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高通副總裁李儼:共同推進基于5G的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

 2022-08-11 11:28  來源: 互聯(lián)網(wǎng)   我來投稿 撤稿糾錯

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2022世界5G大會于8月9日至12日在黑龍江哈爾濱召開。大會期間,“5G與工業(yè)振興論壇”成功舉辦,該論壇為探討5G等信息技術(shù)賦能智能制造、助力傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級搭建了一個高規(guī)格、高水平的交流平臺。高通公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)副總裁李儼受邀出席,并發(fā)表了題為《合力打造智慧工廠 推動5G應(yīng)用向縱深邁進》的主題演講,分享了高通在5G技術(shù)方面針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)垂直領(lǐng)域研究的最新進展,以及行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)。

圖為高通公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)副總裁李儼博士在2022世界5G大會“5G與工業(yè)振興論壇”上發(fā)表主題演講

如今,5G技術(shù)日益成熟,對于智能制造發(fā)展而言也愈發(fā)重要。李儼在演講中強調(diào),5G與工業(yè)是跨行業(yè)融合,能讓5G在行業(yè)中真正發(fā)揮作用的關(guān)鍵角色,是來自傳統(tǒng)制造業(yè)的專家,而不僅僅是通信行業(yè)的從業(yè)者。通過制造業(yè)的專家掌握了通信技術(shù)、計算機技術(shù)以及人工智能技術(shù),由他們來優(yōu)化整個生產(chǎn)的全生命周期,5G才能在這一行業(yè)領(lǐng)域里發(fā)揮其重要價值。因此,未來高通會繼續(xù)堅持走進垂直行業(yè),分享自己的技術(shù)與經(jīng)驗,助力中國5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進一步發(fā)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(shù)跟傳統(tǒng)制造業(yè)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(nèi)都認(rèn)為5G技術(shù)可以深刻地影響傳統(tǒng)的生活方式和生產(chǎn)方式。獨立研究機構(gòu)預(yù)測,到2023年,5G能夠為全球帶來13.1萬億美元的經(jīng)濟產(chǎn)出,其中很大一部分來自于制造行業(yè),此外還包括農(nóng)業(yè)、教育、醫(yī)療等方面。

行業(yè)的5G應(yīng)用區(qū)別與我們今天在手機上刷短視頻、看朋友圈的體驗。當(dāng)我們在手機上去體驗5G的時候,更關(guān)心的是下載速率,是在任何時間、任何地點都能看到這些內(nèi)容。企業(yè)應(yīng)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(qū)域內(nèi)組織生產(chǎn)、制造。例如一些大的港口、體育場館,它們都是區(qū)域性業(yè)務(wù)。在這樣的環(huán)境下,如何利用5G提高服務(wù),它的出發(fā)點和工作優(yōu)化方向跟基于手機的5G網(wǎng)絡(luò)體驗是不一樣的。因此,針對5G在行業(yè)里的應(yīng)用,我們提出了5G專網(wǎng)的概念。

我們來看一個典型的制造業(yè)應(yīng)用案例,在該企業(yè)里要搭建企業(yè)專網(wǎng),為生產(chǎn)環(huán)節(jié)里的各種生產(chǎn)要素提供服務(wù),可能包括機器人、機械臂的控制,以及自動導(dǎo)引運輸車(AGV)等,以實現(xiàn)生產(chǎn)要素在廠房內(nèi)的流動,同時還有一個很重要的環(huán)節(jié)就是對質(zhì)量的管控。這些都是在5G進入工廠后,很快就能發(fā)揮價值的一些環(huán)節(jié)。

利用5G技術(shù)和人工智能對質(zhì)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(chǎn)線上有大量的攝像頭,這些攝像頭對產(chǎn)品的每一個生產(chǎn)要素和每一個環(huán)節(jié)進行拍照,把拍照結(jié)果送到云端進行計算,達(dá)到質(zhì)量管控的目的。同時,我們知道嚴(yán)格的質(zhì)量管控并不僅是對生產(chǎn)要素本身的管理,更重要的是對生產(chǎn)的整個流程進行管理,以規(guī)避由于某些人為的不恰當(dāng)操作引發(fā)的生產(chǎn)故障,而對移動的生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)控也需要大量的數(shù)據(jù)。

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(chǎn)環(huán)節(jié)里大量的數(shù)據(jù)是在生產(chǎn)線上產(chǎn)生的,這些數(shù)據(jù)需要上傳給中央服務(wù)器和數(shù)據(jù)算力單元來進行AI識別,所以整個網(wǎng)絡(luò)模型是不一樣的。傳統(tǒng)的以人為中心的網(wǎng)絡(luò),并不適合于生產(chǎn)工業(yè)環(huán)節(jié),因此我們需要為生產(chǎn)工業(yè)單獨打造網(wǎng)絡(luò)。

要做到這一點,移動網(wǎng)絡(luò)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)制造規(guī)劃單獨的頻譜。就像我剛才說的,既然很多企業(yè)應(yīng)用的具體位置是固定的,那么頻譜的使用應(yīng)該是區(qū)域化的,把頻譜授權(quán)在特定的區(qū)域內(nèi)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(yè),同時很多國家為了進一步促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)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(nèi)也正在進行探討,以進一步支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

5G技術(shù)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(wǎng)部署,也可以跟已授權(quán)的頻段進行聯(lián)合使用,提升覆蓋效率。

在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)方面,我們知道在工業(yè)使用中,網(wǎng)絡(luò)是區(qū)域性的專用網(wǎng)絡(luò),專用網(wǎng)絡(luò)首先要提供足夠的安全性。今天的很多制造型企業(yè)對數(shù)據(jù)的安全性提出了非常嚴(yán)格的要求。一方面,工業(yè)領(lǐng)域的行業(yè)應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性提出了更高的要求,甚至要求達(dá)到6個9(99.9999%)的可靠性;另一方面,企業(yè)要求一些敏感的制造業(yè)數(shù)據(jù)必須在企業(yè)專有的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)生。同時,生產(chǎn)環(huán)節(jié)也要針對具體的生產(chǎn)要素進行專有優(yōu)化,比如說剛才提到了生產(chǎn)環(huán)節(jié)中數(shù)據(jù)以網(wǎng)絡(luò)上行為主,企業(yè)需要超低時延在機器和生產(chǎn)要素之間實行嚴(yán)格的同步,這些網(wǎng)絡(luò)要求都要在企業(yè)內(nèi)完成。

要建設(shè)一個適用于工業(yè)環(huán)境的專用網(wǎng)絡(luò),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(tǒng)的公共網(wǎng)絡(luò)里,以網(wǎng)絡(luò)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(yè),使企業(yè)能獲得相對虛擬的專用網(wǎng)絡(luò),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(yè)虛擬專網(wǎng)超過6000個。

但有的企業(yè)不希望自己的數(shù)據(jù)出廠,同時希望網(wǎng)絡(luò)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(wǎng),把業(yè)務(wù)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)流量、網(wǎng)關(guān)下沉到企業(yè)專網(wǎng),這是一種比較簡單的辦法,可以同時利用運營商提供的網(wǎng)絡(luò)資源,也能把性能進行優(yōu)化。

當(dāng)然,很多的企業(yè)更加希望做獨立部署專網(wǎng),把所有的網(wǎng)絡(luò)控制、用戶數(shù)據(jù)放到企業(yè)專網(wǎng)內(nèi),通過一個獨立的防火墻與公網(wǎng)隔離開,只有在需要的時候再跟外網(wǎng)進行協(xié)作。要實現(xiàn)這一部署方式,企業(yè)需要有更大的帶寬、更低時延,同時還要實現(xiàn)精準(zhǔn)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(yè)應(yīng)用,毫米波還可以跟傳統(tǒng)的低頻段進行捆綁,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)更加可靠的網(wǎng)絡(luò)覆蓋,還能提供更大的帶寬支持行業(yè)應(yīng)用。

推進5G深入行業(yè)需要通信人才和制造業(yè)人才共同努力,利用5G來優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)的整個生命周期。過去幾年,行業(yè)做了很多的嘗試,通過世界5G大會5G應(yīng)用設(shè)計揭榜賽、工信部“綻放杯”等行業(yè)比賽,積攢了上萬個優(yōu)秀的案例,我們也看到一些跨行業(yè)的組織機構(gòu)把通信行業(yè)的專家聚集在一起,總結(jié)優(yōu)秀的項目,形成可復(fù)制的應(yīng)用案例。在國際上,5G產(chǎn)業(yè)與自動化聯(lián)盟(5G-ACIA)也從事于5G行業(yè)應(yīng)用案例的設(shè)計和總結(jié)工作,而高通也通過在全球范圍內(nèi)開展5G企業(yè)專網(wǎng)等應(yīng)用為5G深入行業(yè)做出努力。

行業(yè)應(yīng)用也需要面向本地服務(wù)優(yōu)化的可靠的專用網(wǎng)絡(luò),而且提出了更多的網(wǎng)絡(luò)要求。5G在Release 16開始針對行業(yè)進行了大量的優(yōu)化,通過引入超高可靠低時延通信(URLLC)技術(shù)提高可靠性,引入時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)定時管理,同時提供5G定位,實現(xiàn)對生產(chǎn)要素的跟蹤。因此,現(xiàn)在我們可以基于3GPP的Release 16版本進行企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

具體案例方面,高通與博世力士樂在德國工廠實現(xiàn)了相關(guān)的案例應(yīng)用。高通與博世力士樂聯(lián)合展示了面向時間同步應(yīng)用的端到端工業(yè)解決方案,演示了超低時延和時間同步網(wǎng)絡(luò)支持的自主移動機器人(AMR),以及在德國分配給本地化授權(quán)許可的3.75GHz 5G企業(yè)專網(wǎng)現(xiàn)網(wǎng)上,定位自動導(dǎo)引運輸車(AGV)。高通為案例實踐提供了通信設(shè)備的支持,致力于去除整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)里所有的線纜。我們使用了支持多點協(xié)作通信(CoMP)的5G基站來提高可靠性,實現(xiàn)多連接,同時支持基于5G的高精度定位,對物料和生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)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(jiān)控,數(shù)據(jù)拍攝出來之后上傳給服務(wù)器,實現(xiàn)對生產(chǎn)質(zhì)量的監(jiān)控和管理,同時也可以對AGV進行定位,規(guī)劃它的路徑,保證物料的同步傳輸。

5G進入行業(yè),還需要解決什么樣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能真正應(yīng)用在行業(yè)中的問題。傳統(tǒng)的大型、分層的5G基站設(shè)備可能并不適合工業(yè)的部署。因此我們可以利用虛擬化技術(shù),利用企業(yè)內(nèi)的算力在企業(yè)中部署小型基站,針對企業(yè)對數(shù)據(jù)本地化的要求,利用本地算力把敏感的流量數(shù)據(jù)送到企業(yè)內(nèi)部的邊緣云,利用邊緣云技術(shù)進行AI算力識別,升級產(chǎn)業(yè)自動化。

最后我想強調(diào)的是,5G和工業(yè)的融合是跨行業(yè)的融合,這并不意味著通信行業(yè)人才帶著5G技術(shù)去改造傳統(tǒng)的制造業(yè)。能讓5G在行業(yè)中真正發(fā)揮作用的關(guān)鍵角色,是來自傳統(tǒng)制造業(yè)的專家,而不僅僅是通信行業(yè)的從業(yè)者。只有讓制造業(yè)的專家掌握了通信技術(shù)、計算機技術(shù)以及人工智能技術(shù),并由他們來優(yōu)化整個生產(chǎn)的全生命周期,5G才能在這一行業(yè)領(lǐng)域里發(fā)揮其重要價值。

而對于通信行業(yè)來講,我們要做的兩件事:一是盡可能地簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,使企業(yè)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(yè),把技術(shù)和經(jīng)驗分享給垂直行業(yè)的專家們,使他們更加了解5G技術(shù),了解5G技術(shù)能給他們帶來的便利,在這個基礎(chǔ)上他們能夠自發(fā)地優(yōu)化整個制造業(yè)環(huán)節(jié),基于此,5G才能給整個制造業(yè)環(huán)節(jié)帶來更多的效益。

我的分享就到這里,謝謝大家!

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