隨著國內5G商用牌照在今年6月正式發(fā)放，國內商用布局浪潮繼續(xù)提速。包括三大運營商就5G網絡搭建、組網深入布局，芯片廠商、設備廠商的硬件及終端設備的研發(fā)跟進。
與此前移動互聯網發(fā)展以實現設備互聯為主要目標有所不同，5G從最初的三大應用場景定位就已經將人、機、物的互聯，將物聯網作為主戰(zhàn)場。因而，現在備受關注的大視頻、云游戲只是5G面向C端布局比較火的概念，包括低延時、大帶寬、廣連接特性及其他特性帶來更多改變改變的，其實是在垂直產業(yè)應用中，包括工業(yè)互聯網。
工業(yè)互聯網作為近兩年來物聯網發(fā)展最火，也是產業(yè)應用的關鍵方向。5G的到來能為工業(yè)互聯網帶來怎樣的變革?“5G商用提前批”有哪些技術布局重點?“5G商用提前批”已經在工業(yè)互聯網上進行了哪些布局?……
6月23日，在由中國工業(yè)互聯網研究院舉辦的「5G商用與深化工業(yè)互聯網創(chuàng)新發(fā)展」研討會上，包括三大運營商、華為在內的技術專家就各自對當下5G商用的理解和布局進行了分析，站在5G商用布局初期，各家就5G與工業(yè)互聯網的技術結合點、產業(yè)布局思路、場景應用能力進行了復盤和探討。
5G與工業(yè)互聯網融合的趨勢與問題
如果說工業(yè)互聯網是全要素、全產業(yè)鏈、全價值鏈的全面連接，5G則是實現這樣全面連接的一項基礎設施。也正因如此，5G和工業(yè)互聯網的融合應用已經成為又一全球技術應用趨勢。
2018年9月，AT&T與三星電子美國公司(SEA)和三星奧斯汀半導體有限責任公司(SAS)合作，在德克薩斯州奧斯汀創(chuàng)建了美國首個以制造業(yè)為主的5G創(chuàng)新區(qū)，致力于提供對5G如何影響制造的真實世界的理解，并提供對智能工廠未來的洞察。
2018年12月，韓國三大運營商SK電訊、KT和LG U+同時推出面向汽車制造、機械制造企業(yè)的5G服務，旨在通過啟動智能工廠服務加速布局工業(yè)互聯網應用，提高制造業(yè)業(yè)務效率和競爭力。
2019年2月，三星、思科和Orange 在MWC 19上推出兩款工業(yè)5G應用產品，無人機和工業(yè)機器人。
2019年4月，在漢諾威工業(yè)展期間，愛立信與ABB簽署了一份基于5G技術面向工廠自動化的諒解備忘錄，專注推動5G網絡切片在汽車、電子等垂直行業(yè)的合作標準制定和應用服務，旨在提高工廠自動化程度。
盡管如此，中國工業(yè)互聯網研究院院長徐曉蘭指出，5G與工業(yè)互聯網融合仍存在三方面的挑戰(zhàn)：
跨界融合仍不充分?？缃缛诤蠈I(yè)性要求高，運營商、設備商對工業(yè)行業(yè)特性和專業(yè)壁壘的把握存在跨界鴻溝。
工業(yè)應用場景細碎。工業(yè)互聯網涉及的生產設備和需求多樣、業(yè)務鏈條場、模型復雜，工業(yè)應用場景從端側、管側到平臺側方案定制化程度高，面對復雜的工業(yè)需求，5G需要適應不同應用場景，并提供不同場景的無線連接方案。
商業(yè)模式不清晰。5G在工業(yè)互聯網領域的應用模式與傳統(tǒng)2C市場模式有較大區(qū)別，企業(yè)運營模式呈現多樣性，5G網絡建設及運營成本十分昂貴，移動流量業(yè)務“增量不增收”的問題尚未有效解決，短期內5G在工業(yè)互聯網領域的多應用的盈利模式尚不清晰。
面對這些挑戰(zhàn)，三大運營商及華為做了哪些思考、工作呢?
移動：5G在工業(yè)互聯網中的應用場景與技術問題
隨著近期5G商用牌照正式下發(fā)，國內5G商用布局加緊進行，然而，雷鋒網了解到，當下R15版本5G并非終版5G，針對專網相關標準定義的R16版本將在2020年6月左右完成制定，針對混合網(公網+私網)R17版本則會在2021年年底完成。
5G應用場景可以包括eMBB、uRLLC、mMTC三大應用場景，當下R15版本的5G已經完成eMBB場景下SA和NSA標準定義，針對5G的商用布局，主要集中在eMBB場景下展開。中國移動上海產業(yè)研究院副院長陳豫蓉介紹稱，“目前已經成熟的是大帶寬相關標準，關于低時延、廣連接的標準，要在R16版本當中才能夠真正全面落地。”
“從終端產品來看，過去的3G、4G移動網絡時代，運營商更多帶動的是消費終端落地;5G時代，要想服務好產業(yè)，需要有不同的行業(yè)終端，這些終端中，即5G需要的是泛終端。與此同時，通信能力也將只是這類終端的部分功能。”陳豫蓉表示，“此外，5G頻段雖然已經劃分、牌照也已下發(fā)，但是從4G到5G的頻譜的遷移其實還有一段時間。”
就工業(yè)方面而言，諸如藍牙、Zigbee、WiFi、WirelessHART等傳統(tǒng)工業(yè)無線通信協(xié)議相對封閉，設備互聯互通難，制約設備上云，陳豫蓉認為，應用5G后，主要可以實現三類應用：機器換人(降本增效)、以移代固(柔性制造)、機電分離(設備快速迭代)。而具體到智慧工廠場景落地，主要有機器視覺、遠程現場、遠程控制、工業(yè)焊接、移動設備調度/定位、傳感/表計采集。
以工業(yè)自檢(機器視覺應用)為例，中國是消費電子的大國，消費電子當中的質檢環(huán)節(jié)非常多，過去質檢環(huán)節(jié)我們理解為兩種，一種是純人工，另一種是以端側設備把光源、攝像、計算能力融合在端側，從而將機器視覺融入到質檢環(huán)節(jié)。5G有大帶寬、低時延的特點。我們了解到端側一張照片約有2G左右，過去沒有這么大的帶寬，只能在本地處理，現在有了5G以后，可以通過5G大帶寬、低時延的方式放到云端去處理。因此，5G+AI+機器視覺的能力，能夠改變整個工業(yè)的質監(jiān)的環(huán)節(jié)。
與此同時，運營商在5G布局方面目前仍面臨一些技術難題，陳豫蓉具體指出有以下兩點：
第一，SA和NSA網絡架構部署存在的問題。如果NSA做不到核心網獨立部署，很難實現切片能力，即從技術本身而言，當前存在一個過渡過程。
第二，5G基站部署和組網上存在的問題。運營商在4G時代部署基站時，都是從城市核心區(qū)域開始部署，以覆蓋更多的消費人群;5G更多要服務好企業(yè)，工業(yè)企業(yè)大部分在郊區(qū)四五十公里之外，這些企業(yè)的5G服務方案與運營商的大網如何融合是當下面臨的問題。
聯通：5G功能與智能制造的映射關系與融合問題
“國內5G牌照發(fā)放后，我們的5G商業(yè)部署仍處于起步階段，真正的商業(yè)部署明年才會開展，目前，SA相關產品也仍在發(fā)展過程之間。”中國聯通研究院首席科學家兼智能網絡中心總架構師唐雄燕介紹稱。
關于5G與工業(yè)互聯網的結合應用，唐雄燕認為有諸如工業(yè)無線控制、工業(yè)視覺檢測、資產調度管理、使能柔性制造、工業(yè)AR/VR、工業(yè)互聯網平臺，具體工業(yè)場景下各環(huán)節(jié)智能化趨勢與5G功能映射關系，唐雄燕給出下圖予以對照。
除去同樣認為網絡切片和MEC是當下5G面臨的技術問題，商業(yè)模式仍是目前存在的難以以外，對于5G在工業(yè)互聯網中的部署應用，唐雄燕認為當下仍存在以下幾點問題：
第一，工業(yè)環(huán)境下的無線干擾和電磁兼容問題。工業(yè)環(huán)境非常復雜，電磁環(huán)境也非常復雜，這是與消費領域不太一樣的地方。
第二，工業(yè)網絡與5G網絡的融合問題。工業(yè)本身的網絡非常復雜，工業(yè)協(xié)議有數百種，這些網絡與5G網絡的結合，協(xié)議的適配，是非常關鍵的一個問題。
此外，還存在工業(yè)的標識問題、互聯網安全問題、邊緣計算在工業(yè)領域的應用問題等均為5G應用于工業(yè)互聯網存在的重要問題。
電信：5G在工業(yè)互聯網中的三大場景和“三化”趨勢
關于5G在工業(yè)互聯網領域的應用，中國電信政企事業(yè)部產業(yè)互聯網創(chuàng)新發(fā)展中心主任張東歸納為三點：移動性、廠區(qū)WiFi替換、高速上下行。
第一，物流倉庫中的應用，移動場景下的應用，5G是最合適的，包括遠程施工、室外作業(yè)都可以應用5G。第二，我們看到工廠WIFI逐步退出，在工廠做WiFi，工人容易受傷。第三，我們調研16個工廠以后發(fā)現，視頻交互(工業(yè)視覺)這件事用的是最快的，這也可以理解為場景、需求決定一切。
針對5G技術對行業(yè)帶來的變革，張東認為，5G將會帶來“三化”趨勢：
M2M的純粹化。低時延技術實現，5G會下沉至工業(yè)以太網，并逐步融合PLC、DCS。
無線局域網動態(tài)化。隨著切片技術走向成熟，主控單元在移動過程中與關鍵單元組成動態(tài)局域網，實現加密安全通信，這是R17版本標準制定后可以實現的。
邊緣智能化。基于硬件平臺，利用5G網絡就近提供云端計算能力，實現數據采集與數據交互，提高數據處理能力。
針對核心網布局，張東認為，要把控制接入與轉發(fā)軟件化后分離出來，并分別針對控制接入和轉發(fā)建立不同的云工作模式部署。“轉發(fā)和控制對網絡的改造其實是很大的，把它自動化后，并使得控制和轉化完全分離掉，對我們的基站模塊也會有很大的影響。因此，我們認為5G核心網的標準制訂會對運營商和工業(yè)企業(yè)有非常大的影響。”
華為：建立基于運營商的5G網絡，提升應用供應商能力
“工業(yè)互聯網是一張很大的版圖，5G實際上只完成了工業(yè)互聯網中從物理世界到數字世界的轉換過程，主要包括兩方面：一方面是數據收集，另一方面也有可能繼續(xù)延伸到控制部分。”華為5G產品線副總裁杜葉青表示。
據杜葉青介紹稱，目前華為已經在全球獲得了46份5G商業(yè)合同，累計5G基站構建超過10萬個。目前完成的R15的標準已經可以實現大部分的eMBB能力，以及一部分低時延的能力。對于單個用戶而言，華為在eMBB的下行運行速度已經可以達到1.6-1.7Gbps，無線空口時延可以達到10ms。
針對5G在工業(yè)互聯網中的應用，杜葉青認為，還有一些環(huán)節(jié)需要補充。
我們首先要去明確整個鏈條當中的一些角色。我們希望建立基于運營商的5G網絡，因為運營商的5G網絡一定是當前情況下成本最低的，而且也只有運營商的5G網絡進行極大的應用后，整體5G網絡費用、終端成本才會逐步下降。其次，應用供應商的角色相對缺乏。我們與三大運營商以及很多制造商都有合作，但是在合作過程中，我們發(fā)現，包括AI機器視覺、AR/VR的應用其實做得很好，本來應該由應用供應商把他的應用推向工業(yè)伙伴，實際在這個過程當中，主要做進行應用推廣的反而是像華為這樣的運營商。未來工業(yè)互聯網新的商業(yè)模式角色中，制造商、運營商、設備商都很強，但是應用供應商也應該盡快扶持起來。
正如前文提到，5G商用布局已然展開，目前主要仍在eMBB場景及相關布局，包括運營商組網、設備廠商終端設備的跟進、工業(yè)互聯網廠商試點建設與運營都已經在不斷跟進，而隨后無論是在跨界融合嘗試，或是在商業(yè)模式探索上，都將需要整個生態(tài)的構建與推進。正如徐曉蘭院長所言，當下的行業(yè)競爭已經不只是產品與產品、企業(yè)與企業(yè)的競爭，而是生態(tài)體系之間的競爭。
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