“5G-A是什么?就是5G没有实现的梦想,5G-A一定能实现。”
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6月15日,2023工业互联网大会现场,中国联通、华为与CT/OT产业多方生态伙伴共同打造的“5G-A超可靠低时延汽车柔性产线”正式揭幕。作为“5G+工业互联网”的最新成果,这条“柔性产线”将5G-A“构建万物互联,使能先进制造”的特色展现得淋漓尽致。
“以5G-A为新起点,华为将携手产业合作伙伴,加快我国制造业数字化智能化转型升级,推动实现‘万物互联’的发展愿景,跑出‘5G下半场’新的加速度。”华为无线5.5G领域总裁高全中说。
极低时延、高可靠性,5G-A柔性产线创新先行
相比现有工业场景中的外挂式5G网络,5G-A具有极低时延、高可靠性的特点,充分满足了企业核心生产场景对商用5G网络更为严格的生产要求,从而实现在工业核心生产场景中5G网络的规模化使用。这也是精工自动化敢于尝试汽车制造柔性生产的关键。
“2022年我们成功验证了5G-A网络时延4毫秒、稳定性99.999%的极低时延高可靠性。在此基础上,2023年更是体系化地从‘端、网、业’多个维度实现了协同创新。”关于该条柔性产线的发展历程,高全中介绍道。
在终端方面,华为联合合作伙伴成功孵化了首款融合5G-A URLLC特性的工业模组,实现终端生态0到1的突破。目前这款模组已经嵌入5G-A柔性试制产线的IO设备、阀岛等多种工控单元中,解决了过去由于机械臂转动、有线缆磨损带来的设备停产问题,让产线机械抓手挣脱了网线的“束缚”,实现了真正意义上的产线工控设备无线化改造。
在网络方面,华为基于TDD频谱,采用互补TDD技术实现空口发送帧“零等待”,首次实现在多用户条件下达成时延4毫秒、稳定性99.999%的生产条件,以5G-A高质量通信保证产线高稳定运行。同时,创新引入XSO跨层协同技术,实现了5G-A通信协议与工业网络协议的跨层交互和业务协同,实现了无线工控设备接入规模的爆发式提升。与2022年相比,当前5G-A网络同时接入的设备数量大幅度提升了3倍以上。
在业务方面,5G-A URLLC支持的工控业务从汽车焊装柔性试制产线进一步延伸到装配产线,开启了使能核心生产场景的新业务阶段。在进一步增加部署主控PLC和阀岛等实时业务的同时,还扩充了包括涂胶、焊接控制柜等非实时业务,实现了实时和非实时多达10余种业务场景共网部署。全新的部署方式不仅优化了汽车制造产线调整的调测周期,还可以避免因工业以太网线缠绕机械臂等情况而导致的线损,减少宕机时间,提高生产效益。
当前,我国工业制造业正处于数智转型的关键期,“5G+工业互联网”正是转型“胜负手”。中国联通、华为等领军企业率先在5G使能工业生产核心环节形成突破,成果难能可贵。这也为制造业其他领域的5G-A产线升级提供了联创示范。
敢为天下先,“5G-A超可靠低时延汽车柔性产线”的发布正当其时,将引领精密制造、装备制造等多个领域的深度使能,拓展延伸5G-A与核心生产环节的应用场景融合。
五大革新、多元场景,数智时代5G-A大有可为
随着制造业数智转型的深入,“5G+工业互联网”的发展将更侧重产线个性与生产现场。“工业互联网的个性化主要表现在现场级,重点跟难点在现场级的风控系统。”中国工程院院士邬贺铨谈道。
5G-A作为5G的增强与演进,将对现有5G的技术能力和应用场景进一步提升和扩展,更好地适应应用场景的差异化,实现服务需求的个性化,从而使我国5G能力再向前一步。
相较于5G,5G-A可以说是“承前启后”,不仅在连接速率、时延等传统指标上有10倍的提升,而且支持通感一体和无源物联等革命性的技术,总结为“下行万兆,上行千兆,千亿连接,内生智能”的关键特征。
在连接速率方面,下行速率从Gbps提升至10Gbps,上行从100Mbps提升至Gbps,实现了速率的十倍提升;在物联构建方面,5G-A包含了新的无源物联和RedCap两种技术,成本降低、能力增强,将支持全场景全能力千亿连接;在智慧感知方面,5G-A支持超越连接的感知能力,在智能驾驶、智慧低空等领域将大显身手;在产业赋能方面,5G-A以4毫秒的超低时延和99.999%高稳定性,真正切入高端制造核心环节,实现URLLC完整构想;在绿色低碳方面,5G-A单bit能耗仅为过去的十分之一,基站和运维的广泛智能化也将进一步降低能耗门槛。
契合工业互联网的发展趋势,紧扣制造业的数智脉搏,5G-A在万物互联方面的全新应用格外引人关注。尤其是物联场景复杂多样,需求不尽相同。比如AI质检、远程控制等场景侧重上行带宽和时延,智能抄表、智慧物流等场景则强调更低成本、更低功耗。
“5G-A支持全场景全系列物联技术和能力,不仅支持URLLC能力和定位能力不断增强,还极大丰富了物联模组的类型。支持中低成本的RedCap甚至极低成本的无源物联技术,按需匹配不同档位的物联类型,做到‘一网打尽’,高效拓展无限的物联场景,为数字经济发展进一步夯实基础。”高全中说道。
以超低时延、超高稳定、超大上行和超精定位的出色能力走向工业场景;以轻量化裁剪优化RedCap模组,更低成本更多应用丰富物联场景;更有无须电池供电的无源物联技术,在自动化盘点和物流管理应用中实现可靠性和覆盖能力的十倍提升。在制造业转型的浪潮下,5G-A将有更加广阔的舞台得以一显身手,企业运转和生产效率将迈上新的台阶。
在全国范围内,北京、浙江、上海等地,已启动了裸眼3D、低空、车联等区域特色差异化的5G-A试点项目。在世界范围内,2024年5G-A有望在部分先行国家启动商用,2025年实现全面规模商用。
健儿何惧海中浪,击鼓扬帆正当时。依托“下行万兆,上行千兆,千亿连接,内生智能”的卓越能力,5G-A不仅促进“5G+工业互联网”应用深入,更将“数智赋能千行百业”的愿景之光点亮,照亮未曾触及的新场景、新模式、新应用。产业各方应凝聚合力,大力推进5G-A发展,最终形成支撑我国高质量发展的“数字浪潮”。
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