融合5G與物聯(lián)網(wǎng)：步入智能制造快車道

融合5G與物聯(lián)網(wǎng)：步入智能制造快車道融合5G與物聯(lián)網(wǎng)目前眾多制造企業(yè)正在尋機(jī)加快業(yè)務(wù)發(fā)展，采用數(shù)字化技術(shù)以實(shí)現(xiàn)第四次工業(yè)革命（工業(yè)4.0）。自動化機(jī)器人、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)推動企業(yè)向智能化、數(shù)據(jù)驅(qū)動的柔性制造飛躍。制造企業(yè)應(yīng)制定并實(shí)施有效的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，以采用這些技術(shù)和避免在競爭者落敗?！度诤?G與物聯(lián)網(wǎng)，步入智能制造快車道》探討這類轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的兩大關(guān)鍵組成部分：物聯(lián)網(wǎng)和第五代移動通信技術(shù)(5G)。率先將這些技術(shù)融入數(shù)字化戰(zhàn)略的企業(yè)將獲益匪淺。技術(shù)和業(yè)務(wù)趨勢以有利于制造企業(yè)的方式迅速發(fā)展。一年來物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)更加成熟，以至于企業(yè)決策者能夠評價在數(shù)字化戰(zhàn)略中使用這兩種技術(shù)產(chǎn)生的效益。他們發(fā)現(xiàn)，如果物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)成為其工業(yè)4.0投資計(jì)劃的有機(jī)組成部分，那么這些技術(shù)將發(fā)揮更大的作用。物聯(lián)網(wǎng)和5G融合利益巨大物聯(lián)網(wǎng)和5G二者結(jié)合實(shí)施能為企業(yè)實(shí)現(xiàn)巨大價值。在數(shù)據(jù)傳輸速度、時延、效率、可靠性、容量、安全性方面，5G網(wǎng)絡(luò)給制造企業(yè)帶來大量益處。5G的目的是做到和光纖一樣快速、可靠，同時以更低的成本、更高的靈活性提供相同的容量。相較于之前的移動通信技術(shù)，5G將改善移動寬帶服務(wù)的交付，支持大量廣泛的新解決方案。這些方案包括基于人工智能、自動化運(yùn)營、虛擬現(xiàn)實(shí)和無人機(jī)的數(shù)字化能力，將利用5G網(wǎng)絡(luò)大幅提升工作效率和加快創(chuàng)新。5G提供了一個實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)利益的理想通信平臺。企業(yè)正在迅速采用物聯(lián)網(wǎng)，很多分析師預(yù)計(jì)，五年或不到五年對物聯(lián)網(wǎng)的投資將翻番1。物聯(lián)網(wǎng)深受制造企業(yè)歡迎，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)能帶來諸多利益，比如減少設(shè)備故障時間、提高產(chǎn)品質(zhì)量、有利于進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)保養(yǎng)和更有根據(jù)的決策。雖然目前有一些系統(tǒng)能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)設(shè)備集成于綜合平臺，但5G使得之前因吞吐量和性能較低而受限的一些用途成為可能。由于震動、聲音、發(fā)熱等因素，之前移動通信技術(shù)在制造業(yè)發(fā)揮的作用不大。預(yù)計(jì)5G技術(shù)將解決這些問題。企業(yè)超互聯(lián)業(yè)內(nèi)重要變化之一：物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商開始滿足特定行業(yè)需求和特定功能需求。他們與制造企業(yè)密切合作，提供根據(jù)客戶經(jīng)營和數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略定制的更安全可靠解決方案。互聯(lián)是工業(yè)4.0的關(guān)鍵組成部分之一，因?yàn)橥ㄟ^連接，制造企業(yè)能夠突破傳統(tǒng)的孤立主體，打造旨在優(yōu)化制造、分銷和產(chǎn)品消費(fèi)生命周期的綜合生態(tài)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)和5G將共同發(fā)揮至關(guān)重要的作用，使得企業(yè)能夠連接從計(jì)劃到銷售流程周而復(fù)始的各個階段，在制造企業(yè)、供應(yīng)商及（某些情況下）客戶的經(jīng)營過程中向分析師和決策者提供所安裝傳感器的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)不再直線流動，而是在一個多維度生態(tài)系統(tǒng)中來回流動，生產(chǎn)商從而能夠迅速應(yīng)對潛在故障、客戶需求轉(zhuǎn)變或不斷改變的供應(yīng)商。借助各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，海量數(shù)據(jù)得以收集，使得制造企業(yè)具備預(yù)測性分析能力，以進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，以及在必要時根據(jù)產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)安排更換設(shè)備。除優(yōu)化制造流程之外，這一新的、靈活的全球生態(tài)系統(tǒng)還意味著制造完全可定制產(chǎn)品如今不再是遙遠(yuǎn)的目標(biāo)，而是已在把握之中。真正的智能制造時代即將到來。新一代移動通信雖然物聯(lián)網(wǎng)帶來的部分利益可以在現(xiàn)有的電信基礎(chǔ)設(shè)施中實(shí)現(xiàn)，但前幾代移動通信技術(shù)不能整合自動化機(jī)器人和其他先進(jìn)技術(shù)。相比之下，當(dāng)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略中物聯(lián)網(wǎng)與5G網(wǎng)絡(luò)融合時，工業(yè)4.0的目標(biāo)便觸手可及。此外，有了5G，制造企業(yè)的通信需求將再無必要既依賴有線通信網(wǎng)絡(luò)，又依賴移動通信網(wǎng)絡(luò)；有線通信網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)5G都能提供，而且5G還具有對柔性制造越來越重要的移動性。企業(yè)不再受制于有線通信基礎(chǔ)設(shè)施和可靠程度較低的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。例如，配備增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式裝置的工人將在工廠車間自由移動，隨時與5G網(wǎng)絡(luò)保持連接。他們能夠一邊與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)交互，一邊對直至最終產(chǎn)品的每一流程進(jìn)行三維仿真。設(shè)計(jì)或規(guī)劃方面的細(xì)微錯誤可能造成重大代價，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)能夠通過仿真發(fā)現(xiàn)潛在錯誤，這只不過是該系統(tǒng)寶貴屬性的一個方面。為了將5G網(wǎng)絡(luò)融入數(shù)字化戰(zhàn)略，企業(yè)可以按需要創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)切片，從而實(shí)現(xiàn)此前只有高度定制化的有線網(wǎng)絡(luò)才能提供的某種水平的定制化。網(wǎng)絡(luò)切片能將供應(yīng)商和客戶簡單、方便且更安全地集成到某一網(wǎng)絡(luò)平臺。網(wǎng)絡(luò)切片提供與每一用例相關(guān)的離散信息，一步增強(qiáng)連接性和安全性。私有5G網(wǎng)絡(luò)方案為實(shí)施有效的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，大型企業(yè)希望構(gòu)建自己的私有網(wǎng)絡(luò)，以利用5G和物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合帶來的利益，充分發(fā)揮整個頻段的潛力。對于采用哪種5G私有網(wǎng)絡(luò)模式，制造企業(yè)有兩種選擇，即開發(fā)企業(yè)能夠自行運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)，或與現(xiàn)有電信服務(wù)商合作共同運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)。對于企業(yè)構(gòu)建私有網(wǎng)絡(luò)的需求，運(yùn)營商之前一直反應(yīng)較慢，直到最近才將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到這一市場?？紤]到消費(fèi)者、企業(yè)和公共部門對帶寬的競爭，各國政府還特別為工業(yè)開放更多5G頻段。例如，德國監(jiān)管部門聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)局2019年3月宣布將分配本地5G牌照以滿足工業(yè)需求2，并根據(jù)申請分配頻段。這將有助于按單個制造企業(yè)的具體要求建設(shè)本地網(wǎng)絡(luò)。人們經(jīng)常質(zhì)疑這些網(wǎng)絡(luò)很脆弱，有可能遭到網(wǎng)絡(luò)攻擊。預(yù)計(jì)5G通信、網(wǎng)絡(luò)切片和安全的軟件算法的推行將使制造企業(yè)的安全措施遙遙領(lǐng)先黑客，并向制造企業(yè)及其生態(tài)系統(tǒng)提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議。因此，與現(xiàn)有的電信基礎(chǔ)設(shè)施相比，5G技術(shù)將提供更高程度的數(shù)據(jù)安全。但是和以往一樣，要確保整個生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)通信，周密實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)安全治理計(jì)劃無可替代。數(shù)字化轉(zhuǎn)型必須適應(yīng)性強(qiáng)，才能取得切實(shí)的效果。抓住物聯(lián)網(wǎng)與5G融合良機(jī)第四次工業(yè)革命將爆發(fā)海量數(shù)據(jù)流動，就像消防水龍頭打開一樣源源不斷。管理這些數(shù)據(jù)流動、確保無數(shù)據(jù)泄露以及從各種數(shù)據(jù)中得出業(yè)務(wù)見解，比以往任何時候都更加重要。無論對哪家企業(yè)來說，這都是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。制定強(qiáng)大的數(shù)字化戰(zhàn)略，融合5G網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，制造企業(yè)便能未雨綢繆和高度靈活地運(yùn)營，并加快實(shí)現(xiàn)以本企業(yè)為核心的、靈活的供應(yīng)商和客戶生態(tài)系統(tǒng)。這是工業(yè)4.0的光