隨著 5G 技術的到來，制造業正面臨一場重要變革。得益于 5G 的超低延遲和高可靠性，機器人、倉儲物流持續自動化以及擺脫電纜束縛的真正柔性生產將成為可能。我們采訪了 HMS Networks 旗下 HMS Labs 開發經理 Jens Jakobsen 博士，了解 5G 在工廠中的優勢，以及它對智能制造未來的意義。

1. 5G 在工廠中有哪些好處？

完全自動化。 在過去 30 年里，我們已經利用有線技術實現了工廠中絕大多數可以自動化的環節。有了 5G，我們可以自動化剩余的 10%，也就是此前難以實現自動化的部分。工業 4.0 和智能制造強調物流、物料搬運和工廠自動化的融合，而 5G 正是推動這種融合的關鍵技術。

靈活性。 5G 將充分結合自動化、人工智能、物聯網（IoT）等技術，打造更智能、更靈活的工廠。它也可以作為有線系統的無線替代方案。傳統系統往往需要將機器連接到中央計算系統，而 5G 能讓工廠車間更具柔性、更容易重新配置生產線，以適應不斷變化的產品組合。

高可用性。 借助 5G，企業可以實時監控所有環節，從而提升效率。與 WiFi、藍牙、RFID 等其他無線技術相比，5G 的可用性和可靠性更具優勢。

安全可靠。 通過 5G，機器可以執行預測性和預防性維護，最大限度減少停機造成的延誤，并保護員工安全。

可持續。 從可持續發展的角度來看，長達十年的電池壽命使 5G 非常適合作為聯網工廠和生產設施的通信標準方案。

公共或專用網絡。 借助 5G，企業可以通過本地專用 5G 網絡操作、控制和監控系統，從而完全掌控工廠 5G 網絡的各個方面。企業也可以選擇使用在工廠內部署基站的公共網絡，這樣工廠所有者就不需要在人員培訓、頻率許可以及專用網絡運行等方面進行投入。

此外，網絡切片技術允許在工廠內創建半專用網絡。公共安全領域已經在使用這類技術：警察、消防和救護服務可以基于公共網絡的物理基礎設施，創建可靠性極高的半私有公共安全網絡。

2. HMS 如何使用最新的 5G 技術連接設備？

在 HMS Networks，我們始終處于工業設備通信的前沿，并持續采用最新的創新技術。

在漢諾威工業博覽會的瑞典聯合實驗室展館中，HMS Networks 與愛立信、ABB 等瑞典企業共同展示了多款產品，這些產品均面向自動化行業的嚴苛應用。在演示中，具備蜂窩、以太網和 WLAN 連接能力的 HMS 工業路由器，與定制版 HMS Anybus Wireless Bolt? 協同工作，實現了不同廠商工業設備之間基于蜂窩網絡的無縫通信，從而支持智能化、柔性化控制。

總而言之，HMS 無線產品旨在滿足 5G 要求。當該技術進入工廠和自動化系統時，5G 能夠幫助生產線面向未來需求：企業可以添加新機器，而無需對網絡進行大規模改造。

3. 5G 面臨哪些挑戰？

頻譜。 企業可以使用非授權頻率部署專用 5G 工廠網絡，一個適合的候選頻段是同樣用于 WLAN 的 5GHz 頻段。不過，非授權頻譜在發射功率方面存在限制，這意味著相比使用授權頻譜，需要部署更多 5G 基站。同時，非授權頻譜還可能受到同一頻段其他用戶的干擾。

因此，使用授權頻譜更理想，但目前授權頻譜將如何用于工廠自動化仍不完全明確。

生態系統。 工廠自動化已經形成了龐大的供應商生態系統：工廠所有者向系統集成商訂購工廠，系統集成商向機器制造商訂購機器，機器制造商再向設備制造商訂購設備。為了推動這個生態系統采用 5G 技術，需要建立新的標準，并開展互操作性測試。

4. 5G 何時會成為行業標準？

5G 的標準化工作正在 3GPP 內部推進。與此同時，供應商也在全球多家工廠中試用這項技術。5G 部署的第一階段基于 3GPP Release 15，該版本主要聚焦增強移動寬帶（eMBB），用于早期住宅無線寬帶服務部署。

3GPP Release 16 覆蓋超可靠低延遲通信（URLLC）。該版本完成后，支持 Release 16 的 5G 無線模塊和網絡基礎設施陸續推出，工廠隨后開始在自動導引車（AGV）和移動作業人員等場景中部署 5G。

5. 5G 將如何影響工業物聯網（IIoT）？

工業世界正在經歷第四次工業革命，其目標是在保持高度安全性和可持續性的同時，提升柔性、自動化水平和生產力。因此，5G 是工廠中實現智能無線連接的理想方案，其關鍵能力包括大規模機器類通信、機器實時控制、增強人機交互以及邊緣云分析。

Jens Jakobsen 博士認為，第四次工業革命只有高度依賴工廠無線通信才能取得成功，而 HMS 每天都在應用這些創新技術。從技術角度來看，5G 是最適合未來工廠的技術之一。