5G如何革新制造业：速度、可靠性与实时连接

私有5G网络提供数据速率、可靠性、低延迟等，实现普适设备连接，赋能创新数据驱动制造应用。

为何制造业需要5G？

工业以太网是许多制造场景运营基础设施的骨干。通常以高达100 Mbps速率运行，实施协议提供确定性和实时控制。

当铺设有线以太网成本过高或不可行时，Wi-Fi和3G/4G常成次优选择。这些“难布线”用例包括自主移动机器人（AMR）、卡车车队、地理覆盖面大的工业厂房。

工业4.0时代，运营数据使用方式根本性变革：边缘设备产生的海量传感器数据将被收集、存储，并用AI在工业现场实时处理，即工业边缘。私有5G网络有望成为此分布式计算范式的关键赋能者，特别是视频数据生成设备。因5G提供高达20 Gbps数据速率，且在安全性、数据速率、延迟、设备密度、可靠性、确定性上优于4G。

包括5G在内的无线技术，通过赋予制造商快速安装新网络连接的更大灵活性，提升制造商敏捷性。随着制造商看到工厂对更快更灵活网络的需求，未来可能决定用5G网络替代部分或全部传统工业以太网网络。

工业环境中的5G用例

许多远程和移动设备——摄像头、执行器、机器人、机器、显示屏等系统——需要快速可靠连接。在新建部署中，5G可凭借更低部署成本、更广覆盖、更大移动性和灵活性取代有线网络。以下是5G改善工业运营流程的示例：

自动导引车（AGV）： 更优路径，减少拥堵和碰撞

• 从沿预设车道移动，转向AI和M2M通信优化路径、避免碰撞。

零部件与产品拣选： 仓库和履约中心更高效准确的拣选

• 从要求零件固定位置和朝向，转向AI视觉系统检测各种位置和朝向的零件。

危险区域工人监测： 提升安全、规避危机

• 从缺乏电子监控受限/不安全区域，转向AI视觉系统在工人偏离安全规程或危险迫近时预警。

设备维修： 通过远程协作实现更快、更低成本的维修

• 从缺乏视觉支持的维修辅助（需现场专业技师），转向增强现实让异地专家协助非专业技师。

5G设计初衷即支撑制造业

• 安全内嵌5G规范： 私有5G网络
• 超高清流媒体： 高达20 Gbps数据速率
• 实时控制： 1毫秒或更低延迟
• 支持更多控制器和传感器： 先进天线技术实现高密度
• 更少故障点： 设备到设备通信冗余
• 更强确定性和数据隐私： 5G网络切片为多个虚拟网络

5G将实现技术升级，满足此前仅靠有线网络才能达到的严苛性能目标。

5G私有网络增强安全性和确定性

制造商虽可用5G公网，但许多将选择私有5G网络，提供高安全、确定性连接。私有5G网络利用中频5G频段提供高容量和运营控制，确保网络性能和延迟要求达标。私有5G网络为所有者独有，给予独家网络访问权，从而确保更强数据保护和隐私。

5G与确定性性能

Release 16通过两项关键技术使5G交付必要网络性能：

• 5G上的时间敏感网络（TSN）： 利用时间同步和流量调度提供保证消息交付时间。设备可在网络上精确同步，消除当今常见的基于信号的同步方法。
• 5G超可靠低延迟通信（URLLC）： 基于包括低延迟和高可靠性在内的不同流量需求，优化数据交付。

5G与工业4.0

通往工业4.0之路要求连接工业流程所有关键设备。5G可成连接难布线设备的关键，未来或成主要工业网络。

详见英特尔新电子书： 5G助力工业4.0之路的移动性与灵活性 。

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