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          高通副總裁李儼:合力打造智慧工廠 推動5G應用向縱深邁進

          圖為高通公司技術標準副總裁李儼博士在2022世界5G大會“5G與工業振興論壇”上發表主題演講

          如今,5G技術日益成熟,對于智能制造發展而言也愈發重要。李儼在演講中強調,5G與工業是跨行業融合,能讓5G在行業中真正發揮作用的關鍵角色,是來自傳統制造業的專家,而不僅僅是通信行業的從業者。通過制造業的專家掌握了通信技術、計算機技術以及人工智能技術,由他們來優化整個生產的全生命周期,5G才能在這一行業領域里發揮其重要價值。因此,未來高通會繼續堅持走進垂直行業,分享自己的技術與經驗,助力中國5G工業互聯網進一步發展。

          以下為演講實錄:

          大家好,今天很高興能夠來這里跟大家交流如何推動5G技術跟傳統制造業更加深入地融合,助力打造智慧工廠。

          今年是5G在中國落地的第三年,過去這段時間大家都對5G寄予厚望,全球范圍內都認為5G技術可以深刻地影響傳統的生活方式和生產方式。獨立研究機構預測,到2023年,5G能夠為全球帶來13.1萬億美元的經濟產出,其中很大一部分來自于制造行業,此外還包括農業、教育、醫療等方面。

          行業的5G應用區別與我們今天在手機上刷短視頻、看朋友圈的體驗。當我們在手機上去體驗5G的時候,更關心的是下載速率,是在任何時間、任何地點都能看到這些內容。企業應用最重要的特點之一是位置固定,是在幾千平米甚至是幾平方公里的區域內組織生產、制造。例如一些大的港口、體育場館,它們都是區域性業務。在這樣的環境下,如何利用5G提高服務,它的出發點和工作優化方向跟基于手機的5G網絡體驗是不一樣的。因此,針對5G在行業里的應用,我們提出了5G專網的概念。

          我們來看一個典型的制造業應用案例,在該企業里要搭建企業專網,為生產環節里的各種生產要素提供服務,可能包括機器人、機械臂的控制,以及自動導引運輸車(AGV)等,以實現生產要素在廠房內的流動,同時還有一個很重要的環節就是對質量的管控。這些都是在5G進入工廠后,很快就能發揮價值的一些環節。

          利用5G技術和人工智能對質量進行管控,可以把工人從這類繁重的工作中解放出來。今天的生產線上有大量的攝像頭,這些攝像頭對產品的每一個生產要素和每一個環節進行拍照,把拍照結果送到云端進行計算,達到質量管控的目的。同時,我們知道嚴格的質量管控并不僅是對生產要素本身的管理,更重要的是對生產的整個流程進行管理,以規避由于某些人為的不恰當操作引發的生產故障,而對移動的生產環節的監控也需要大量的數據。

          剛才提到了我們在手機上的5G體驗,常常涉及大量視頻的下載,而在生產環節里大量的數據是在生產線上產生的,這些數據需要上傳給中央服務器和數據算力單元來進行AI識別,所以整個網絡模型是不一樣的。傳統的以人為中心的網絡,并不適合于生產工業環節,因此我們需要為生產工業單獨打造網絡。

          要做到這一點,移動網絡首先要解決的是頻譜的問題。全球很多國家都開始研究為工業互聯網和工業制造規劃單獨的頻譜。就像我剛才說的,既然很多企業應用的具體位置是固定的,那么頻譜的使用應該是區域化的,把頻譜授權在特定的區域內進行使用。為此,我們可以看到一些歐洲國家、美國、日本、韓國都分配了3.5 GHz的頻段和一些專有的頻率給企業,同時很多國家為了進一步促進工業互聯網的發展,也推出了毫米波頻譜支持本地許可頻率的劃分。我們國內也正在進行探討,以進一步支持工業互聯網的發展。

          5G技術提供了一種新的可能,我們可以通過5G NR-U免許可頻譜,進行獨立組網部署,也可以跟已授權的頻段進行聯合使用,提升覆蓋效率。

          在建設網絡方面,我們知道在工業使用中,網絡是區域性的專用網絡,專用網絡首先要提供足夠的安全性。今天的很多制造型企業對數據的安全性提出了非常嚴格的要求。一方面,工業領域的行業應用對網絡的安全性和可靠性提出了更高的要求,甚至要求達到6個9(99.9999%)的可靠性;另一方面,企業要求一些敏感的制造業數據必須在企業專有的網絡內發生。同時,生產環節也要針對具體的生產要素進行專有優化,比如說剛才提到了生產環節中數據以網絡上行為主,企業需要超低時延在機器和生產要素之間實行嚴格的同步,這些網絡要求都要在企業內完成。

          要建設一個適用于工業環境的專用網絡,有如下幾種方法:一種方法是如今運營商做得比較多的,在傳統的公共網絡里,以網絡切片的形式形成一些獨立的相互隔離的資源,把這些資源分配給企業,使企業能獲得相對虛擬的專用網絡,這是今天大家采用比較多的一種方式。目前,中國已部署5G行業虛擬專網超過6000個。

          但有的企業不希望自己的數據出廠,同時希望網絡能提供更低時延和更高的可靠性,因此另外一種方法是將用戶的管理停留在公網,把業務相關的網絡流量、網關下沉到企業專網,這是一種比較簡單的辦法,可以同時利用運營商提供的網絡資源,也能把性能進行優化。

          當然,很多的企業更加希望做獨立部署專網,把所有的網絡控制、用戶數據放到企業專網內,通過一個獨立的防火墻與公網隔離開,只有在需要的時候再跟外網進行協作。要實現這一部署方式,企業需要有更大的帶寬、更低時延,同時還要實現精準的定位,而這一切都需要更大的帶寬頻率資源來支撐。因此毫米波的使用將更加有利于工業應用,毫米波還可以跟傳統的低頻段進行捆綁,不僅能夠實現更加可靠的網絡覆蓋,還能提供更大的帶寬支持行業應用。

          推進5G深入行業需要通信人才和制造業人才共同努力,利用5G來優化生產環節的整個生命周期。過去幾年,行業做了很多的嘗試,通過世界5G大會5G應用設計揭榜賽、工信部“綻放杯”等行業比賽,積攢了上萬個優秀的案例,我們也看到一些跨行業的組織機構把通信行業的專家聚集在一起,總結優秀的項目,形成可復制的應用案例。在國際上,5G產業與自動化聯盟(5G-ACIA)也從事于5G行業應用案例的設計和總結工作,而高通也通過在全球范圍內開展5G企業專網等應用為5G深入行業做出努力。

          行業應用也需要面向本地服務優化的可靠的專用網絡,而且提出了更多的網絡要求。5G在Release 16開始針對行業進行了大量的優化,通過引入超高可靠低時延通信(URLLC)技術提高可靠性,引入時間敏感網絡(TSN)來實現網絡定時管理,同時提供5G定位,實現對生產要素的跟蹤。因此,現在我們可以基于3GPP的Release 16版本進行企業的網絡建設。

          具體案例方面,高通與博世力士樂在德國工廠實現了相關的案例應用。高通與博世力士樂聯合展示了面向時間同步應用的端到端工業解決方案,演示了超低時延和時間同步網絡支持的自主移動機器人(AMR),以及在德國分配給本地化授權許可的3.75GHz 5G企業專網現網上,定位自動導引運輸車(AGV)。高通為案例實踐提供了通信設備的支持,致力于去除整個生產環節里所有的線纜。我們使用了支持多點協作通信(CoMP)的5G基站來提高可靠性,實現多連接,同時支持基于5G的高精度定位,對物料和生產各個環節進行跟蹤。這一案例中所使用的6維度的機械臂,可以對整個物料進行拍攝與監控,數據拍攝出來之后上傳給服務器,實現對生產質量的監控和管理,同時也可以對AGV進行定位,規劃它的路徑,保證物料的同步傳輸。

          5G進入行業,還需要解決什么樣的網絡設備能真正應用在行業中的問題。傳統的大型、分層的5G基站設備可能并不適合工業的部署。因此我們可以利用虛擬化技術,利用企業內的算力在企業中部署小型基站,針對企業對數據本地化的要求,利用本地算力把敏感的流量數據送到企業內部的邊緣云,利用邊緣云技術進行AI算力識別,升級產業自動化。

          最后我想強調的是,5G和工業的融合是跨行業的融合,這并不意味著通信行業人才帶著5G技術去改造傳統的制造業。能讓5G在行業中真正發揮作用的關鍵角色,是來自傳統制造業的專家,而不僅僅是通信行業的從業者。只有讓制造業的專家掌握了通信技術、計算機技術以及人工智能技術,并由他們來優化整個生產的全生命周期,5G才能在這一行業領域里發揮其重要價值。

          而對于通信行業來講,我們要做的兩件事:一是盡可能地簡化網絡設備,使企業能像用計算機一樣使用5G;另一方面,我們要努力走進垂直行業,把技術和經驗分享給垂直行業的專家們,使他們更加了解5G技術,了解5G技術能給他們帶來的便利,在這個基礎上他們能夠自發地優化整個制造業環節,基于此,5G才能給整個制造業環節帶來更多的效益。

          我的分享就到這里,謝謝大家!

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