OneLink连接慧洞察第十六期:RedCap技术投产补齐5G智慧工业轻量化无线通信空缺
2024-05-30 次
OneLink连接慧洞察第十六期:RedCap技术投产补齐5G智慧工业轻量化无线通信空缺工业界正处于一场数字化转型的变革之中,方兴未艾的工业5G与云技术、边缘计算和人工智能等先进制造技术的融合共振,将为智能制造和工业生态的发展创造无限空间,为全球工业的数字化时代开启新篇章。2022年,工业和信息化部组织编制了《5G全连接工厂建设指南》,加快“5G+工业互联网”向工业生产各领域各环节深度拓展。随着5G技术的规模化商用,5G网络从政策驱动向应用驱动转变,应用场景的挖掘成为重中之重。当前Redcap技术投产开云网址·(中国)官方网站,为5G全连接工厂提供了轻量化低成本的应用技术支撑。随着工业5G对于数字化工厂全面升级的有力驱动,针对5G全连接工厂应用场景的思考和实施部署将会不断扩展,更重要的是,工业5G还将为人工智能、边缘计算、大数据等关键技术的相互促进与规模应用提供更多可能,从而进一步赋能工业制造。
5GRedCap在速率、时延、可靠性及连接数等关键能力指标上都相比4G有明显提升,这使得5G面向工业等领域的推广应用更具可行性。
工业接入设备:需通过5G无线连接的工厂设备,根据不同的应用场景需求,包括各类工业传感器、伺服器开云网址·(中国)官方网站、控制器PLC、分布式IO、HMI设备、工业摄像头等。
5G终端:用于将各种类型工业设备接入至5G网络,并支持3GPP定义的终端功能,与5G网络进行通信。5G终端根据需求场景不同存在多种部署形态,包括5G工业路由器、5GCPE等,也可根据需求集成部分工业应用,比如数据采集等。
5G无线G终端的无线连接、物理层信号处理、无线G核心控制以及用户数据路由,主要由控制面(CP)与用户数据面(UP)组成,控制面(CP)基于服务化架构。负责5G用户开通、鉴权、计费、移动性管理、会话管理、QoS策略管理、切片等功能,用户数据面(UP)主要指UPF网元,负责用户数据路由、流量上报、QoS策略执行等功能。
工业内网:包括工厂内OT环网及IT网络,以及连接到内网的各种设备及IT/OT应用。5G作为统一无线G无线接入的工业设备,通过二层或三层连接,接入到内网。
5G为工业环境提供了网络布局可调整及布局的灵活性,以及以多种方式满足最终用户的基础设施。不同的需求导向引发了5G在工业领域部署的不同模式讨论及实践。从广义上讲,客户可以通过下图四种部署模式构建面向工业的5G专用网络。
RedCap大连接工业应用与上图模式一最为契合,基于运营商公共网络搭建的5G专网,通过“端到端”网络切片等技术为用户部署虚拟专网。一定程度上保障业务逻辑隔离,以及网络速率、时延、可靠性的优先级。适用于广域移动性业务场景,或者广域虚拟专网场景。模式一的5G控制面和用户面都在运营商公网的范畴,通过切片等技术实现资源预留以及SLA保障,这种模式比较适合于广域类业务,比如移动办公,远程监控等。由于该模式是全共享架构,其安全以及性能指标在满足超低延时、超高速率的精工行业的应用上仍待提升。
智慧工业典型产业技术主要包括工业控制、工业互联网、工业视觉、机器人及系统集成等,其中RedCap技术在中时延的工业控制及中速率要求的工业互联网能有较大的应用空间,提供5G轻量化低成本公用无线.工业控制
柔性生产意味着制造产线需要灵活地调整开云网址·(中国)官方网站,从而驱动端侧设备从有线走向无线。无论是少品种、多批量还是多品种、小批量离散制造,制造单元的无线化都会对柔性生产带来一定价值。
起重运输的少人化、无人化控制。起重运输行业具有一定的共性,工作环境危险或恶劣、工作重复性高、招工日益困难等因素驱动着起重运输向少人化无人化的远程控制方向发展,使远程控制驱动端侧设备无线化。
运动控制场景的无线化。工业应用领域一直在尝试用无线化技术来解决运动控制的线G演进技术的发展为运动控制的无线化带来较大可能。
趋势二:从传统的单元自动化控制系统向全流程、多工序的协同优化控制系统发展。实现高效的个性化定制、全局的实时动态优化。
边缘计算:工业互联网的核心是基于全面互联而形成数据驱动的智能,而边缘计算可以协同调度计算、存储、网络等资源,实现企业内各层数据的纵向集成及实时高效处理,充分释放数据价值。
工业数字孪生:工业数字孪生是多类数字化技术集成融合和创新应用,基于建模工具在数字空间构建起精准物理对象模型,再利用实时IoT数据驱动模型运转,进而通过数据与模型集成融合构建起综合决策能力,推动全业务流程闭环优化。
“平台+服务”:工业互联网作为推动数字经济发展快速发展的抓手,将进一步向区域产业集群规模化下沉。以“平台+服务”的方式提供工业互联网新技术、产品和解决方案的模式成为诸多园区数字化转型的首选。
趋势二:工业数字孪生深入发展。工业数字孪生技术通过在数字空间构建物理对象的精准模型,并利用实时数据驱动模型运转,实现数字空间与物理世界的双向映射和交互,显著提升工业数字孪生系统面对复杂经营环境的可用性,从而规模化支撑数字技术落地。
1.降低成本:RedCap通过简化5GNR的某些功能,如降低最大带宽、减少天线配置、控制最大调制阶数等,从而降低了设备的复杂性和成本。这使得更多的工业设备能够采用5G技术进行连接,不需要承受高昂的设备成本。
数字化改革浪潮下,网络通信及算力存储服务将作为各行各业发展的技术基石。国内运营商均具备完善的5G网络覆盖及算力和云存储服务,RedCap网络无需额外投入站点,通过升级现有基站,预计24年将实现RedCap县城以上区域连续覆盖。运营商目前进行布局网络演进,通过打造更优质的RedCap网络、提供更高性能的算力和存储服务,进一步促进智慧工业的发展。同时也建议采取以下措施,加快发展的进程:
1.提供定制化解决方案:根据智慧工业的具体需求,运营商可以提供基于RedCap技术的定制化解决方案,包括网络设备、应用程序等,以满足工业生产、监控、管理方面的需求。