就目前来看,5G 不等于运营商商用网络,通常讲到 5G,我们会提到 5G 支持三种基本类型的通信:增强型移动宽带(eMBB),大规模机器类型通信(mMTC)和高可靠低延迟通信(URLLC)。正是这3种通信的各种优点,让人们对5G在工业的应用充满了想象。
工厂内的5G网络:设备数据通信,大规模数据传输等
随着工业互联网的发展,越来越多的车间设备,如机床、机器人、AGV等开始接入工厂内网,尤其是 AGV 等移动设备的通信,有线网络难以满足,对工厂内网的灵活性和带宽要求越来越高。传统工厂有线网络可靠性带宽高,但是灵活性较差,无线网络灵活性较高,但是可靠性,覆盖范围,接入数量等都存在不足。兼具灵活性、高带宽和多终端接入特点的 5G,成为承载工厂内设备接入和通信的新选择。
当前应用试点的 5G 设备数据通信主要是基于 5G 大带宽和接入设备量多的特性,带来的延迟下降及更好的可靠性,替换目前的WiFi类无线通信方案。WiFi 目前用于设备通信主要问题是和 4G 网络频段接近,易被干扰,覆盖能力不足,接入能力不足。5G 网络相比 WiFi 的优势,主要是传输速率更快,延时更低,支持同时接入的设备更多,通信的抗干扰性更强。5G 传输速度相比 WiFi 提升还算明显。
5G 时代,连接将突破 70亿 人口的上限,拓展至整个物理世界,连接数至少将提升 2-3 个数量级。连接赋能的重点业务也将从消费拓展至产业,覆盖工业、车联网、智慧城市、智慧能源等多种场景。
面对工业发展的需要,图扑软件认为,工业和互联网的结合离不开数据可视化的支持。工业互联网的实质是达到机器之间的互联互通,依靠提取到产生的数据更好的控制机器工作。可以让工作达到事半功倍的效果,图扑软件 在数据可视化领域一直潜心摸索,不断追求为企业或者机构挖掘潜在数据价值的信念,为应急决策提供准确的数据支持。
利用物联网和传感器收集的数据,对工业设备和网线进行实时监控并分析产生数据。采用 3D 可视化系统,提供更接近现实设备的画面,易于用户接受,提升对设备的辨识度。可以让用户洞悉整个系统同时,还可以观测到部分细节。兼顾了整体与局部,提供了丰富的交互体验。并且在成熟的 5G 技术支持下,因其大于 4G 数倍的带宽,快 4G 百倍的传输速率能更好的让图扑软件的 HT For Web 轻量可视化在浏览器或移动端上实现远程可视化监控;图扑(IoTopo)Web 组态软件,运行人员和系统工程师可以在任何有网络的地方通过手机、平板电脑和普通 PC 机就可以实现对整个系统的实时监控,方便快捷,大大提高了工作的灵活性,也为整个系统的监控、维护和紧急维修提供了更加灵活方便的新平台。
5G 广域网络:实现设备远程遥控和大规模数据传输,在广阔室外运行的一些作业车辆、飞行器等,由于工况危险、作业范围偏僻等原因,有一定的遥控需求,也初步实现了一些遥控功能。但这些遥控要么使用近距离通信方式,场景受限,要么使用广域无线网络,但数据传输能力有限。广阔场景,如大型矿山,只能使用广域网络,但 4G 实时行驶画面传输延滞后明显 ,导致车辆运行速度无法提高,不能实现远程遥控的有效应用。
除了远程遥控,车辆、无人机等运行、作业时,还有运行信息回传的需求。随着通信网络发展,车辆回传信息从 2G 时代基本 GPS 信息,到 3G 时代各类运行参数,以及 4G 时代的视频,一直在持续提升。5G 的大带宽网络用更低的延时实时回传高清视频,结合数据的实时云端分析和结果返回,则可以形成一系列实时分析控制应用。
作为为运营商网络而生的技术,5G 网络天然就是要构建一张巨大的公网,但这个网络跟日常工业企业的内网需求存在显著差别,工厂内部不同的业务需要的网络不同,更重要的是工厂网络一般是局域网,为了安全很多都追求与公网的物理隔离。
总结:5G适应的行业场景
短期看,5G比较适合优先应用的场景有大概四种:
1 一般工厂车间,5G 用于 AGV 等移动设备。
2 一般工厂车间,5G 用于大规模数据传输和后台实时分析。
3 港口、矿山等面积较大的封闭工业现场,5G 用于设备远程遥控作业等。
4 燃气管道、电力输送线、河流等开放场景,通过 5G 实现远程巡检和监测
在 5G 物联网支持下,产业中所有的基础设施、生产设备、各种电子产品都将被连接起来,更多的创新空间随之而生,传统产业将迎来非常巨大的市场机遇。这些行业规模巨大,每一个都不亚于消费行业。工业、城市管理都是百万亿级的行业规模,物流产业有 20 万亿的规模,能源的体量也在万亿以上。
纵观通信发展进程,5G 代表的是一场夸际革命,也是支撑未来 5 年产业创新的重要底层基础设施。工业领域大体有三个创新方向:企业数字化和联网化;数据资产管理,驱动产能升级;产业生态创新,纵向改造垂直行业产业链不同环节的效率,实现产业上下游信息互联、高效协同。
来源:新华每日电讯数字技术向制造业加速渗透、融合,工业领域数字化场景不断丰富、数字应用程度不断加深。“5G+工业互联网”,“+”出哪些新变迁?
芯片扫描,可为每套服装智能调度面料、辅料;数据追踪,就能掌握每件产品的生产、分拣、包装状态……借助海尔卡奥斯工业互联网平台的智能化方案和供应链“共享”,服装制造商青岛瑞华集团实现生产流程数字化,订单响应周期由原来的20天减少至7天。
这是服装业的触“网”之变。当工业互联网与5G结合,大量设备入网上云,海量数据毫秒级传输,更多行业正拥抱数字升级的机遇。
降本――通过平台上的数据共享和生产协同,很多制造企业快速感知市场、匹配供应商、降低备货成本和库存压力;借助远程设备 *** 控等实现无人化、少人化生产,在矿山等领域可以有效降低事故发生率。
增效――通过设备的联动和数据资源的共享,制造、运输、质检等多个环节的效率不断提升。
通过智能调度系统实现运单和运力的匹配,中国建材集团旗下网络货运平台与百度智能云合作,实现货车路线规划、批量算路等智能 *** 作,提升车与货的匹配效率;利用5G物联网实现数据与云端的互联,联想武汉数字化工厂主板生产测试车间,30分钟便能实现产品换线。设备协同作业、人工智能质检……“5G+工业互联网”的融合 探索 在多领域提速。
工信部信息通信管理局局长赵志国说,目前全国“5G+工业互联网”在建项目超1800个,覆盖原材料、装备制造、消费品等数十个国民经济重点行业和领域。“5G+工业互联网”产业热情度高、创新活跃、成效显著。
将直播电商数据与服装、消费电子等领域的企业联动,通过消费数据反馈在珠宝加工等产业集群增添质检仓、配套仓,快手 探索 直播赋能产业集群的新模式。
京津冀地区,以计算机、通信和其他电子设备制造业等特色产业为主,形成一批“5G+工业互联网”典型应用方案;在西部地区,企业集中在煤炭开采等领域进行智能化创新,已成为示范性较强的应用实践。
制造向服务延展,催生出更多增长空间。生产与市场结合,带动产业集群质效提升。天眼查数据显示,我国工业互联网相关企业达36万家,2016至2020年,5年复合增长率达到189%。
“5G+工业互联网”创新活跃,应用不断丰富。但也要看到,仍然存在不同区域、产业、企业间发展不平衡问题,数字技术基础、产业链价值链掌控力等有待提升。在工业场景下,仍需要进一步提升企业对“5G+工业互联网”的系统认识。
工信部有关负责人表示,未来几年是工业互联网发展的关键期,要把发展和安全统筹好,建设一批工业互联网关键技术和产品创新中心,培育一批专业化系统解决方案供应商,打造一批特色鲜明的产业集聚区和示范基地。
“要在进一步加快新型基础设施建设、更好支撑服务数字化转型的同时,大力推动制造业数字化升级。”工信部部长肖亚庆说,工信部将统筹抓好智能制造工程、制造业数字化转型行动和中小企业数字赋能行动,同时鼓励各行各业的龙头企业利用5G、边缘计算等新技术进行工业互联网内网改造,并将加快标杆网络建设、重点工业设备和企业上云,让应用场景向更多实体经济行业延伸。
5g机遇开创互联网发展新格局的表现有:
5G网络确实会给物联网带来新机遇,NB-IoT物联网拥有低时延、更多连接数、超低功耗,在很大程度上解决了此前物联网发展不畅的原因,给物联网带来的生机。
物联网是大数据、云计算和人工智能的核心,其数据实时且高频,是真正意义上的大数据,也是未来人工智能实现的基础。比如,现在的智能汽车,本质上是物联网技术支撑起来的汽车而已。
含义
《5G新机遇:技术创新、商业应用与产业变革》作者北京邮电大学吕廷杰教授,凭借其多年深耕行业的经验和广博的科技商业知识,用生活化的语言,详述5G新基建带来的商业机遇风口,剖析应对变局的策略。全书内容包括:移动通信技术的发展历程;5G对相关产业的影响;5G如何与大数据、人工智能、区块链等新兴技术相互赋能;5G如何改变生产力和生产关系,推动社会变革。
1、 未来是万物互联&万物智能黄金十年,市场空间可观。物联网市场规模超万亿,未来仍存广阔市场空间。 目前中国物联网市场规模已超过 2 万亿元人民币,同比增速持续维持在 20%以上,同时 IDC 预计 2025 年全球物联网市场规模达到 11 万亿美元。物联网市场规模的快速增长主要来源于: (1) AIoT 科技 大方向,未来规模高速增长。预计 2022 年 AIoT 市场达到 7509 亿元, 2018 年-2022 年复合增长率达到 305%。 (2)5G 为基, 物联网连接数持续快速增长。 物联网连接数预计在 2019-2025 年将以 21%CAGR 增长,同时产业物联网领域连接量将成为主要增长贡献。 (3) 物体数据开始产生交互属性, 物联流量释放数据商业价值。 物联网时代实现万物互联,提供物体的流量,创造新的数据价值。 2、 十年沉淀,多核驱动物联网产业加速发展 核心驱动一:技术/产品/产业链日趋成熟。 网络由局域到广域、由窄带到宽带、由低速到高速。 另外, 物联网产业链各层不断发展完善: 1芯片/模组性能指标逐渐优化,应用场景不断扩展; 2网络覆盖不断完善, 4G/5G 与 NB-IoT 基站数量快速增长;3平台建设赋能物联网; 4应用场景不断拓宽。 核心驱动二:降本增效助力物联网普及。 1 摩尔定律推动芯片硬件价格快速下降;2规模效应推动模组等产品价格下降; 3 流量资费快速下降; 4物联网助力企业经营/生产效率提升。 核心驱动三:场景丰富+数据闭环+巨头加速入局,释放物联网显著商业价值。 1物联网应用场景经历由单一到丰富,由简单自动化到智能化演进; 2数据也从单一采集到产生数据交互,提高产品/应用粘性,数据链条从底层芯片、 MCU、通信模组、网络覆盖到中上层 *** 作系统、应用平台全打通,生态构建和商业闭环加速释放物联网商业价值;3以华为/小米/高通/谷歌/腾讯等为代表的 科技 巨头纷纷入局 IOT,引领产业加速发展; 核心驱动四:传统产业数字化转型/升级, IOT 应用边界不断拓展。 传统产业发展至今也将面临数字化转型,应用物联网,拓宽物联网产业边界。 3、 科技 巨头积极布局 AIoT,引领行业加速发展 以互联网企业、设备商、 芯片以及硬件终端为代表的 科技 巨头积极布局 IOT。 (1)阿里巴巴以阿里经济体为核心,向天猫精灵与阿里云 IoT 提供业务支持,打造AIoT 生态。(2)京东构建小京鱼智能平台,提供 AIoT 解决方案;(3)华为开启 AIoT新篇章,覆盖包括电力、交通、 汽车 等多个领域;(4)苹果围绕 iOS 布局,储备丰厚 AI 能力;(5) 高通作为万物互联践行者, AIoT 布局多场景应用;(6) 小米核心技术为 AIoT 发展提供支撑,打造包括家庭、个人与智能生活三大应用场景;(7)美的打造智慧家居 AIoT 应用场景。 4、产业链(端、管、云) 及相关标的: 端: 1)传感器:步入智能化阶段,车联网是主要发展阵地——海康威视、大华股份、 韦尔股份、必创 科技 、汉威 科技 等; 2) MCU:芯片级的计算机,智能控制的核心——拓邦股份、和而泰、兆易创新、中颖电子、瑞芯微、全志 科技 等; 3)通信芯片: 基带射频两大阵营,蜂窝、 WiFi、 LoRa 各放异彩——乐鑫 科技 、翱捷 科技 、中兴通讯、华为/高通/MTK/展锐等; 4)通信模组:联网基础枢纽,承上启下重要一环——广和通、移远通信、美格智能、 有方 科技 、 日海智能等; 5) 终端: M2M空间广阔——鸿泉物联、威胜信息、移为通信等。 管: 无线传输为主,短距和长距各擅胜场——中兴通讯、三大运营商等 云: 物联平台,应用层进行管理和分析的天地——涂鸦智能、 思科等移动互联网和物联网是5g发展的主要驱动力。
移动互联网和物联网是5G的两大驱动力,5G与电网结合、与交通结合、与工业技术结合,都会产生巨大的影响。
“在5G带来巨变的同时,也催生了新的技术、新的网络架构。需求和新信息技术将推动5G面向服务的新型网络架构,利用网络切片、边缘计算等技术满足不同场景、不同行业的需求。”
5G作为一种新型移动通信网络,不仅要解决人与人通信,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的极致业务体验,更要解决人与物、物与物通信问题,满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。
最终,5G将渗透到经济社会的各行业各领域,成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。
5G国际技术标准重点满足灵活多样的物联网需要。在OFDMA和MIMO基础技术上,5G为支持三大应用场景,采用了灵活的全新系统设计。在频段方面,与4G支持中低频不同,考虑到中低频资源有限,5G同时支持中低频和高频频段,其中中低频满足覆盖和容量需求。
5G针对中低频和高频设计了统一的技术方案,并支持百MHz的基础带宽。为了支持高速率传输和更优覆盖,5G采用LDPC、Polar新型信道编码方案、性能更强的大规模天线技术等。为了支持低时延、高可靠,5G采用短帧、快速反馈、多层多站数据重传等技术。
一、移动5G:移动5G网络作为下一代移动通信网络,其最高理论传输速度可达每秒数十Gb,这比现行4G网络的传输速度快数百倍,整部超高画质可在1秒之内下载完成。
2014年5月13日,三星电子宣布,其已率先开发出了首个基于5G核心技术的移动传输网络,并表示将在2020年之前进行5G网络的商业推广。
二、物联网:
物联网:是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸,它包括互联网及互联网上所有的资源,兼容互联网所有的应用,但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化。
三、万物互联:
万物互联(IoE)定义为将人,流程,数据和事物结合一起使得网络连接变得更加相关,更有价值。万物互联将信息转化为行动,给企业,个人和国家创造新的功能,并带来更加丰富的体验和前所未有的经济发展机遇。
鲜明特征:
随着越来越多的事物,人,数据和互联网联系起来,互联网的力量(实质上是网络的网络)正呈指数增长。这个观点(也就是"梅特卡夫定律") 由科技先驱和3Com公司的创始人罗伯特·梅特卡夫提出。罗伯特·梅特卡夫认为,网络的价值与联网的用户数的平方呈正比。从本质上讲,网络的力量大于部分之和,使得万物互联,令人难以置信的强大。
在3G、4G相继从陌生的概念变成被广为应用的现实后,5G时代正在向我们走来。电信运营商们都将主要精力放到了 物联网领域,据前瞻产业研究院调研报告预测,到2020年全球互联网设备将突破270亿,移动互联设备有望达到105亿,未来五年的物联网领域投资将达到6万亿美元。
5G网络确实会给物联网带来新机遇,NB-IoT物联网拥有低时延、更多连接数、超低功耗,在很大程度上解决了此前物联网发展不畅的原因,给物联网带来的生机。物联网是大数据、云计算和人工智能的核心,其数据实时且高频,是真正意义上的大数据,也是未来人工智能实现的基础。比如,现在的智能汽车,本质上是物联网技术支撑起来的汽车而已。
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