5G技术进入商业转型时代，改写制造业创新

5G在解决智能工厂发展瓶颈的同时，成为制造业转型的催化剂。随着5G时代的到来，由于其高速、低延迟和高频带宽的特点，杀手级应用产品纷纷出现，与众多机器设备和自动化系统的制造业，发挥着不可或缺的重要作用。

2020年1月，5G频谱招标拉开了下一个商业转型时代的序幕，各界都高度期待5G能创造多少价值。资讯政策委员会也调查了台湾制造业最有趣的应用，但业界预计进入制造业的5G应首先从工厂的外围应用导入。此前的ACE将对台湾制造业进行深度访谈，收集石化等5G应用的需求钢铁行业机械行业、半导体行业、电子制造业、蒸汽机车制造业、智能制造系统集成商。制造业中最有趣的项目是无人检验、AR / VR、设备监控和安全监控。

制造业四大应用市场

在无人巡检方面，近年来许多工厂设备管理由于缺乏对工厂设施或生产设备的实际检查、维护和异常改进，经常遇到严重的安全事故或较大的损失。无人检查的目的是为了防止事故的发生。未来，如无人机、无人车结合5G、摄像头、红外或3D视觉等，将成为新兴的检测工具，可用于检测管道是否断裂或气体泄漏。

在AR / VR部分，ACE会观察到，要满足移动电源和带宽的需求，确实需要与5G相匹配，但相关内容还有待开发。目前较为成熟的应用多为维修操作、教育培训等。比如，过去行业经常遇到去现场发现问题不大的麻烦，或者无法实时赶赴现场的麻烦。通过AR / VR结合可穿戴设备，你可以远程第一时间了解情况，快速帮助客户消除。

然而，与维护相比，教育和培训是第二个要求。国资委认为，生产成本水平将由引入AR / VR的需求决定。然而，也有制造业由于生产环境的危险而愿意采用这种类型。非接触式教学，如中钢集团，是世界上第一家使用虚拟现实技术培训钢铁倾销操作新手的制造商。

在设备监控部分，虽然设备监控应用已经使用多年，但过去多使用历史数据进行估计。但由于航空航天零部件等高价值产品的生产成本较高，在生产过程中需要通过5G进行。实时监控，甚至进一步通过对生产设备的监控来估计生产质量并进行优化。根据Gartner的预测，到2025年，多达250亿个传感器将用于工业应用。如果涉及大量生产设备的连接，5G低延迟和大连接的特点就可以派上用场。

在安全监控部分，智能制造不仅是提高制造业生产效率和质量的关键，也会带来工业安全要求的变化。各种传感器和无线通信可以随时、实时地向管理端发送信息。要抓住抢救的黄金时间，避免对企业资产或人员造成损害。在过去的制造业中，曾发生过很多员工掉入化学品罐中，无法及时获救的悲剧。多条信息的即时传输也离不开5G的辅助。

业界仍在考虑稳定性

从上述应用来看，5G有望在智能制造领域率先重点引入工厂外围应用。目前工厂的通信主要是工业级以太网，如PROFINET、EtherCAT，或现场总线，如PROFIBUS、MODBUS、CC-Link、CAN等。有线通信传输具有稳定、快速等优点，因此主要生产设备对有线通信的依赖程度较高。

然而，有线通信的移动性差，还存在布线和维护成本的问题。它通常只适用于固定的过程。随着工业4.0的发展，全球制造和生产模式开始向少量的多样化和柔性制造方向发展。工厂生产线的灵活性和机动性将变得非常重要，移动设备的引入，如无人车(AGV)、自主移动机器人(AMR)，以及集成外部移动轴的七轴机器人等，在未来，如果想在工厂内自由穿梭，对于无线通信的需求将会非常热烈。

工信部的一位资深行业分析师指出，为了稳定工厂的运行，大部分核心生产设备都采用电线部署，很多企业不敢冒险更换。这使得进入5G只能由外围应用或工厂事务应用为主。例如，可穿戴设备通过Beacon或Zigbee监控人员的安全或位置，而RFID可用于材料跟踪，无人驾驶车辆通过Wi-Fi操作等。但这也导致核心生产设备的不触碰，据说对设备更换的激励相对缺乏。

目前工厂采用的无线通信多为Wi-Fi。但Wi-Fi也存在传输质量不稳定、传输距离短等缺点，应用场景并不多。5G会成为工厂无线通信的新出路吗?亚太电信网络技术中心指出，如果行业对自动化的需求是精确的，不希望有任何延迟，Wi-Fi做不到，但5G应用在制造端强调的特点是高可靠性、稳定性和低时间。严先生透露，目前确实有很多厂商对5G感兴趣，并认为前期会有两个市场机会。一种是将现有WiFI或LTE转换为5G，以提高原有性能，另一种是开发无法在过去的质量管理上进行改进。除了现有的应用，还扩展了新的场景。

近年来，制造业通过物联网(IoT)和传感器收集生产信息，同时也产生了大量的数据。没有稳定良好的连接性(connectivity)，工厂无法立即监控或维护设备，以自动化为基础的机器系统可能无法正常运行。5G基础设施和光纤技术相辅相成，5G不应被视为光纤连接的替代品，特别是对于部署小型蜂窝和5G无线电的运营商而言。5G基站也必须使用光纤骨干网来实现高速网络。在工业自动化领域，即使在运动控制和视觉系统等复杂技术领域，5G也有望最终取代有线网络。进入工业4.0，鉴于以太网无法实现信息安全，时间敏感网络(TSN)标准的出现可以使传统以太网实现制造设备的交互能力和实时要求3GPP和IEEE仍在致力于以太网协议的标准化，这将有助于克服智能制造面临的瓶颈。