5G商用提前批初步落地,工業互聯網如何從中獲益?

舊城 2019-06-25 14:08 5547

作者:王金旺 

來源:雷鋒網

隨著國內5G商用牌照在今年6月正式發放,國內商用布局浪潮繼續提速。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跟進。

與此前移動互聯網發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,其實是在垂直產業應用中,包括工業互聯網。

工業互聯網作為近兩年來物聯網發展最火,也是產業應用的關鍵方向。5G的到來能為工業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”已經在工業互聯網上進行了哪些布局?……

6月23日,在由中國工業互聯網研究院舉辦的以「5G商用與深化工業互聯網創新發展」的研討會上,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與工業互聯網的技術結合點、產業布局思路、場景應用能力進行了復盤和探討。

5G與工業互聯網融合的趨勢與問題

如果說工業互聯網是全要素、全產業鏈、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建了美國首個以制造業為主的5G創新區,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、機械制造企業的5G服務,旨在通過啟動智能工廠服務加速布局工業互聯網應用,提高制造業業務效率和競爭力。

2019年2月,三星、思科和Orange 在MWC 19上推出兩款工業5G應用產品,無人機和工業機器人。

2019年4月,在漢諾威工業展期間,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,中國工業互聯網研究院院長徐曉蘭指出,5G與工業互聯網融合仍存在三方面的挑戰:

  • 跨界融合仍不充分。跨界融合專業性要求高,運營商、設備商對工業行業特性和專業壁壘的把握存在跨界鴻溝。

  • 工業應用場景細碎。工業互聯網涉及的生產設備和需求多樣、業務鏈條場、模型復雜,工業應用場景從端側、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。

  • 商業模式不清晰。5G在工業互聯網領域的應用模式與傳統2C市場模式有較大區別,企業運營模式呈現多樣性,5G網絡建設及運營成本十分昂貴,移動流量業務“增量不增收”的問題尚未有效解決,短期內5G在工業互聯網領域的多應用的盈利模式尚不清晰。

面對這些挑戰,三大運營商及華為做了哪些思考、工作呢?

移動:5G在工業互聯網中的
應用場景與技術問題

隨著近期5G商用牌照正式下發,國內5G商用布局加緊進行,然而,雷鋒網(公眾號: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,需要有不同的行業終端,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,但是從4G到5G的頻譜的遷移其實還有一段時間。

就工業方面而言,諸如藍牙、Zigbee、WiFi、WirelessHART等傳統工業無線通信協議相對封閉,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、工業焊接、移動設備調度/定位、傳感/表計采集。

以工業自檢(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節非常多,過去質檢環節我們理解為兩種,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節。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,能夠改變整個工業的質監的環節。

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,都是從城市核心區域開始部署,以覆蓋更多的消費人群;5G更多要服務好企業,工業企業大部分在郊區四五十公里之外,這些企業的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牌照發放后,我們的5G商業部署仍處于起步階段,真正的商業部署明年才會開展,目前,SA相關產品也仍在發展過程之間。”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與工業互聯網的結合應用,唐雄燕認為有諸如工業無線控制、工業視覺檢測、資產調度管理、使能柔性制造、工業AR/VR、工業互聯網平臺,具體工業場景下各環節智能化趨勢與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,商業模式仍是目前存在的難以以外,對于5G在工業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,工業環境下的無線干擾和電磁兼容問題。工業環境非常復雜,電磁環境也非常復雜,這是與消費領域不太一樣的地方。

第二,工業網絡與5G網絡的融合問題。工業本身的網絡非常復雜,工業協議有數百種,這些網絡與5G網絡的結合,協議的適配,是非常關鍵的一個問題。

此外,還存在工業的標識問題、互聯網安全問題、邊緣計算在工業領域的應用問題等均為5G應用于工業互聯網存在的重要問題。

電信:5G在工業互聯網中的
三大場景和“三化”趨勢

關于5G在工業互聯網領域的應用,中國電信政企事業部產業互聯網創新發展中心主任張東歸納為三點:移動性、廠區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個工廠以后發現,視頻交互(工業視覺)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會下沉至工業以太網,并逐步融合PLC、DCS。

無線局域網動態化。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軟件化后分離出來,并分別針對控制接入和轉發建立不同的云工作模式部署。“轉發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企業有非常大的影響。

華為:建立基于運營商的5G網絡
提升應用供應商能力

“工業互聯網是一張很大的版圖,5G實際上只完成了工業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在工業互聯網中的應用,杜葉青認為,還有一些環節需要補充。

  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。未來工業互聯網新的商業模式角色中,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,或是在商業模式探索上,都將需要整個生態的構建與推進。正如徐蘭院長所言,當下的行業競爭已經不只是產品與產品、企業與企業的競爭,而是生態體系之間的競爭。

格隆匯聲明:上文所示作者或嘉賓的觀點,都有獨特立場,投資決策需建立在獨立思考之上,不構成投資建議。投資者據此操作,風險自擔。

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