工业制造的5G时代

到目前为止的人类发展历程中，一共发生过三次工业革命，即现在所谓的工业1.0、工业2.0和工业3.0，分别实现了机械代替手工、电气化以及自动化。而随着互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等技术的不断发展，第四次工业革命已悄然兴起。为了抓住新工业革命的历史机遇，美国、德国、日本等发达国家相继部署制造业发展战略，其核心皆是“智能制造”，都将发展智能制造作为本国确立制造业竞争优势的关键举措，并提出了相应的发展路线。            

2016-2022年全球智能制造产值规模统计情况及预测                

 数据来源：前瞻产业研究院整理                

在2019年北京举办的IMT-2020(5G)峰会上业内人士指出，2035年之前5G将会给全球范围内带来12万亿美元的产出，而其中40%都将来自工业物联网相关的应用。结合当前全球智能制造的发展现状和发展趋势，保守估计未来几年全球智能制造行业将保持10%左右的年均复合增速，预计到2022年全球智能制造的产值将达到1.51万亿美元左右，而在中国市场方面，预测2019年我国智能制造业产值规模将突破2万亿元。智能制造已成为重塑世界城市之间产业竞争力的关键因素。                

2010-2019年中国智能制造业产值规模统计情况及预测                 

数据来源：前瞻产业研究院整理                

连接终端与数据总量增长趋势                

资料来源：德勤研究                

4G改变生活，5G则是改变社会。5G技术可以说是4G的延伸，目前的5G已经具备了商用的条件，只待网络大规模建设完毕以及终端成熟。                

5G与4G性能提升对比                

资料来源：德勤研究                

按照5G超高速、超低时延和超大连接特点，有三大应用场景，分别是增强移动带宽eMBB，超高可靠超低时延通信uRLLCULtra，大规模机器类通信mMTC。                 

• eMBB是在现有移动带宽业务场景基础上的大流量移动宽带业务提升，聚焦对带宽有极高需求的业务，例如高清视频，VR/AR等等，通过超密集网络和多连接，适合工厂环境的远距离大数据量的检测应用(如视频监控、产品质量视觉检测)和远程维护类应用；

• uRLLCULtra则聚焦对时延极其敏感的业务，例如自动驾驶/辅助驾驶、远程控制等，可承载工业场景中运动控制和闭环控制类业务在时延、可靠性等方面问题；

• mMTC是针对大规模物联网的业务，如智慧城市、环境监测、智能农业等，适合于数据采集，监测应用，尤其是恶劣环境的传感器数据上报，因此，很契合工业场景中数据采集类业务。

5G的三大应用场景                

由这三大应用场景可以看出，5G技术对于工业4.0的发展和突破是一种非常关键的技术。工业4.0的发展、应用和突破强烈依赖于 5G的泛连接、低时延和低能耗等特性。5G通过强大的无线连接、边缘计算和网络切片技术，将助力无线自动化控制、工业云化机器人、预测性维护、柔性生产等行业突破，驱动工业4.0的真正落地，进一步推动未来工厂的诞生。                                

以预测性维护为例，该应用涉及实时监控机器状态、识别异常并自动执行维修工作，可以大规模降低机器维修成本并减少停机时间，并通过数据的实时反馈以调整和优化机器设置。预测性维护对于5G的泛连接、低能耗等特性有极高需求，5G的高承载力将促使连接设备的数量增加超过100倍，从而实现对整个供应链的检测和预测性维护，协调并优化整个生产周期，同时5G芯片的低能耗也将极大降低预测性维护成本。                

典型的智慧生产数据流                

资料来源：世界移动通信大会、德勤研究                

在未来，企业的经营模式会发生巨大变化。设备销售会变成全生命周期管理服务，从简单的售后维护变成设备的日常管理，包括设备状态的监控、故障的预警等。服务的价值占收入比重会上升，企业基于数据和平台提供后市场服务，物联网将协助企业更有效的捕捉和预测市场需求，创造动态化、个性化的智能服务、咨询服务、数据服务、物联网金融与保险等新的服务类型。另外还会有垂直行业的平台型企业诞生，以提供多种软件服务和搭建生态系统为主营业务。而在一些典型的偏远、危险地区，机器作业将代替人工作业，部分维修和保养工作也将通过远程连接进行，提高生产效率。                                

目前，5G赋能智能制造在全球范围内已经有许多典型应用案例，不管是对单个产业或生产模式的升级，还是对于企业商业模式的改变，带来的好处都是清晰可见的，而其影响也将会随着时间的推移终成燎原之势。下面就为大家列举一些经典案例。                

未来的智慧工业                

资料来源：德勤研究                

目前国内包括邮政、阿里、京东、苏宁等各电商及物流巨头都已建成有各自的智能仓库。在这些仓库中，无论是货物的运输、分拣、拆装，全部都由机器人完成，同时这些机器人还能够实现自动充电，这意味着他们可以实现24/7的工作模式，这是人力无法达到的，据估计，智能机器人能节省大约70%左右的成本，这些都离不开5G低时延、高稳定性及大传输带宽的应用，企业可以放心将自己仓库中的员工数目降到最低。                

据悉，在该场景测试中，京东智能配送机器人整个配送过程都被设置在交通枢纽的高清视频设备实时监控，通过5G网络实现高精度地图导航，并将采集的高清视频实时回传到后台系统，通过对视频信息进行数据分析，进而实现对车辆的调度等应用，实现系统管理平台的车路协同功能。                

未来，诺基亚将能够通过VR解决方案，无需亲临现场，便能够虚拟培训员工或控制远程位置。为了能够实施访问物料供应商和合作伙伴的流程，诺基亚基于云的智造执行系统，将助力诺基亚的整个供应链流程实现无缝可视化。                             

传感器连接焊接机和5G网络，测量振动并将速度和性能的任何波动发送给计算机。同时，AR眼镜及麦克风也将坐在伍斯特基地电脑前的工作人员和全国各地工厂里维修机器的工程师连接起来。这对于经验不足的工程师特别有用。如果他们无法独立解决问题，可以将高清视频传给经验更丰富的工程师求助。                 

风起于青萍之末，以正确的姿势迎接工业制造5G时代                                

除开上文所述5G在国内青岛港以及物流领域的应用外，目前全国范围内各个城市也都在开展5G商用的试点工作。山东已在青岛、济南、济宁、威海、滨州11个地市推进海尔智慧园、重汽无人驾驶、国电无人巡查、城市立体安防等基于5G网络的应用项目，覆盖智慧制造、无人机安防、远程医疗、智慧赛事等领域，助力山东在5G应用上走在全国前列。                           

2018年4月，华为与深圳移动联合建设了全国首个5G业务体验园区，该园区具备端到端5G试商用能力，包括终端、基站、核心网与承载网等，重点围绕5G的业务进行创新和孵化。目前已经与多家合作伙伴展开了在AR/VR、智能电网、无人机安全巡检、远程教育、智能驾驶等多场景的创新探索。其中，和南方电网在5G智能电网领域进行了深度合作，包括配电保护、视频监控、计量等业务，预计将很快在深圳进行试商用。                          

中兴也同样在为这片“5G+智能制造”的浪潮贡献自己的一份力量。今年5月17日，湛江钢铁携手广东联通与中兴5G共同打造的5G试验网正式开通，标志着湛江钢铁正式迈出开启“5G+智能制造”的第一步，湛江钢铁也成为中国宝武首个应用5G工业化的生产制造基地。另外还有诸如中兴5G与山东联通联手临工集团实现的国内首例5G远程遥控挖掘机，中兴5G与浙江电信、中控蓝卓共同为红狮水泥打造的5G水泥生产线等等案例都已经成功落地。                

目前5G商用刚刚起步，工业互联网方兴未艾，各界对5G都有很高预期，但从标准到产业再到终端，5G产业链的成熟还需要一段时间。对于工业界来说，最看重的并不是传输速率，而是可靠性和可连接设备数量，因此运营商提供的网络质量必须值得信赖；且5G网络频率高、衰减快，为实现5G网络覆盖，除了室外建立基站外，还要在室内安装相关设备，这也增加了5G网络的建设和维护成本。                           

那么，在这即将到来的工业4.0时代，中国能够将目前全球领先的5G技术与国内众多的劳动密集型以及中小微制造企业完美结合，实现真正的世界领先的中国制造吗？让我们拭目以待吧。