保4争5？成熟的制造商表示全都要——工业4.0中的5G发展与赋能工业分支
从机器和大规模工厂化生产的出现开始，生产与科技革命便从未停止。自工业4.0的概念被提出起，为了实现智能制造与智能服务，就必须采取各种新思维、新技术、新模式，引入信息物理系统、工业物联网、云计算、认知计算和人工智能等技术以迎接愈发充满挑战和机遇的时代。而随着5G的到来，有许多人相信工业4.0将会朝新的阶段迈进。
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用工业4.0恢复生产与预防公共危机
在新冠肺炎疫情爆发之后，中国的供应链承受着巨大的压力，制造业遭受到了很大冲击。针对新冠疫情对制造业的影响，有咨询分析机构预测，占全球制造业总产量28.4%的中国制造商们会尽快采用工业4.0操作程序来提高灵活性，在定制的智能工厂环境中操作运行，与支持整个制造生命周期的资源和服务相连接，在不依赖单一制造基础的情况下实现来源多样化，有望实现与疫情或其他类似公共危机带来的威胁告别。
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工业4.0是一次漫长的革命，一方面，此次疫情或将对工业4.0革命起到推动作用，另一方面，以智能制造为核心的第四次工业革命又将缓解生产和分销短缺的问题，从而在今后的生产过程中更好地应对类似事件。
5G技术与工业变革相辅相成
2019年是我国5G商用元年，在“新基建”浪潮的推动下，我国5G发展的政策红利将进一步释放。根据中商产业研究院的《2019年中国5G产业市场研究报告》预测，往后15年全球5G产业投资额将高达3.5万亿美元，其中中国市场占约30%。
依据国内相关政策，化工、机械、船舶、飞机制造等工业领域，正在积极推进5G与工业互联网的融合应用和创新发展。在国际上，为了推动5G在工业生产领域落地，“5G产业自动化联盟”（5G-ACIA）应运而生，组织成员既囊括了传动自动化和制造业代表如西门子、博世、ABB、三菱等，又涵盖了信息和通信技术行业领先企业如DT、Vodafone、中国移动等。
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工业4.0追求实现制造的自动化、信息化，再借助数字化、网络化，最终走向智能化。5G的运用和深入将成为推动智能制造与工业互联网发展的关键技术之一，与此同时，工业互联网也是加快5G商用规模部署的重要突破口之一，二者相辅相成。
5G应用赋能工业分支
根据5G-ACIA白皮书《5G for Connected Industries and Automation》，5G的应用贯穿了工业制造的全过程，覆盖了供应链管理、AGV、柔性制造、生产过程控制、机器协作、库存管理、产品交付管理等各个环节。5G将成为未来工厂的中枢神经，应用场景随处可见，将为工业生产带来颠覆性的变化。
1. 机器视觉
随着近年工业自动化中机器视觉技术的发展，视觉技术不断更新迭代，使得其在智能制造中的地位日益显现。包括生产自动化中的各种监测、定位和识别工作，以及人工智能、无人机、自动驾驶、智能医生、智能安防等领域的进步，可以说机器视觉将迎来黄金发展时期。
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工业视觉具有高精度的特点，天然适合高性能、精密的专业设备制造。而5G大带宽、低时延以及边缘计算的特性，使之能和工业视觉直接相关，提供一个便捷、高速的通信网络。机器视觉系统原本孤立的数据，可以通过5G很方便地与工厂的中央系统进行连接、收集和数据分析，进而得到设备实时运行信息，最终可达到提质、增效、降成本的效果。
在具体的企业案例中，中国电信采用 5G+机器视觉分析和 5G+MEC+supOS 工业操作系统等解决方案，为工业大数据的分析和挖掘奠定基础，构建水泥行业互联智能工厂，实现设备使用率提升约 20%，单位产品成本下降10%~20%。
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据业内人士表示：“中国是消费电子制造大国，消费电子的制造过程中质检环节非常多，目前以纯人工或强端侧的昂贵进口设备为主。有了大带宽低时延的 5G 之后，通过 5G+AI+机器视觉，能够改变整个质检环节，这是目前5G+机器视觉是在工业方面非常能够落地的一个点。”
2 . 工厂无线自动化控制
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毫秒（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。
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。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。
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相较于原本的4G模式，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。基于华为5G的实测能力：空口时延可到0.4ms，单小区下行速率达到20Gbps，小区最大可支持1000万+连接数。由此可见，移动通信网络中仅有5G网络可满足闭环控制对网络的要求，这将会为自动控制带来巨大价值。
3 . 机器人与协同设施间的通信需求
在智能制造柔性生产中，移动机器人是关键的使能者。在生产过程中要求多移动机器人之间的协同和无碰撞作业，所以移动机器人之间需要实时进行数据交换满足该需求。移动机器人和外围设备间也需要进行通信。例如，如起重机或其他制造设施。因此移动机器人需要和周边协同设施机进行实时数据交换。
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随着智能制造场景的引入，制造对无线通信网络的需求已经显现，5G网络可为高度模块化和柔性的生产系统提供多样化高质量的通信保障。和传统无线网络相比，5G网络在低时延、工厂应用的高密度海量连接、可靠性、以及网络移动性管理等方面优势凸显，是智能制造的关键使能者。
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借此发展势头，华南国际工业博览会（SCIIF）精准聚焦中国智能制造，将通过展示自动化、机器视觉、工业机器人、新一代信息技术、数字化工厂解决方案、金属加工和激光制造技术等全行业最新技术和解决方案，完美呈现智能工业产业链中的创新技术及产品的有效融合。
展会也获得了众多国内外知名企业的大力支持，包括：施耐德、宜科、万可、施迈茨、亚控、大族、邦德、智能普睿玛、瑞铁、长光华芯、瑞丰恒、海富光子、联品、卡门哈斯、大科激光、大恒、宝视纳、微视、康耐视、奥普特、创科、三姆森、汇萃、爱特蒙特、基恩士等。
2019年现场论坛活动
此外，主办方还将携手行业协会和权威媒体于展会同期，精心策划举办几十场会议活动，其中包括LMN 2020世界激光制造大会；5G技术在机器人行业的发展；“视觉检测”产学研用融通发展；智能制造关键技术标准及行业实践论坛；运动控制与自动化技术研讨会；2020华南电子制造升级与创新系列论坛；工控沙龙—工业通信&自动化应用；“央地”制造业人才交流对接活动（深圳站）——智能工厂/数字化车间关键技术与应用专题论坛等。深度解析行业发展现状，探讨行业未来发展趋势。
目前，展会参观预登记正在火热进行中，诚邀与您相约2020年10月12-15日深圳国际会展中心！
参考资料
澎湃新闻：5G八大应用场景前瞻：从5G消息到工业互联
搜狐网：5G+智能制造=未来工厂
维科网：5G技术将带我们进入工业4.0？