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如今，不斷變化的運營需求對數(shù)據(jù)密集型技術的要求越來越高。同時，現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡協(xié)議并不完全適合提供現(xiàn)代制造商所需的一切。第五代蜂窩無線技術(5G)的日益部署將使制造商及其員工能夠迎接更具創(chuàng)造力的未來。
5G 將迎來更快的速度、更大的吞吐量和更低的延遲。新網(wǎng)絡規(guī)范還承諾更高的可靠性、延長連接設備的電池壽命并支持大規(guī)模設備連接。這些網(wǎng)絡特性不僅會結合起來改造當前的制造活動，而且 5G 也將成為創(chuàng)新的催化劑。 5G 將以多種方式賦予整個工廠的工人權力，幫助支持全球制造業(yè)的轉型升級。
本文將探索制造商如何看待 5G 的功能以及他們計劃入戶充分利用 5G 連接的獨特潛力。5G是定義下一代制造業(yè)的關鍵因素。在5G的幫助下，制造商將能夠更好地提高產(chǎn)品質量、優(yōu)化工作流程并向內部成員和外部客戶提供新產(chǎn)品和服務。
因此，5G 和制造業(yè)的組合力量具有廣泛的意義。幾乎所有制造商都認為 5G 連接對其業(yè)務的整體未來非常重要。至關重要的是，5G 技術部署到制造業(yè)的速度越快，制造商就越有競爭力；絕大多數(shù)受訪者表示，5G 部署的速度將對他們的全球競爭能力產(chǎn)生積極影響。制造商對 5G 的采用率，以及他們可以通過這種變革性技術實現(xiàn)的目標，可能會越來越多地定義競爭格局，從而更廣泛地定義制造。
主要概況
5G 將幫助制造商采用現(xiàn)有的經(jīng)營方式。
• 百分之九十的制造商認為，在其設施中使用 5G 將有助于現(xiàn)有的經(jīng)營方式 (92%)，并將進一步推進現(xiàn)有流程 (88%)。
5G將推動新流程，為制造商創(chuàng)造新商機。
• 創(chuàng)建新流程和業(yè)務是5G 部署的一個特別重要的結果。除了制造商目前在其設施中所做的事情之外， 百分之九十的制造商還預計 5G 的利用將導致新流程的創(chuàng)建 (88%) 和新業(yè)務的創(chuàng)建 (86%)。
5G 將有助于改變供應鏈和工廠運營。
• 制造商預計5G 將對工廠運營的許多方面產(chǎn)生重大影響。五分之四的制造商表示，5G 技術對其設施內的庫存跟蹤 (83%)、設施安全 (81%) 以及倉儲和物流 (81%) 非常重要。此外，四分之三的制造商表示 5G 對檢查 (76%) 和組裝 (76%) 活動也很重要，十分之七的制造商表示包裝 (72%) 和員工培訓 (71%) 工作將從部署中受益5G到制造業(yè)。
• 制造商還報告說，5G 將影響車間的特定應用，包括設備監(jiān)控 (89%)、實時分析傳感器數(shù)據(jù)的安全程序 (87%) 和員工安全 (86%)。絕大多數(shù)制造商還報告說，5G 將幫助遠程分析以支持實時決策 (84%)、基于狀態(tài)的遠程監(jiān)控以進行預測性維護 (84%)、資產(chǎn)跟蹤 (83%) 和預防性維護 (82%) )。
5G 將推動制造商節(jié)省成本。
• 幾乎所有制造商都希望將機器和設備與 5G 無線連接的直接影響視為一定程度的成本節(jié)約 (93%)。平均而言，制造商預計可節(jié)省大約 38% 的成本。
5G 將提高機器和員工的生產(chǎn)力。
• 幾乎所有制造商都希望通過實施 5G 來提高機器 (94%) 和工人 (93%) 的生產(chǎn)力。平均而言，制造商預計設備生產(chǎn)率將提高約 42%，工人生產(chǎn)率將提高 41%。
5G 有望改善依賴網(wǎng)絡連接的眾多制造活動。
• 與當前的連接技術相比，三分之二 (65%) 的受訪制造商表示 5G 在提高效率方面更勝一籌，超過一半的制造商認為 5G 將提供更好的質量和服務 (56%) 以及更大的靈活性 (53%)。此外，五分之二的人認為 5G 將是有利的，因為它與增強的安全性 (45%) 和提高競爭力 (41%) 有關，三分之一的人認為它將縮短交貨時間 (35%) 和更低成本(32%)。
• 當被問及一系列制造活動時，制造商報告說，5G 將使所有活動都變得更加容易。值得注意的是，生產(chǎn)線的重新配置被認為是使用當前技術最困難的制造活動，當使用 5G 技術時，預計將在“易用性”方面看到最大的改進。制造商還預計，5G 的利用將推動設備遠程控制、增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實 (AR/VR) 應用的利用、移動機器人和自動引導車輛的利用以及自動化等方面的顯著改善。
制造商采用 5G 的首要驅動力是在整個生產(chǎn)過程中進行質量控制監(jiān)控的能力。
• 超過一半的制造商還報告稱，提高機器生產(chǎn)力 (53%) 將推動 5G 的采用。
為什么 5G 對制造商很重要？
制造商一直在尋找提高運營績效并在其流程中建立更大彈性的方法。一個有希望的潛力是 5G 連接的擴展部署以及隨之而來的服務和機會，這些服務和機會將來自普遍和無處不在的連接。
重要的是要認識到 5G 連接與其前身有著根本的不同。雖然命名約定可能表明 5G 只是以前蜂窩網(wǎng)絡的線性擴展，但 5G 是超越 4G 的重要一步。人們普遍認為 5G 將提供更好更快的移動寬帶，但僅此而已。實際上，蜂窩網(wǎng)絡技術的每一次迭代都具有獨特的特性和特性，因此迎來了全新的用例。 5G 尤其如此。 2G網(wǎng)絡提供海量移動語音通信。 3G 網(wǎng)絡引入了基本的移動寬帶功能。 4G 網(wǎng)絡支持移動流式傳輸圖形豐富的內容。每次迭代都連接了更廣泛、更多樣化的對象，并帶來了移動流量數(shù)據(jù)的指數(shù)級增長。
5G 具有獨特的屬性和屬性，這將定義其顛覆性特征。其中包括高數(shù)據(jù)速率、更高的系統(tǒng)容量、減少的延遲和大規(guī)模的設備連接。商業(yè) 5G 部署將擴大網(wǎng)絡可能性，超越任何以前的蜂窩網(wǎng)絡技術。 5G 是一種技術范式轉變，而不僅僅是現(xiàn)有技術的延伸。
5G 的獨特特性將對制造業(yè)和工業(yè)經(jīng)濟產(chǎn)生巨大影響。高數(shù)據(jù)量將使增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實能夠通過移動網(wǎng)絡傳遞，迎來 8K 視頻功能并取代固定寬帶，這意味著可以在更多地方連接更多對象。低延遲支持任務關鍵型應用，例如遠程采礦、交通控制、全息圖和實時工廠控制。大規(guī)模設備連接將改變通過智能儀表、物流跟蹤和智能生物識別等應用測量的方式和內容。 5G 網(wǎng)絡的可靠和彈性特性將使無人駕駛車輛、實時控制移動機器人的能力以及無人機的更廣泛可靠性成為可能。
5G 標準的設計目標與以前的蜂窩網(wǎng)絡完全不同。5G 消除了以前網(wǎng)絡中存在的障礙，使其能夠提供以前不可能的新服務。
什么是5G？
大約 50 年前，在曼哈頓中城的一條街道上，摩托羅拉工程師 Martin Cooper 打出了第一個蜂窩電話。 雖然無線革命始于語音通信，但蜂窩網(wǎng)絡的每一次迭代都代表著一次飛躍，因為無線網(wǎng)絡已經(jīng)適應了另一場決定性的技術革命：互聯(lián)網(wǎng)的興起。 在這樣做的過程中，自那次關鍵電話呼叫以來的每一代主要無線技術都被定義為不斷提高的數(shù)據(jù)容量和可以通過蜂窩網(wǎng)絡提供的更廣泛的服務：
• 1G (1979)：語音通話
• 2G (1991)：數(shù)字語音、短信、撥號數(shù)據(jù)速度
• 3G (1998)：電子郵件、圖片、網(wǎng)絡
• 4G (2009)：流媒體視頻
5G 代表了無線通信的第五個重要里程碑。 它帶來了許多功能，包括以下內容：
速度——5G 網(wǎng)絡可以以比 4G 網(wǎng)絡高 20 倍的速率達到峰值，未來可能會有更高的吞吐量。
延時——5G 網(wǎng)絡可以在不到 10 毫秒的時間內發(fā)送“往返”數(shù)據(jù)(將數(shù)據(jù)發(fā)送到目的地并返回)，未來這個數(shù)字可能會降至 5 毫秒以下。
容量——5G 網(wǎng)絡可以從每平方英里數(shù)十萬個傳感器捕獲數(shù)據(jù)。
可靠——5G 網(wǎng)絡可以達到“五個九”(99.999%)的可靠性，使其成為任務關鍵型應用的絕佳選擇。
接力——即使設備以每小時數(shù)百公里的速度行駛，5G 網(wǎng)絡也可以無縫地相互傳遞數(shù)據(jù)，確保為高速應用提供強大的連接。
效率——通過 5G 低功耗連接的遠程傳感器設備應用可以依靠電池供電運行近十年。
5G 提供三種主要類型的通信服務或用例：增強型移動寬帶服務 (eMBB)、大規(guī)模機器類型通信 (mMTC) 和超可靠、低延遲通信 (URLLC)：
eMBB 改進了我們通常認為的以下方面：蜂窩服務：從智能手機、筆記本電腦或車輛等設備快速訪問數(shù)據(jù)，用于流視頻等應用。最初的 5G 部署集中在這項服務上。
mMTC 為傳感器和其他智能設備等低功耗設備帶來了 5G 支持，這些設備可能需要在現(xiàn)場或工廠中使用一次電池充電數(shù)年。它建立在對此類設備的 LTE 標準支持之上。
URLLC 適用于需要非常靈敏的數(shù)據(jù)連接的設備(例如，在高速公路上尋求避免碰撞的兩輛自動駕駛汽車之間的通信)。 5G NR(新無線電)支持 URLLC。因此，它可以實現(xiàn)比 LTE 更高的性能，是實現(xiàn) 5G 全部潛力的關鍵。
5G 還經(jīng)常與不是標準固有部分但具有高度互補性的舉措相關聯(lián)。 一個這樣的例子是 MEC(多路訪問，或移動邊緣計算)。 MEC 旨在提高高帶寬、低延遲應用(例如，共享增強現(xiàn)實或基于云的游戲)的性能。
MEC 允許在邊緣進行更多處理，這意味著減少在執(zhí)行數(shù)據(jù)密集型活動的過程中將數(shù)據(jù)從機器移動到云并返回的需要。 通過這種方式，制造商可以利用 MEC 來減少某些應用程序的延遲，還可以優(yōu)先處理關鍵任務數(shù)據(jù)。 制造商將使用 MEC 來控制機器人、無人機和其他需要低延遲、高可靠性、更高隱私和安全性的設備，因此它們的性能不會受到數(shù)據(jù)從機器到云的往返時間的阻礙。
由于我們處于 5G 過渡的早期階段，我們可以與過去十年廣泛使用的早期 4G 網(wǎng)絡進行一些比較：
• 與之前的4G 一樣，隨著標準的改進，4G 在過去幾年變得更快，5G 正在分階段推出，并且在未來幾年會變得更快。它的進步是由一個管理國際機構創(chuàng)建的版本定義的，該機構專注于涵蓋蜂窩標準演變的許多技術細節(jié)。第 15 版定義了 2019 年的初始 5G 標準。第 16 版和第 17 版，專注于提高效率和電源管理等，于 2020 年獲得批準，第 18 版計劃于 2021 年獲得批準。
• 此外，與4G 一樣，運營商需要一段時間才能實現(xiàn)廣泛覆蓋。盡管各國運營商自 2019 年以來在建設網(wǎng)絡方面取得了良好進展，但我們可以預期 2021 年及以后的覆蓋范圍和速度都會有所改善。即便如此，5G 被全球運營商采用的速度比 4G 更快。
• 電信公司愛立信估計，到 2020 年底，5G 覆蓋全球人口的 15%，高于 2019 年底的 5%。此外，他們估計到 2026 年這一比例將增長到 60%，使 5G 成為部署速度最快的移動通信歷史上的技術。
• 正如 4G 網(wǎng)絡要求智能手機等設備具備 4G 功能以充分利用網(wǎng)絡速度一樣，5G 網(wǎng)絡也是如此。 2020 年，幾乎所有主要的美國智能手機制造商都發(fā)布了至少一款 5G 智能手機。其他設備制造商也發(fā)布了支持 5G 的筆記本電腦、平板電腦和熱點。
5G 并不是最近看到重大更新或支持聲明的唯一無線網(wǎng)絡技術，盡管其他技術都專注于不同的解決方案和應用程序。它們包括以下內容：
• Wi-Fi 6e：與前幾代相比，Wi-Fi 6e 在速度和網(wǎng)絡擁塞管理方面代表了一代飛躍。然而，最近，該技術已擴展到一個新的頻段，該頻段提供的容量比以前頻段的總和還要多。雖然這應該會帶來我們迄今為止看到的最佳 Wi-Fi 性能，但 Wi-Fi 可以替代 5G 的替代方案，因為 5G 不可用。但是，它仍然專注于本地網(wǎng)絡，無法匹配范圍或設備密度容量的 5G。
• 藍牙 5.2：將智能手機與耳機和其他外圍設備連接起來的流行標準的最新版本將在能耗方面得到改善，并可用于短距離精確物體定位。
• UWB：與藍牙一樣，超寬帶可用于短距離精確目標定位。領先的智能手機制造商現(xiàn)在正在將 UWB 集成到他們的智能手機中。
這些短程技術與 5G 高度互補，未來幾年應在智能手機和其他設備中得到廣泛支持。
未完待續(xù)……
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