技术的价值,可以构建持续升级的5G行业应用生态。 印尼运营商Telkomsel物联网副总裁Alfian表示,5G行业应用发展挑战有多个,在供应方面,产业必须合作,单打独斗没有办法提供5G端到端解决方案,必须与系统集成商、云服务商、设备商、制造商以及行业企业合作,才能共同开发出行业应用解决方案。目前Telkomsel已经与各类企业合作发力5G。 从需求侧看,产业必须要找到技术应用的具体场景,明确如何提升性能和效率。Telkomsel也与一些垂直行业企业进行5G应用探索试点,包括制造型、农业等领域企业。 中国移动亚太总监Paul  lin表示,当前没有企业是“一个孤岛”,只要在共享环境中,大家都将不断改进,并发挥自己最大的潜力。 谈及发展5G应用,中国移动表示,正与产业伙伴联合创新,降低5G建设运营总成本;实现应用联合创新,使行业受益;发展多模多频的5G技术,实现全球漫游和更大规模经济;成立三大产业创新中心,与垂直行业领导者合作创建更多的5G应用;拥抱科技,拥抱行业合作,进一步改进技术。 笔者还看到,为支持亚太地区5G发展,华为与各国构建了多个开放合作平台。华为亚太区运营商业务总裁肖振东介绍,华为与多个企业建立合作关系,共同开发、研发制定行业标准,支持生态伙伴5G垂直行业端到端解决方案的验证。  华为还在泰国曼谷建立生态系统创新中心,与全球有能力的合作伙伴,支持区域预集成和验证培养本地的5G人才。  从前沿技术角度,华为无线网络产品线营销副总裁朱慧敏表示,从全球看,中国市场是5GtoB方案发展前沿地区。垂直行业需要5G网络实现多种典型服务能力,包括超级上行支持视频上行传输能力、精准定位能力等。 据悉,华为提出5.5G理念,联合各方积极推动上述能力研究和落地。宁波舟山港就基于5G超级上行能力,5G智能港口解决方案,充分满足港口远程操控龙门吊的操控和影像传送需求,改善港口工人的工作环境,让生产效率提高20%。 施耐德电气印尼数字化转型的负责人Fadi Hamsani表示,施耐德认可5G将实现更高层次的连接,创造新价值。智慧工厂场景必须使用5G技术,基于车间里部署的传感器,实现更广阔的连接和提升决策反应速度,使整个制造行业生产力提升一个台阶。 商汤科技泰国区经理Alex Ji表示,作为全球领先的人工智能技术企业,借助5G的力量,商汤科技进行了AR场景非常多的研究,5G高速网络能够实现手持设备和云之间的流媒体和超大数据包服务,助力智能园区以及智能制造领域AR解决方案打造,为用户提供卓越体验。 鼎桥物联网销售部总监Joey Hu介绍,鼎桥联合伙伴一起打造了工业级5G CPE、5G AGV小车等5G终端设备,提供更强的保护性能,如防震以及达到IP65,可以在极端的温度环境下进行工作,支持多种场景应用发展,如5G港口远程龙门吊操控。 03、中国推动5G应用落地:树标杆,走出去纵观全球市场,中国绝对是5G领导者之一,无论从网络规模还是行业应用探索上。据悉,在5GtoB领域,中国打造了数百个行业5G实践案例,中国运营商签署超过1000个5G行业应用合同,全球领先。 中国5G生态力量有实力走出国门,与全球伙伴共同在亚太地区落地5G行业应用。 在论坛上,中国移动亚太总监Paul lin介绍了中国移动5G实力与国际合作情况,提出积极与全球伙伴合作。据悉,中国移动在全国范围建设三个5G产业创新中心,将5G应用到物流行业、港口、汽车、制造等领域。  谈及可复制的标杆项目时,Paul lin表示,中国移动积极推动5G提高制造业生产力和安全性,比如帮助一家生产化学纤维的企业新凤鸣集团,使用5G+HD和UHD视频监控约7微米的小浮丝面积,提高纤维生产效率,助其增加收入达2000万元。 总部位于中国杭州的AI和AR初创公司Rokid积极发力5G AR方案,其首席技术官兼光学主管管梁表示,5G AR可以支持企业实现无处不在的协作,将普通工人转变为超级工人,可以让退休老员工远程分享自身经验,让疫情期间多个企业实现无接触工作。Rokid公司希望将自身5G AR方案,分享给更多亚太地区企业。 笔者观察:亚太地区5G潜力大,开放合作是成功关键有方向,走得快。从此次论坛,我们得到两大5G应用发展“行动指南”,第一,亚太地区同样重视5G,认为5G行业应用要成功,生态各方需紧密合作,联合探索适合的场景。 第二,中国5G走得快,发展超过预期。中国5G力量与全球开发伙伴全力合作,通过跨区域频繁协作,可将已探索的成熟应用落地亚太,满足亚太各地区5G发展需求。 相信在全球各地5G生态的通力合作和积极尝试下,5G行业应用将取得更快速的发展,促进亚太地区各国各地区的数字经济发展。
2021-05-24 00:00 阅读量:1115
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