5G正式商用，将给数字化工厂带来哪些改变？

5G有何价值？

5G是第五代的蜂窝移动通信，具有高速度、泛在网、低功耗、低延时、万物互联和重构安全六个基本特点。

（1）高速度

5G峰值理论传输速度可达每8秒1GB，比4G网络的传输速度快数百倍。如果把1G的速度比作走路，2G就是在跑步，3G就是坐汽车，4G就相当于坐上了飞机，而让人充满想象的5G，堪比开启了超音速，它更快、更聪明。

（2）泛在网

随着业务的发展，网络业务需要无所不包，广泛存在。只有这样才能支持更加丰富的业务，才能在复杂的场景上使用。泛在网在广泛覆盖和纵深覆盖两个层面提供影响力。

广泛是指我们社会生活的各个地方，需要广覆盖，如果覆盖5G，可以大量部署传感器，进行环境、空气质量甚至地貌变化、地震的监测，将非常有价值。

纵深是指虽然已经有网络部署，但是需要进入更高品质的深度覆盖。5G的到来，可把以前网络品质不好的卫生间、地下停车库等都用很好的5G网络广泛覆盖。

一定程度上，泛在网比高速度还重要，只是建一个少数地方覆盖、速度很高的网络，并不能保证5G的服务与体验，而泛在网才是5G体验的一个根本保证。

（3）低功耗

5G要支持大规模物联网应用，就必须要有功耗的要求。这些年，可穿戴产品有一定发展，但是遇到很多瓶颈，最大的瓶颈是体验较差。现今，所有物联网产品都需要通信与能源，虽然通信可以通过多种手段实现，但是能源的供应只能靠电池。通信过程若消耗大量的能量，就很难让物联网产品被用户广泛接受。如果能把功耗降下来，将能大大改善用户体验，促进物联网产品的快速普及。

（4）低时延

5G的一个新场景是无人驾驶、工业自动化的高可靠连接。人与人之间进行信息交流，140毫秒的时延是可以接受的，但是如果这个时延用于无人驾驶、工业自动化就很难满足要求。5G对于时延的最低要求是1毫秒，甚至更低。

（5）万物互联

传统通信中，终端是非常有限的，固定电话时代，电话是以人群为定义的。而手机时代，终端数量有了巨大爆发，手机是按个人应用来定义的。到了5G时代，终端不是按人来定义，因为每人可能拥有数个，每个家庭可能拥有数个终端。

（6）重构安全

传统的互联网要解决的是信息速度、无障碍的传输，自由、开放、共享是互联网的基本精神，但是在5G基础上建立的是智能互联网。智能互联网不仅是要实现信息传输，还要建立起一个社会和生活的新机制与新体系。智能互联网的基本精神是安全、管理、高效、方便。在5G的网络构建中，在底层就应该解决安全问题，从网络建设之初，就应该加入安全机制，信息应该加密，网络并不应该是开放的，对于特殊的服务需要建立起专门的安全机制。

5G将给数字化工厂带来什么价值？

信息通信系统升级是智能制造中很重要的一环，智能生产需要的更低时延的、更可靠的网络，甚至还需要单独的网络承载。5G技术的高速度、泛在网、低延时、低功耗等特点，在推动智能工厂多样化需求方面，有着绝对的优势，能满足智能制造应用：物联网、无线自动化控制、机器视觉 、云化机器人等对无线通信网络多样化需求以及极为苛刻的性能要求。

●物联网

物联网将现实世界数字化，应用范围十分广泛。在工业领域，物联网将人、设备、机器连接在一起，通过传感器、控制器、执行器等采集设备和机器的数据，数据上传至云端后，云端再对数据进行清洗、分析。例如，蘑菇物联推出的物联网关——蘑菇云盒，在各设备上安装后，便能及时采集设备数据，将数据上传至云端进行算法分析后，再将分析结果发送至终端，通过数据可视化的方式呈现出来。

在这过程中，云平台和工厂生产设施的实时通信、以及传感器和人工智能平台的信息交互，人机界面的高效交互，高可靠的5G无线通信技术，将有更多的优势。

一方面，生产制造设备无线化使得工厂模块化生产和柔性制造成为可能。另一方面，因为无线网络可以使工厂和生产线的建设、改造施工更加便捷，并且通过无线化可减少大量的维护工作降低成本。

●工厂无线自动化

自动化控制是制造工厂中最基础的应用，核心是闭环控制系统。在该系统的控制周期内每个传感器进行连续测量，测量数据传输给控制器以设定执行器。典型的闭环控制过程周期低至ms级别，所以系统通信的时延需要达到ms级别甚至更低才能保证控制系统实现精确控制，同时对可靠性也有极高的要求。如果在生产过程中由于时延过长，或者控制信息在数据传送时发生错误可能导致生产停机，会造成巨大的财务损失。

此外，在规模生产的工厂中，大量生产环节都用到自动控制过程，所以将有高密度海量的控制器、传感器、执行器需要通过无线网络进行连接。例如，蘑菇物联的动力车间云智控系统——我的智能气站，采用的便是无线网络的连接方式，通过物联网技术采集空压机、干燥机、电表、流量计等设备的数据，上传到云端，在云端对这些数据进行算法分析后，指令下达给各个设备，实现自动调节空压站设备的加卸载、设备启停、气电比分析等操作，极大的降低了气压调节的“延迟性”，提高设备加载率，实现用更少的能耗来满足稳定的气压需求。

闭环控制系统不同应用中传感器数量、控制周期的时延要求、带宽要求都有差异， 5G切片网络可提供极低时延长、高可靠，海量连接的网络，使得闭环控制应用通过无线网络连接成为可能。在移动通信网络中只有5G网络可满足闭环控制对网络的要求。

●工厂云化机器人

在智能制造生产场景中，需要机器人有自组织和协同的能力来满足柔性生产，这就带来了机器人对云化的需求。 和传统的机器人相比，云化机器人需要通过网络连接到云端的控制中心，基于超高计算能力的平台，并通过大数据和人工智能对生产制造过程进行实时运算控制。

通过云技术机器人将大量运算功能和数据存储功能移到云端，这将大大降低机器人本身的硬件成本和功耗。并且为了满足柔性制造的需求，机器人需要满足可自由移动的要求。因此在机器人云化的过程中，需要无线通信网络具备极低时延和高可靠的特征。

5G网络是云化机器人理想的通信网络，是使能云化机器人的关键。5G切片网络能够为云化机器人应用提供端到端定制化的网络支撑。5G网络可以达到低至1ms的端到端通信时延，并且支持99.999%的连接可靠性，强大的网络能力能够极大满足云化机器人对时延和可靠性的挑战。

●机器视觉

机器视觉技术是一门涉及到人工智能、计算机科学、图像处理等诸多领域的交叉学科，主要用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制，其特点是速度快、信息量大、功能多。

机器视觉的发展程度取决于三大因素：云、端和应用场景。5G的到来极大解放了视觉技术在网络层面的限制，云的效用将会增强。此外，机器视觉终端的硬件和配置算法也在不断突破与进化，机器视觉将迎来新的发展机遇。