5G+智能制造有望成为5G杀手级应用之一

在日前的“2020中国5G+工业互联网大会”上，习近平总书记贺信对推动5G+工业互联网加速新型工业化进程做出重要指示，刘鹤副总理在作重要讲话中对贯彻落实贺信的重要指示提出了明确要求，工信部党组书记、部长肖亚庆表示工信部将坚决抓好贯彻落实，系统布局5G、工业互联网等新型基础设施，加快5G+工业互联网典型应用场景向更多的实体经济行业延伸。这个重大风向凸显出5G+工业互联网融合发展将成为“十四五”及未来的“新基建”核心内容。

出了个业界超强

在5G+工业互联网中，5G+智能制造是最为重要的方向（比如中国信通院《5G经济社会影响白皮书》推测智能制造在5G典型行业经济影响中排名第一且远高出其他行业——到2030年国内智能制造领域5G相关投入约达2000亿元）。智能制造是促进传统制造业转型升级的重要手段，在当前的时代背景下，以5G为核心的融合创新将成为我国制造业高质量发展的强大动力和强劲支撑，现有研究和初期实践表明，在各垂直行业应用中，5G+智能制造有望成为5G杀手级应用之一。

目前，面向5G+智能制造的解决方案有很多，但是可以使得制造业企业更快更好落地5G+智能制造的5G+智能制造平台方案却罕见。5G微信公众平台（ID：angmobile）近日在调研中发现一张图，这张图虽然看起来很简单，但是如果仔细分析一下，内里却大有乾坤，笔者由此认为这其实就是一个5G+智能制造平台，从而可以说在政企行业ICT领域有深厚经验积累的紫光股份旗下新华三集团目前已能够提供端到端5G+智能制造平台；再深入分析一下，发现其中可归纳为包括终端层、网络层、能力层、应用层，而且每一层都有很大的亮点，具体请见下文。

应用层的大亮点

从上图看来，该5G+智能制造平台可提供诸多智能制造创新型应用，5G微信公众平台（ID：angmobile）深入分析后认为，其中的数字孪生应用、C2M服务极具时代发展特色，尤具火爆规模落地潜质。

一方面，在当下，制造业企业面临着越来越复杂多变的市场环境，在市场竞争的巨大压力之下，如何在订单激增并已经超过自身产能的情况下，仍能有效地满足制造需求，或是在订单不足时将自身制造能力向同行业其他制造企业开放以提高产能利用率，是所有制造业企业都亟需应对的关键问题。为解决此问题，我国拥有量大面广的制造型企业，具有工厂互联、资源共享、标准统一的迫切需求。

另一方面，随着用户对个性化定制产品需求的不断提高，个性化、定制化生产将逐步发展成为“十四五”期间工业发展的重要形态——为了更好地满足用户的各种需求，保证产品的生产效率、产品的合格率以及生产资源的合理利用，很多企业开始提出并行制造、敏捷制造、虚拟制造等多企业间协作的生产模式。柔性制造需求日益强烈，传统的连续流水线将被可动态调整的智能装配岛所替代。

数字孪生应用“以虚映实”和“以虚控实”的发展，在加速推动制造业企业转型升级的同时（比如据悉新华三集团在苏州打造的5G智能制造生产线，以数字孪生平台实现了生产线的实时监测、仿真和整体管理，极大降低了运营成本），也将极大提高企业间协同制造的效率。同时，数字孪生结合柔性生产（比如新华三5G+智能制造方案通过C2M模式使得企业在满足消费者定制化生产需求的同时节约生产成本），在协同制造的驱动下，企业间可依靠彼此所获取的信息，共同完成产品的设计、生产、制造，最大化地满足消费者对个性化定制的需求、保障产品生产效率的最大化。

综上，5G微信公众平台（ID：angmobile）预计协同制造和柔性生产将在“十四五”期间大行其道，助力企业减少运营风险、增强科学化管理、合理配置资源、更进一步满足客户需求、以更低成本获得更高利润，从上图看来，新华三5G+智能制造方案已经在数字孪生应用、C2M服务等方面做好了准备。当然，应用层实际上就是应用的“仓库”，可容纳诸多类的5G+智能制造应用，例如以5G MEC为支撑的5G+云化AGV来实现更低的成本和更高的性能。

能力层的大亮点

应用层的优秀表现，需要有强大的能力层给予支撑。位于应用层和底层资源之间的能力层是核心和“桥梁”，作为能力提供引擎实现对底层资源的抽象、封装、编排并对应用层的统一接口开放。笔者分析认为，面向5G赋能智能制造场景，上图中的紫光工业物联网平台以及OPC接口可以纳入到能力层。

OPC（面向过程控制的OLE）是用于不同制造商的设备、控制器、机器和系统之间数据安全交换时的互操作标准。上图中有“OPC接口”，5G微信公众平台（ID：angmobile）由此推测其实现了面向服务的OPC统一架构（OPC UA），作为通用和中立的通信体系结构来开发和维护；整个上图中，从OPC UA的角度来看，在确定性通信中使用5G，已经包含在OPC UA的规划中。OPC接口可实现工厂内部自动化设备之间以及工厂之间信息的交换，从而是上文所分析的协同制造及柔性生产的核心技术支撑之一。

至于紫光工业物联网平台在整个架构中的重要作用，笔者推测是面向5G+智能制造的广泛接入、人机交互、大数据分析、运行优化、实时预警、故障诊断、产品创新、服务创新等，具有业务导向、智能导向等创新特色。

网络层的大亮点

能力层强大功能的充分发挥，须得到网络层的给力支撑。网络层通过整合终端层——比如上图中的新华三集团5G CPE、PLC、生产线上的设备（比如机器/传感器/云化机器人/云化AGV等）向能力层提供网络基础能力、策略类能力、控制能力、数据服务能力等。

智能制造对于网络层的高速率、低/极低时延、数据绝对安全等提出了非常严苛的需求。目前的工业网络面临不够开放与友好、不够弹性与灵活、部署和运维成本高、不适应业务发展需要等主要弊端，现有实践表明5G网络的大带宽、低时延、高可靠以及海量连接等特性能够满足工业网络对于可靠性、稳定性、速度、网络安全、车间电磁干扰等的需求。由于制造设备的平均使用寿命是20-30年，加之国内是从2000年开始的工业化大发展，所以现在以5G升级改造制造业的工业网络可谓“恰逢其时”。

从上图看来，面向5G+智能制造，新华三集团可提供从轻量化5G核心网到5G小站的端到端5G网络。下面一幅图更为详细，是新华三联合苏州电信共同打造的5G行业专网的示意图。

在深入分析上图后，5G微信公众平台（ID：angmobile）认为新华三面向5G+智能制造联合运营商打造的 5G专网具有四大亮点。

● 亮点一：极为安全

为了把敏感数据保存在工业现场并保持自动化过程独立于互联网连接，本地化部署的方法相比于集中的方法（远端云）更为可取。新华三集团将5G核心网与5G BBU部署于本地边缘云平台，5G无线网部署于工厂内部的室内环境，这种“独立5G专网”既大幅降低了5G+智能制造的时延，又很好地实现了智能制造的数据绝对闭环，最大程度地保证了制造业企业对于“数据安全”以及“网络可控”的迫切现实需求。

● 亮点二：核心网精

上图中的5G核心网被部署于本地边缘云平台，想必是轻量化的5G核心网，从而制造业企业就不会因为使用功能非常庞大且极其复杂的5G公网核心网而造成很多功能用不上、技术门槛高、成本高等，企业可以快速、低成本上线并可按需新增定制化网元功能。

此外，对于上图中的本地边缘云平台，5G微信公众平台（ID：angmobile）猜测其中还包括5G核心网原生支持的MEC甚至可能还包括可按需下沉的UPF（据笔者一直以来的观察，新华三有OpenUPF产品），而上图之所以仅标示了5G BBU，可能是由于5G BBU本身支持NFV，从而MEC可以以软件应用的方式部署到5G BBU，且边缘云资源的池化共享极利于MEC/UPF的共平台部署，这样就极大地降低了部署难度，并通过MEC实现能力开放为工业APP提供PaaS来推动5G+智能制造应用的大发展（据悉，新华三5G+MEC行业边缘解决方案融合了丰富的行业应用、中心行业云等，可满足行业在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能等方面的关键需求）。再进一步预测，其中很可能还实现了MEC、UPF与5G核心网采用同一套网管和MANO系统来进行统一管理和编排。

● 亮点三：5G室内覆盖优

对于智能制造，室内覆盖是关键战场。据业界预测，在5G时代约85%的应用将发生在室内场景。面向智能制造的5G室内覆盖具有业务类型多样化、部署场景多样化等显著特点，并要求运营维护智能化（IT与OT的融合需要室内覆盖系统具备“可视化”运维能力）。从上面第二幅图看来，新华三5G+智能制造专网解决方案主要包括远端覆盖单元（5G BBU）、扩展单元（5G Fronthaul Switch）、接入单元（5G RRU），这是典型的5G数字化室分架构，相比于现有其他类型室分架构具有无法比拟的优势——部署快捷、容量弹性、无同频干扰（可把多个小区合并成一个逻辑小区）从而网络容量高、全链路可实时监控、综合成本最优化等。

另一方面，上图中的解决方案还有一大隐形的亮点。着眼于庞大的室内覆盖站点数量，运营商业迫切需要能够降低成本的解决方案。目前，三大运营商正在大力推动发展基于5G云化小基站，以期提高无线网络灵活性、降低综合成本、提高产业链竞争力。产业界积极响应并迅速不断取得重要阶段性成果，比如5G微信公众平台（ID：angmobile）观察到早在2018年PT展上，中国联通就携手新华三、英特尔联合展出了基于通用服务器的CUBE-RAN云基础平台；在MWC 2019，中国电信联合新华三、英特尔首次联合展示了完全基于O-RAN概念的5G云化小基站原型机；新华三5G云化小基站自推出以来，秉持开放、开源的技术理念，拥有丰富、开放的接口和应用程序编程接口（API）能力，同时加速软硬件解耦——在软件方面，BBU可与运营商现有软件功能集成对接；在硬件方面，通过硬件通用化运营商可以将云化的BBU引入通用计算平台，降低设备硬件成本。

● 亮点四：精准定位

对于5G+智能制造相关应用，“室内定位尤其是高精度定位”显得非常关键。业界在此方面已经有了很好的探索，据悉，中国移动研究院、中国移动浙江省公司联合新华三在杭州试制中心高端产品及原型机生产车间现场开展基于5G SA架构的4.9GHz小站于垂直行业场景的验证，取得了多项突破性的成果，其中一项就是5G+UWB室内高精度定位。其他突破性成果包括，现场仅用不到2天时间就完成了对4000平米车间的5G网络工程实施及覆盖优化；重点验证了4.9GHz小站的覆盖能力、组网性能及与2.6GHz小站的性能对比；结合工业场景中广泛应用的5G+UWB室内高精度定位、超高清视频、厂区温湿度传感数据回传等典型场景进行了解决方案测试与业务演示。

未来将携手共赢

从上文分析看来，在新华三集团的5G+智能制造平台中，应用层是“前线”、能力层是“桥梁”、网络层是“基石”。基石稳如磐石、桥梁可四通八达、前线将精彩无限。新华三集团表示，作为运营商高度信赖的核心价值伙伴，将持续深度参与5G网络建设，进一步丰富场景化解决方案，携手合作伙伴赋能行业应用，共同激发5G价值，助推运营商回归高增长轨道，助力5G+智能制造遍地开花结果，联合运营商与合作伙伴为制造业打造国内大循环及国内国际双循环新格局提供强劲支撑。

责任编辑：xj

原文标题：一年2000亿！这个5G杀手级应用

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