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5G 将连接工业 4.0

Robots building cars

无线通信正在推动下一场工业革命,数十亿台机器、设备和传感器正在等待互联。5G 的设计充分考虑了工业需求。

工业 4.0、工业物联网 (IIoT)、互联工业 – 不管您怎么称呼它,有一件事是不可否认的:它正在快速发展。IoT Analytics 的报告显示,截至 2023 年,面向互联工业的产品市场价值预计将达到 3100 亿美元,2017 年至 2023 年的复合年均增长率为 37%。在市场规模方面,他们预计高级数字产品开发、数据驱动型性能优化和预测性维护将成为主要的应用场景。[1]

无线连接是推动转型的一项支持性技术,尤其是在智能制造领域。这是因为很难与安装的简易性以及升级现有系统所需的短时间和低成本相竞争。由于分布式无线传感器灵活且可扩展,并且可在可信、安全的网络上运行,因此非常适合围绕制造过程的各个方面提供更多、更好的质量信息。

各种无线技术同时发挥作用

当然,单项无线技术无法满足工业市场的各种需求。但随着生态系统的发展,成功确立自身地位的技术将为快速增长的应用场景提供服务。我们确信,蓝牙(蓝牙 5.0、蓝牙低功耗和蓝牙 Mesh)和 Wi‑Fi 等短程通信技术也会将触角伸向互联工业。

我们即将看到的一种主要趋势是,工业 4.0 时代的需求将与新一代移动通信技术 5G 所提供的不断发展的连接技术融合在一起。前几代移动网络技术的主要目标是提高数据速率,而 5G 则建立在三大支柱上:高数据速率(增强型移动宽带– eMBB)、高保真(超可靠低延迟通信 – URLLC)和高密度(海量机器类通信 – mMTC)。

3 pillars of 5G - use cases图:对 5G 需求会因应用场景而异,其中工业自动化位于三角形的右顶点。(改编自 ITU IMT-2020)

 

许多新兴工业应用位于两个不同支柱之间的交叉点。采用移动机器人,这将需要超可靠低延迟通信,但也需要连接到高保真数据管道。利用增强现实和虚拟现实技术的全新人机界面 (HMI) 的连接需要满足相同的需求,以提供高分辨率图像并对用户的动作“实时”作出响应。物流应用需要在密集环境(如仓库)中可靠运行,每个单独的传感器都能与数百个(甚至数千个)其他传感器共存。生产自动化将根据正在执行的特定功能利用三角形的所有三个顶点。

私有网络和数据隐私

但真正使 5G 有别于前几代蜂窝网络技术的是,它使企业能够建立非许可或许可的非公共 5G 网络。特别是对于处理高度敏感信息的公司而言,若能完全控制自己的通信基础设施和数据,则将改变行业的游戏规则。

当然,也有代价:公司将对其网络的质量和性能承担全部责任。但同时,他们可异常灵活地根据自己的特定需求定制网络的安全和隐私功能。5G 标准有助于确保兼容 5G 的设备在网络上平稳运行。

5G 的准备工作正在顺利进行

u‑blox 致力于参与 5G 标准制定过程,以满足未来行业的需求。作为 5G 互联工业和自动化联盟 (5G-ACIA) 的成员,我们正与 IT 和 OT 领域的工业合作伙伴合作,确保 5G 技术适合互联工业。我们参加了欧盟资助的 5G-SMART 项目,该项目的目的是在瑞典的爱立信工厂/德国的 Fraunhofer IPT 车间和德国的博世半导体工厂的实际工厂环境中试用和验证连接技术。

但这并非只关乎未来 - 5G 之旅已开启!当今的低功耗广域 (LPWA) 蜂窝技术(LTE-M 和 NB-IoT)旨在适应未来的 5G 网络。换句话说,您不必等待 5G 网络完全推出,即可开始将相关技术融入您的工业设备中。您可以立即开始,在通向 5G 的道路上迈出第一步。

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