“5G+”：为广州制造业转型升级赋能

5月9日，2019世界超高清视频产业发展大会在广州举行。会上，来自国内外专家学者、行业领袖将围绕超高清视频产业展开深入研讨。在众多议题中，“5G+4K/8K”备受关注，下午举行的“5G+超高清视频”主题分论坛，将由多名专业和行业代表就“现阶段如何保障超高清视频质量提升体验”开展对话，具备高带宽、低时延、大连接的5G正被众人寄予厚望。
事实上，除了超高清视频产业，5G已经开始与不少广州制造业企业“牵手”。4月2日，在长沙举行的2019互联网岳麓峰会上，中国移动通信集团有限公司总裁李跃发表了题为《4G改变生活，5G改变社会》的演讲，指出“5G改变社会”已经深入人心。5G这个看不见的网络，究竟会给我们的生产生活带来什么变化？我们应当如何更主动地拥抱5G？
“5G+工厂”
　　重新定义智能制造、柔性生产
走进黄埔区的广州市昊志机电股份有限公司（下称“昊志机电”）生产车间，眼前是一幅典型的智能工厂场景：AGV小车在铺设有引导线的道路上匀速前进，将材料元器件运输到特定机床，机器手臂将材料放置到生产单元中研磨，并将成品放回AGV小车上，最后成品将按照程序进入下一道工序，或是直接进入存料仓库……
这种井然有序的车间生产场景背后，依靠的是复杂的程序编程与各个环节的联系。以往依靠车间大面积WiFi维持信号，而在昊志机电的厂房里，却用上了最前沿的5G技术。
从去年6月份起，昊志机电利用5G技术、物联网、大数据、人工智能等信息技术搭建的智慧工厂投入试运营，实现了对车间的全方位监控和实时对设备的数据采集和分析，以及224款产品的柔性的生产能力。“仅车间技术员和生产员工，就由原来70人减少至11人，最终将降至1-2人，每年节省人力成本700多万元，整体生产效率提升50%左右。”昊志机电总监田胜说，智慧工厂未来将创造每年约3亿元营收。
“5G拥有广连接、高带宽、低时延、计算量大的特点，对于生产具有批量小、离散程度高的高端装备核心零部件，5G技术对于生产线的柔性程度和灵活性提升可谓是如虎添翼。”田胜说，5G技术将整个柔性生产系统的精确控制推向极致。
田胜介绍，依靠传统的WiFi等网络传输方式支持的自动化生产线，尽管能够实现信息高速传递，但很难解决因带宽有限带来的网络延迟现象。“传统WiFi监控网络传输的画面不仅有卡顿、局部马赛克的现象，而且极易受到其他无线电信号的干扰，对生产要求苛刻的离散制造生产模式智慧工厂而言，不仅不允许而且潜藏安全隐患。”田胜说，5G技术采用非广播方式和灵活调整AP发射功率，在保障信号覆盖质量的前提下，尽可能减小信号外泄，实现“场内有信号、场外无信号”，大大提升厂房内高精密设备生产的安全性。
“未来随着5G的全面铺开，依靠5G的大带宽、实时传输，我们将有可能对客户使用产品的状态实现实时监控，监测振动、转速、温度等数据，对可能出现问题的高精密仪器防患于未然。”田胜说，制造型企业向服务型制造业转型，5G也将发挥关键作用。
“5G+汽车”
　　让无人驾驶汽车更轻、更安全
试想一个场景：忙碌一天的你走出办公楼回家，打开叫车软件，5分钟后汽车徐徐行驶到你面前，打开后车门坐下，驾驶室将不再是陌生的司机，这辆车全部属于你一个人，更重要的是你不用担心驾驶安全，半小时左右的通勤时间将完全让你放松，下车即能安全到家。
这便是无人驾驶技术带来的乘坐新体验，如今正成为现实，由广州文远知行科技有限公司（下称“文远知行”）与广州公交集团白云公司共同推出的L4级自动驾驶出租车，如今正在生物岛试运行。
2018年9月26日，文远知行（原“景驰科技”）与中国联通达成5G战略合作，在“5G·领跑产业未来”发布会上宣布共同建立基于L4级无人驾驶的“5G联合创新实验室”，成为华南地区首个5G产业应用联盟创始成员之一，L4即所谓在限定的道路和环境中可由无人驾驶系统完成所有驾驶操作的“高度自动化”。
“实现L4级无人驾驶，文远知行走的是单车智能道路。”文远知行技术总监刘振亚介绍，目前企业研发的L4级无人驾驶，依靠的是“激光雷达+摄像机”形成360度、3D景深全彩路况信息，毫米波雷达分析路面情况，高精度GPS实现车辆定位，“车上载有具备极高运算能力的电脑处理器，完成数据处理作出驾驶指令，实现无人驾驶。”
“有了5G技术，我们实现了远程操控汽车驾驶，将非核心功能从汽车上剥离，为无人驾驶汽车‘减负’。”刘振亚说，当前单车智能要求汽车在后备箱装上庞大的数据处理设备以及相应的风冷设施，通过5G实现远程控制将在未来有效减轻车载智能设备的重量。同时，5G也将大大提升无人驾驶汽车的安全性能，关键便在于5G具备的“高带宽、低延时”。
“当前的单车智能框架上，一辆无人驾驶汽车每秒钟会产生大约200兆数据，仅依靠4G网络传输无法满足对车辆驾驶情况的实时监控与反馈。”刘振亚介绍，5G的大带宽、低延时保证了海量现场数据无需压缩即可传递到后方，同时后方在毫秒级延时下将操作反馈到远处车辆，“这样将极大地提高无人驾驶汽车的安全性和在应对极端情况下实现人工干预给予驾驶指令，为未来的无人驾驶出行提供更高的速度和更好的安全性。”
　“5G+小艇”
　　实现全天候实时监测流域水质
位于广州开发区的凤凰湖湖面上，一艘长约1.2米、宽约0.8米的银色小艇静谧地在水面上滑过，小小的船舱下面是水质检测探头浸没水中，船舱内精密的仪器现场分析水质情况和各类参数，船顶上全景摄像头则时刻记录水面和水域环境。这些水质分析数据与水面、水域情况，都通过5G信号实时回传到后方数据库，供政府相关部门监控流域水质。
“这在以往仅依靠4G信号，是显然难以实现的，在5G技术赋能下，这款AI智能无人艇真正实现了实时监测各类河涌水质数据。”广州海工船舶设备有限公司广州汉图达（下称“广州海工”）副总经理陈海龙说。
水质监测的关键，在于时效性。以往水质监测依靠技术人员现场取水样，返回实验室检测后提供报告数据，这给了包括偷排行为、污染物扩散等很大的空间。而如今这个由广州海工与广州开发区合作，联合中国信息通信研究院、广州联通共同开发的5G智慧河涌项目里，搭载新一代5G通信的智能无人艇，凭借最新的物联网、人工智能技术，将实现河涌多水质参数实时监测、预警。
“5G无人艇用于水质监测，将完全弥补这个监测缺口，应当说这是全球首款采用无轴推进器的5G无人艇。”陈海龙介绍，“采用自主研发的无轴推进器，小艇不会被水草和其他杂物堵塞、缠绕，真正可以实现无人环境下自由行进。”而依靠5G技术，无人艇实时监测的各项数据与视频信息，均通过超过每秒千兆的庞大数据带宽实现实时上传，没有卡顿与延时，“相比来说，4G就只能有1兆至2兆的传输速度，实时视频是无法实现流畅上传的。”
据陈海龙介绍，目前5G无人艇正在凤凰湖上开展试作业，不到1个小时的时间里在湖面巡航5个采集坐标点，每周进行2次，“目前船上配备的探测仪器能够实时分析包括水体pH值、水温、溶解氧、ORP等四个主要水体指标，后期还将增加其他数据，实现及时预警水体污染事件，进行历史数据趋势与综合分析，找到整治水体的最佳方案。”
“未来，5G智慧无人艇和无轴推进器，都是广州海工的重要研发方向，我们也将借助广州开发区给予的大力支持，加大5G、新一代智能装备等方面的研发力度，推出更多高端产品。”广州海工董事长邱湘瑶说。
■声音
　　北京邮电大学信息与通信工程学院教授彭扬：
　　商业模式创新是5G发展最大挑战
“5G是当前‘最网红’的技术。目前社会普遍更加关注5G基础设施的建设，因为5G相比于4G要快很多，与人工智能、物联网、云计算、大数据、边缘计算等技术，都能很好地契合。”彭扬说。
根据2018年思科发布的年度互联网报告显示，到2022年，全球网络间的IP流量将超过2016年底之前所有“互联网年”的总和。换句话说，2022年的流量将超过互联网诞生32年以来的全部流量，其中物联网、大量新互联网用户、视频监控和IP广域网成为推动流量增长的主要因素。
统计数据显示，实时视频已占据互联网视频流量的5%，到2022年将增长15倍，达到17%；机器对机器（M2M）和物联网（IoT）流量将呈现爆炸式增长，2017年M2M模块占IP流量的3.1%，但到2022年将占IP流量的6.4%，到2022年，M2M连接将占互联网设备和连接总量的51%。
“实时视频、M2M、IoT对网络带宽的需求非常大，对于5G的需求相应也非常高。”彭扬说，这些都将成为5G重点发展主场景。
谈及5G的推广与应用，彭扬认为，当前5G技术最大的挑战便是商业模式创新。业内人士曾在公开场合直言运营商没有动力投资5G，除非有商业模式创新，反映出初入5G时代，运营商在投资上仍表现出审慎的态度。在5月6日福州举行的数字中国建设峰会上，中国联通董事长王晓初也表示，5G需要巨大资金投入。
“如何探索5G的商业模式创新，我认为可以参考3G和4G的发展历程。”彭扬说，3G和4G在推入市场并开始大规模应用后，其“杀手级应用”是在智能手机移动终端，“智能移动终端毫无疑问是5G的重要商业模式，但也不仅限于手机移动终端，机器人、自动驾驶、工业互联网等方面都有极大潜能。”
彭扬表示，回溯整个网络发展历程，2G解决了语音和通话，4G解决了移动互联网和智能终端网络需求。“这些已经得到解决的问题将不会成为5G的主要发力点，M2M、IoT中许多4G无法满足的需求，或将成未来5G发展主场景。”