5G的發展帶來的是物聯網的實現，AR的便利使用，當這些科技應用于工業時，智能制造的雛形也能夠被刻畫出來。那么5G技術是怎樣具體應用于工業的智能制造的呢?

　　智能制造的具體標準

　　首先，我們要了解一下智能制造的標準。工業和信息化部現開展2018年智能制造試點示范項目推薦工作，明確了2018年智能制造試點示范項目要素條件，下面讓我們來了解一下

　　1、車間/工廠的總體設計、工藝流程及布局均已建立數字化模型，并進行模擬仿真，實現規劃、生產、運營全流程數字化管理。

　　2、應用數字化三維設計與工藝技術進行產品、工藝設計與仿真，并通過物理檢測與試驗進行驗證與優化。建立產品數據管理系統(PDM)，實現產品設計、工藝數據的集成管理。

　　3、制造裝備數控化率超過70%，并實現高檔數控機床與工業機器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等關鍵技術裝備之間的信息互聯互通與集成。

　　4、建立生產過程數據采集和分析系統，實現生產進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態、物料傳送等生產現場數據自動上傳，并實現可視化管理。

　　5、建立車間制造執行系統(MES)，實現計劃、調度、質量、設備、生產、能效等管理功能。建立企業資源計劃系統(ERP)，實現供應鏈、物流、成本等企業經營管理功能。

　　6、建立工廠內部通信網絡架構，實現設計、工藝、制造、檢驗、物流等制造過程各環節之間，以及制造過程與制造執行系統(MES)和企業資源計劃系統(ERP)的信息互聯互通。

　　7、建有工業信息安全管理制度和技術防護體系，具備網絡防護、應急響應等信息安全保障能力。建有功能安全保護系統，采用全生命周期方法有效避免系統失效。

　　5G帶來的關鍵技術

　　在核心網方面，5G應該說很好地采用了NFV(網絡功能虛擬化)和SDN(軟件定義網絡)的理念，大部分是基于軟件和硬件分離的架構。在大家看起來都是服務器，在上面虛擬出很多不同的功能單元，從網絡功能設計來看，也更好地實現了控制和數據平面的分離。其次，在網絡架構方面，進一步向扁平化發展，過去2G、3G的四層，到4G已經變成三層，到5G更加簡潔，變成兩層，而且很多應用了移動邊緣計算。核心網標準重點落實像網絡切片、移動邊緣計算，確保端到端用戶的安全。

　　另外，5G技術的技術優勢還體現在毫米波、小基站、大規模天線、波束成形這幾大技術上。考慮到5G的先進性和經濟性兩個方面，5G網絡建設分為非獨立組網和獨立組網兩種模式。所謂獨立組網就是采用5G新的空口接入到5G新的核心網，端到端都是完整5G的標準。非獨立方式更多體現在核心網部分，也就是說，有些運營企業在初級階段仍然用4G核心網接入5G新的接口作為過渡以減少初期投資。

　　在推動物聯網落地過程中，比如eMBB能支撐起遠程視頻監控、視頻會議等高帶寬的應用場景;mMTC能滿足大量低功耗嵌入式終端的數據連接與傳輸需求。URLLC可以將網絡等待時間的目標壓低到1毫秒以下，以支撐工業自動化控制過程中系統和設備對數據傳輸的實時性的諸多指標和要求。

　　5G將支撐工業的智能制造

　　1.物聯網

　　隨著工廠智能化轉型的推進，物聯網作為連接人、機器和設備的關鍵支撐技術正受到企業的高度關注。這種需求在推動物聯網應用落地的同時，也極大的刺激了5G技術的發展。面對復雜的工業互聯需求，5G技術需要適應不同的工業場景，能滿足物聯網的絕大部分連接需求。因此，5G與物聯網是相輔相成的關系，物聯網應用落地依賴于5G提供不同場景的無線連接方案，而5G技術標準的成熟也需要物聯網應用需求的刺激和推動。

　　2.工業自動化控制

　　自動化控制是制造工廠中最基礎的應用，核心是閉環控制系統。在該系統的控制周期內每個傳感器進行連續測量，測量數據傳輸給控制器以設定執行器。典型的閉環控制過程周期低至ms級別，所以系統通信的時延需要達到ms級別甚至更低才能保證控制系統實現精確控制，同時對可靠性也有極高的要求。如果在生產過程中由于時延過長，或者控制信息在數據傳送時發生錯誤可能導致生產停機，會造成巨大的財務損失。5G可提供極低時延長、高可靠，海量連接的網絡，使得閉環控制應用通過無線網絡連接成為可能?；谌A為5G的實測能力：空口時延可到0.4ms，單小區下行速率達到20Gbps，小區最大可支持1000萬+連接數。由此可見，移動通信網絡中僅有5G網絡可滿足閉環控制對網絡的要求。

　　3.物流追蹤

　　在目前已成規模的機器對機器市場中，其應用將包括人員跟蹤和在途高價商品等。但(較)高連接成本限制了該市場的增長。預計5G將在深度覆蓋、低功耗和低成本(規模經濟)以及作為3GPP標準技術方面提供額外優勢。5G提供的改進將包括在廣泛產業中優化物流，提升工人安全和提高資產定位與跟蹤的效率，從而最小化成本。它還將擴展能力以實現動態跟蹤更廣泛的在途商品。隨著在線購物增多，資產跟蹤將變得更加重要。在物流方面，從倉庫管理到物流配送均需要廣覆蓋、深覆蓋、低功耗、大連接、低成本的連接技術。此外，虛擬工廠的端到端整合跨越產品的整個生命周期，要連接分布廣泛的已售出的商品，也需要低功耗、低成本和廣覆蓋的網絡，企業內部或企業之間的橫向集成也需要無所不在的網絡，5G網絡能很好的滿足這類需求。

　　4.工業AR

　　在未來智能工廠生產過程中，人將發揮更重要的作用。然而由于未來工廠具有高度的靈活性和多功能性，這將對工廠車間工作人員有更高的要求。為快速滿足新任務和生產活動的需求，增強現實AR將發揮很關鍵作用，在智能制造過程中可用于如下場景：如：監控流程和生產流程。生產任務分步指引，例如手動裝配過程指導;遠程專家業務支撐，例如遠程維護。在這些應用中，輔助AR設施需要最大程度具備靈活性和輕便性，以便維護工作高效開展。因此需要將設備信息處理功能上移到云端，AR設備僅僅具備連接和顯示的功能，AR設備和云端通過無線網絡連接。AR設備將通過網絡實時獲取必要的信息(例如，生產環境數據、生產設備數據、以及故障處理指導信息)。在這種場景下AR眼鏡的顯示內容必須與AR設備中攝像頭的運動同步，以避免視覺范圍失步現象。通常從視覺移動到AR圖像反應時間低于20ms，則會有較好的同步性，所以要求從攝像頭傳送數據到云端到AR顯示內容的云端回傳需要小于20mms，除去屏幕刷新和云端處理的時延，則需無線網絡的雙向傳輸時延在10ms內才能滿足實時性體驗的需求。而該時延要求，LTE網絡無法滿足。

　　5.云化機器人

　　在智能制造生產場景中，需要機器人有自組織和協同的能力來滿足柔性生產，這就帶來了機器人對云化的需求。和傳統的機器人相比，云化機器人需要通過網絡連接到云端的控制中心，基于超高計算能力的平臺，并通過大數據和人工智能對生產制造過程進行實時運算控制。通過云技術機器人將大量運算功能和數據存儲功能移到云端，這將大大降低機器人本身的硬件成本和功耗。并且為了滿足柔性制造的需求，機器人需要滿足可自由移動的要求。因此在機器人云化的過程中，需要無線通信網絡具備極低時延和高可靠的特征。5G網絡是云化機器人理想的通信網絡，是使能云化機器人的關鍵。5G切片網絡能夠為云化機器人應用提供端到端定制化的網絡支撐。5G網絡可以達到低至1ms的端到端通信時延，并且支持99.999%的連接可靠性，強大的網絡能力能夠極大滿足云化機器人對時延和可靠性的挑戰。

　　5G技術將實現了產品，員工和設備的一體化連接，在規范了企業治理的同時，也極大的提高了企業的生產效率，推動了企業的智能制造化道路。