2020既是鬧疫情的年份，也是5G開(kāi)啟商用的元年。5G作為新一輪工業(yè)革命的鑰匙，按照超高帶寬、低延時(shí)和超大連接的特點(diǎn)，將對(duì)人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)重大的影響。首先是滿(mǎn)足數(shù)字化生活需求，如高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)VR和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的AR;其次是滿(mǎn)足數(shù)字化社會(huì)需求，例如智慧城市、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能農(nóng)業(yè)等；再次就是數(shù)字化的工業(yè)需求，工廠(chǎng)的遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)駕駛。

泛在需求與剛需

眾所周知，傳統(tǒng)的制造工廠(chǎng)內(nèi)部，其工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、管理網(wǎng)絡(luò)都屬于內(nèi)網(wǎng)。我們可以理解為封閉網(wǎng)絡(luò)，畢竟外界是無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)的。隨著工業(yè)4.0概念的傳播，國(guó)內(nèi)智能制造的發(fā)展和推廣應(yīng)用，工廠(chǎng)需要內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)互通。從實(shí)際的情況看，紡織、玩具、食品包裝等行業(yè)的廠(chǎng)商，對(duì)于內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)和功能架構(gòu)都偏向于扁平化方向發(fā)展。

業(yè)內(nèi)人士透露，現(xiàn)有的工業(yè)無(wú)線(xiàn)解決方案，無(wú)法滿(mǎn)足智能工廠(chǎng)的需求，唯一寄托的希望就在5G，而部分傳統(tǒng)的工廠(chǎng)走向轉(zhuǎn)型升級(jí)，必須采用無(wú)線(xiàn)通信的工業(yè)場(chǎng)景。比如老舊工廠(chǎng)改造布線(xiàn)極其不方便；采油、油氣管線(xiàn)等領(lǐng)域的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)距離過(guò)遠(yuǎn)，以及腐蝕、鹽霧等環(huán)境惡劣的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

5G如何讓生產(chǎn)制造更加優(yōu)化？

既然是工業(yè)4.0，那就與勞動(dòng)密集型生產(chǎn)制造不同，機(jī)器人的使用，以及機(jī)器之間的協(xié)同是主場(chǎng)景。傳統(tǒng)的工業(yè)通信采用主從式，通過(guò)PLC等主控設(shè)備實(shí)現(xiàn)機(jī)器與機(jī)器的通信。5G的應(yīng)用，將極大改善機(jī)器間的通信，使其更加高效。

工廠(chǎng)物流方面，5G讓園區(qū)、廠(chǎng)區(qū)內(nèi)的物流配送車(chē)輛，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛也成為可能。大型制造設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維方面，5G可以傳輸更多非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，比如采用視頻方式，能夠迅速了解工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況，操控機(jī)器作業(yè)時(shí)，也能夠迅速反饋情況。在未來(lái)，無(wú)人或者是少人工廠(chǎng)，需要大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)做決策支撐，超高帶寬、低延時(shí)和超大連接的特點(diǎn)，能夠有效解決柔性化制造難題。

工業(yè)應(yīng)用對(duì)5G通信的需求

對(duì)于工業(yè)應(yīng)用而言，傳輸速率和帶寬不是唯一決定性因素。真正能夠適用于工業(yè)的網(wǎng)絡(luò)，其性能指標(biāo)需要有確定性、實(shí)時(shí)性、可用性、可靠性。通信系統(tǒng)的端到端傳輸延遲具有最大的限值，系統(tǒng)在限定時(shí)間對(duì)外界事情做出處理與相應(yīng)，就是確定性和實(shí)時(shí)性。在確定性與實(shí)時(shí)性相輔相成，二者綜合表示工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間是確定可預(yù)測(cè)的。

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)是極具嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)，生產(chǎn)中在給定的條件下，機(jī)器在預(yù)定時(shí)間或者時(shí)間間隔內(nèi)，處于某個(gè)狀態(tài)并執(zhí)行所要功能的能力極為重要，這關(guān)乎到生產(chǎn)制造成本問(wèn)題，即5G網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)應(yīng)用的可用性。再次是可靠性，即特指?jìng)鬏攬?bào)文在可接受延時(shí)內(nèi)完整無(wú)損地到達(dá)最終目的概率。

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境一般比較惡劣，比如高溫、濕度、多塵、電磁干擾等。容易導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行和通信質(zhì)量不穩(wěn)定，從而影響生產(chǎn)制造。也就是說(shuō)，5G應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)本身要極高的抗干擾性。此外，工業(yè)應(yīng)用對(duì)5G的需求還有安全性。工廠(chǎng)數(shù)據(jù)的泄露，對(duì)其本身來(lái)說(shuō)，是致命性的。