技術文章
智能製造對無線通信有哪些需求?
日期：2019-07-22
來源：J9九游会中国
（1）智能製造為什麽需要無線通信
顯而易見，智能製造過程中雲平台和工廠生產設施的實時通信、以及海量傳感器和人工智能平台的信息交互，和人機界麵的高效交互，對通信網絡有多樣化的需求以及極為苛刻的性能要求，並且需要引入高可靠的無線通信技術。
高可靠無線通信技術在工廠的應用來看，一方麵，生產製造設備無線化使得工廠模塊化生產和柔性製造成為可能。另一方麵，因為無線網絡可以使工廠和生產線的建設、改造施工更加便捷，並且通過無線化可減少大量的維護工作降低成本。
顯而易見，智能製造過程中雲平台和工廠生產設施的實時通信、以及海量傳感器和人工智能平台的信息交互，和人機界麵的高效交互，對通信網絡有多樣化的需求以及極為苛刻的性能要求，並且需要引入高可靠的無線通信技術。
高可靠無線通信技術在工廠的應用來看，一方麵，生產製造設備無線化使得工廠模塊化生產和柔性製造成為可能。另一方麵，因為無線網絡可以使工廠和生產線的建設、改造施工更加便捷，並且通過無線化可減少大量的維護工作降低成本。
（2）無線通信網絡在智能製造應用麵臨哪些挑戰
在智能製造自動化控製係統中，低時延的應用尤為廣泛，比如對環境敏感高精度的生產製造環節、化學危險品生產環節等。智能製造閉環控製係統中傳感器（如壓力、溫度等）獲取到的信息需要通過極低時延的網絡進行傳遞，最終數據需要傳遞到係統的執行器件（如：機械臂、電子閥門、加熱器等）完成高精度生產作業的控製，並且在整個過程需要網絡極高可靠性，來確保生產過程的安全高效。
此外，工廠中自動化控製係統和傳感係統的工作範圍可以是或者幾百平方公裏到幾萬平方公裏，甚至可能是分布式部署。根據生產場景的不同，製造工廠的生產區域內可能有數以萬計傳感器和執行器，需要通信網絡的海量連接能力作為支撐。
5G網絡具備的能力
華為在北京懷柔率先完成了由IMT-2020（5G）推進組組織的中國5G技術研發試驗無線技術第二階段測試。在C-Band 的測試環節中，利用200MHz帶寬，通過5G新空口及大規模多入多出等技術進行測試，小區峰值超過20Gbps，空口時延在0.5ms以內，單小區大於1000萬連接。
和傳統的移動通信技術相比，5G將進一步提升用戶體驗：在容量方麵，5G通信技術將比4G實現單位麵積移動數據流量增長1000倍;在傳輸速率方麵，單用戶典型數據速率提升10到100倍，峰值傳輸速率可達10Gbps（相當於4G網絡速率的100倍）;端到端時延縮短5倍;在可接入性方麵：可聯網設備的數量增加10到100倍;在可靠性和能耗方麵：每比特能源消耗應降至千分之一，低功率電池續航時間增加10倍。
在智能製造自動化控製係統中，低時延的應用尤為廣泛，比如對環境敏感高精度的生產製造環節、化學危險品生產環節等。智能製造閉環控製係統中傳感器（如壓力、溫度等）獲取到的信息需要通過極低時延的網絡進行傳遞，最終數據需要傳遞到係統的執行器件（如：機械臂、電子閥門、加熱器等）完成高精度生產作業的控製，並且在整個過程需要網絡極高可靠性，來確保生產過程的安全高效。
此外，工廠中自動化控製係統和傳感係統的工作範圍可以是或者幾百平方公裏到幾萬平方公裏，甚至可能是分布式部署。根據生產場景的不同，製造工廠的生產區域內可能有數以萬計傳感器和執行器，需要通信網絡的海量連接能力作為支撐。
5G網絡具備的能力
華為在北京懷柔率先完成了由IMT-2020（5G）推進組組織的中國5G技術研發試驗無線技術第二階段測試。在C-Band 的測試環節中，利用200MHz帶寬，通過5G新空口及大規模多入多出等技術進行測試，小區峰值超過20Gbps，空口時延在0.5ms以內，單小區大於1000萬連接。
和傳統的移動通信技術相比，5G將進一步提升用戶體驗：在容量方麵，5G通信技術將比4G實現單位麵積移動數據流量增長1000倍;在傳輸速率方麵，單用戶典型數據速率提升10到100倍，峰值傳輸速率可達10Gbps（相當於4G網絡速率的100倍）;端到端時延縮短5倍;在可接入性方麵：可聯網設備的數量增加10到100倍;在可靠性和能耗方麵：每比特能源消耗應降至千分之一，低功率電池續航時間增加10倍。
