雖然關於5G的大部分爭論都集中在消費級應用和新手機上，但在工業應用中，該技術同樣可以帶來巨大的好處。5G的升級不是一次簡單的帶寬拓展和傳輸提速，它是一次端到端通信技術以及相關支撐技術的大版本彙集發佈。它所帶來的顛覆性變化遍及終端、無線、網絡、計算、運維、管理、支撐、運營、服務等每一個細節領域，因而其對於產業的潛在影響更加廣泛和深刻。未來，5G將成為未來工廠的中樞神經，為工業生產帶來顛覆性的變化。

那麼針對這項將賦能新時代製造業的通信技術，德國學術界和產業界目前的進展如何？

奧迪人機交互5G試點項目

德國汽車製造商奧迪與瑞典電信設備製造商愛立信目前正在共同開發一種關於人機交互的5G試點項目，測試生產中的5G技術應用。。通過這個試點項目，兩家公司共同開發了帶有5G網絡連接的機器人技術。研究的重點將放在無線人機交互。

圖：Audi AG

為了無線工業機器人和員工能夠在將來順利地合作，實時無線通信是一個重要的前提條件。與其他無線電技術相比，5G技術更可靠，在高負載下反應更穩定。對於連接傳感器、機器以及需要人員操控的終端設備，5G技術特別適用的。愛立信現在與奧迪一起，展示汽車生產中使用5G的另一個例子：一個工業機器人在5G環境下將安全氣囊模塊安裝到方向盤上。

機器人單元由安全傳感器保護。一旦有人接近，機器人的行動速度便會減緩甚至自動停止。因此需要非常高頻（現場總線）的通信才可能讓低延遲成為可能。藉助5G技術，現在還可以以無線的方式實現人機交互。奧迪車身車間自動化技術負責人Arjen Kreis說：“ 5G連接了我們生產環境中的所有點，從而極大地提高了靈活性和連接性，並展示了人與機器人之間安全協作的巨大潛力。奧迪生產實驗室負責人Henning Löser表示， 5G提供了極低的延遲，可以滿足工業自動化的性能要求。通過這些項目，我們將瞭解有關如何在智能工廠中更好地使用無線網絡。

Weidmüller的5G展示：系統的分析單元直接從焊接過程接收數據，並通過5G調制解調器和5G網絡將其饋送到Weidmüller的可視化單元中（圖：德國工業智庫）

5G-SMART——歐洲迄今最大規模的5G工業應用研究項目

來自亞琛的弗勞恩霍夫生產技術研究所同樣正在開展與國際合作夥伴通過無線5G網絡進行工業生產，以測試5G技術在工業生產的潛力。在未來兩年半的時間，由歐盟資助的5G-SMART（5G智能製造研究項目）項目中，相關合作夥伴正在現實世界的製造環境中構建5G網絡，以展示5G用於生產的潛力，並進一步的測試和開發。該聯盟正在測試5G與最先進的製造設備（如遙控工業機器人，生產中的無線過程監控和移動機器人）之間的產生的化學反應。在歐洲，愛立信在瑞典擁有的工廠，亞琛弗勞恩霍夫協會的機床工廠和羅伊特林根的博世半導體工廠將支持該項目的開展。

除此之外，弗勞恩霍夫生產技術研究所與項目合作伙伴一起，正在開發新的具有5G功能，工業上可用的傳感器和無線電模塊，並根據其自身設備中的特定製造任務對其進行測試。這樣就可以記錄幾毫秒的延遲過程數據，實時評估，從而優化整個工業過程鏈的過程監控。這使工程師能夠及時檢測過程偏差和機器狀況，並通過控制命令在極短的反應時間內響應機器，以確保在生產組件保證質量的同時在規定時間內完成。為此，Fraunhofer IPT將使用其在亞琛已有的5G測試環境，這個5G測試環境是由愛立信在去年合作安裝的。

集成傳感器技術通過5G移動連接與基於雲的分析工具無線連接，可以幫助各種規模和行業的製造公司在未來獲得有價值的信息和過程信息。5G能為生產型企業、供應商和移動運營商提供哪些具體的商業模式，在項目合作期間，合作伙伴將對此進行研究，以進一步加快5G在生產中的應用落地。

企業自建5G局域網，德國政府開啟網絡基礎建設新模式

德國基礎網絡建設的速度一直飽受詬病，這給很多德國企業實施工業4.0添加了不少阻力。隨著德國政府宣佈為企業預留5G頻譜，並將推出企業5G局域網頻譜牌照拍賣，這個問題將得到很大改善。聯邦網絡管理局宣佈為這些5G局域網絡提供3.7至3.8 GHz之間的頻率範圍，並特意在5G頻率拍賣中將其排除在外。這就意味著，德國企業無需跟隨網絡運營商的5G建設節奏，可在自家的場所中構建局域網絡。

企業是否有必要自建5G局域網絡，德國政府的如意算盤是否能如願以償，目前我們還不得而知。但是自建5G局域網絡的優勢，卻是非常明顯的。主要有以下兩點：

企業使用的5G頻率是本地5G頻率，而不是網絡運營商的授權頻率，不受網絡運營商的影響，可獨立進行5G應用開發和研究。除此之外，專用網絡與公用網絡是物理隔離的，保證完整的數據安全性。

另一個不可忽視的因素在於，企業可制定獨立的5G安全技術標準，自主選擇採購設備供應商，無需受政治因素的影響。

二：降低成本、提高生產率

根據愛立信的一項調研結果，如果在德國一所佔地50萬平米的工廠建成5G局域網，5年內生產效率將提高4.9%，同時成本降低5.05億美元。如果是一個5萬平米的倉儲庫房，其使用效率將提高13.2%，同時成本降低3.56億美元。

結語

在德國，目前關於5G技術的相關產品和方案都還在開發當中，網絡擴建至少也要到2025年。儘管政府層面在大力進行推廣，但是也有不少質疑的聲音。有些人覺得，除了5G我也有其他的替代方案，並不一定非5G不可，在有4G的地方也可以用Overlag複製5G的模擬帶寬和連接性。有些覺得WLAN我已經夠用了，只有大型場景、連接多個工廠時候，可能5G才有他發揮價值的時候。可以看到，5G的發展仍存在諸多挑戰，未來5G技術是否可以在經濟性的前提下達到工業級別的可靠性？讓我們一起拭目以待！

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