2020年是5G元年,整个中国启动了大规模的5G建设,截止当前三大运营商中,中国移动5G基站数量达到56万、位居全球第一。中国信通院日前发布的《9月国内手机市场运行报告》(简称“报告”)显示,2021年1月至9月,国内市场手机总体出货量累计2.49亿部,其中,5G手机出货量1.83亿部,同比增长70.4%,占同期手机出货量的73.8%。

 

 

在5G布网和手机终端飞速发展的同时,却传出了一些对5G商用的不同意见。其中一种意见主要来自消费者,认为5G手机的成本和资费提升了,但用户体验相对于4G手机却没有大幅度的提升。另一种意见主要来自工业领域,认为5G技术对于制造业、工业应用的效率提升帮助不大,大部分的连接其实用4G+有线网络就可以解决。

 

针对2C和2B这两种意见,包括运营商和5G产业链上下游其实花费了大量的时间和精力来从各个角度来解答并解决相关问题,但很多用户因为不了解,加上有些一知半解的媒体跟风误导,所以对于5G技术商用还存在不少误解和偏见。

 

在近日广州举行的2021中国移动全球合作伙伴大会期间,紫光展锐举办了“2021年5G行业应用线上研讨会”,包括中国信通院5G应用创新中心副主任、5G产业方阵行业应用组主席杜加懂、中国移动上海产业研究院产品专家吴冰、京东物流5G智能物流架构师陈亚迷、新松机器人自动化股份有限公司中央研究院副总工程师李邦宇、海信集团技术总监庄侃、鼎桥物联网模组产品线总经理陶晗丰、紫光展锐首席技术专家(标准研究)潘振岗博士在内的诸多产业专家共聚,共同讨论了5G商用的几个重要议题,包括:5G的行业应用目前发展到了什么阶段?5G融合中存在哪些痛点或挑战?如何应对挑战,构建健康的发展的5G行业应用生态?

 

 

2021年5G行业应用线上研讨会嘉宾阵容

 

 5G应用落地现状,看行业用户怎么评价?

 

来自中国信通院的杜加懂首先分享了一组5G行业应用落地的数据:

 

2021年5G应用的案例数、项目数达到了1.2万个,5G应用渗透工业、农业、建筑、医疗等十多个行业。各类5G相关的网络、标准、芯片等行业标准也在积极的制订中。此外,今年“绽放杯”也举办了“5G通用产品赛道”,首批征集到了200多个产品参赛。

 

三大运营商也出现了一些上千万、甚至上亿元的5G应用合同,这都标志着5G在重点行业和重点领域的规模化、商业化落地。

 

中国移动上海产业研究院产品专家吴冰则重点介绍了中国移动的应用落地情况:

 

中国移动已在18个行业沉淀了100多个可落地的行业应用场景,共5000多个项目在做复制推广。“中国移动一直在推动5G深入千行百业,在项目孵化过程中不断思考5G能给行业客户带来什么样的价值,只有形成商业闭环,行业才能自发健康发展。在试点过程中,为了解决困扰行业的项目分散,终端成本居高不下问题,2021年7月中国移动启动最大规模的5G通用模组集中采购,通过聚沙成塔,形成规模效应最终降低用户部署成本。”吴冰表示。

 

如果运营商说的5G应用案例似乎看不到摸不着,那么我们来看看真正在用5G的行业用户是怎么评价5G商用的?

 

海信集团技术总监庄侃介绍了海信在“5G+工业互联网”上的应用情况。庄侃表示,5G组网的灵活性、低延时性和高通量网络切片,满足了工业对性能可靠和安全性的刚需需求。海信目前在工业制造领域主要有几个具体的5G落地场景:

 

包括AI视觉检测。通过AI深度学习和传统的视觉检测方法,部署在云边段、利用5G网络的“低延时、高稳定性”支撑“打包带”产品检测,能够满足生产节拍的要求、检测率达到99%多。在智能生产领域,针对冰箱的多个型号混产,将物料识别作为生产提效与质量控制的平衡点,利用5G网络实现了“MAS+PRS”相结合,指导物料挑捡和纠错,实现了“混产情况下”的柔性生产。

 

在生产线上,海信的工业互联网平台基于5G技术连接,实现了设备的自动校修、远程运维和日常行维护。基于“5G+工业互联网的”智能能源系统,海信,实现了能源数据自动采集和实时监控,对重点能耗设备进行了实时分析、在传统节能手段的基础上使能耗改善了7.9%。

 

未来,海信也在推广其它的相关运用,计划是在“质量检测、辅助装配自动化生产和作业、推送”等方面继续采用5G技术进行探索。

 

新松机器人自动化股份有限公司中央研究院副总工程师李邦宇则表示,5G对于机器人产业来说有很好的应用场景,特别是针对移动式机器人。5G也是业内率先在移动机器人上运营5G技术。比如挂网式巡检机器人。这类机器人搭载各种视觉传感器、三维激光传感器,用于整个场景建模。这种机器人的数据传输量非常大,因此需要利用5G这种“高带宽、低延迟”的特性。在短的时间内从机器人端传到“云”上或者传到远端。

 

京东物流5G智能物流架构师陈亚迷从物流角度来介绍5G技术在智能物流领域的应用场景。她表示,京东物流目前运营了38个大型“亚洲一号”智能物流园区,这些园区都覆盖了5G网络。早在2019年,京东就发布了中国首个5G智能物流园区,并且发布了5G智能物流园区的服务平台。当时是面向物流园区的人员、车辆、安防、能源等一系列的园区数字化运营,还有智能化的管理做了一个提升,充分利用了5G大带宽的能力,即:5G+IoT+AI。

 

其次,京东日前发布了“5G全连接智能仓”,结合物流仓储全流程的物流机器人应用,涉及到仓储从入库搬运、分拣到监控、到运维的运营场景。

 

第三,京东发布了行业首个5G物流应用指南,这个指南不仅仅是流通物流、也面向生产物流。京东对此提出了三大应用场景,分别包括面向园区的视觉应用,面向仓储机器人的自动化应用,面向自动驾驶+V2X的物流,包括:配送车、运输的相关应用。

 

除了上述提到的3类5G应用,京东未来还会针对工信部“5G扬帆计划”的第11个场景“5G+智能物流”,在智能园区、智能仓储、智能识别、智能机器人等方面,进行一系列的相关研发跟应用。

 

紫光展锐首席技术专家(标准研究)潘振岗博士则表示,从2019年开始紫光展锐就“大撒网”接触了几百个行业,针对大量的企业进行了技术交流和讨论。他认为目前某些行业在5G应用上走得较靠前,如物流、机器人等。他认为未来行业真正落地还需要一定时间。除此之外,他也提到业内某些大体量的公司出现类似“军团”的组合,目前已经明确了未来几个主攻方向。(PS:想了解紫光展锐展示的5G应用案例可以跳到文章末尾)

 

 5G应用落地的痛点与挑战

 

前面提到普通消费者和行业内人士对5G商用都存在不同程度的误读,除了对于某些资讯的了解不够清楚之外,5G应用本身目前确实还存在不少的痛点与挑战。

 

第一个普遍的痛点是5G成本偏高。

 

京东物流5G智能物流架构师陈亚迷表示,物流行业是一个毛利很低的行业、人口密集度也比较大、工序也比较碎片化,如果要上5G应用,需要有更充分的数据来证明投入产出比。她表示,目前的运营商仍然在拿“ToC”的网络结构和设施,来服务“ToB”的需求。而作为行业用户,在成本上其实比ToC用户会更加的敏感,需要进一步控制5G的成本。

 

陈亚迷表示,以物流行业为例,目前物流信息化的水平本身就不高,而5G“ToB”服务还不标准化,另外行业用户普遍需要定制化的产品。京东物流目前与展锐、电信在CCSA做了一个智能仓的一个标准化立项,希望推动5G网络、终端的标准化,同时实现开放可编排的灵活性,包括:对网络的保障、对网络的使用,有一个更高的保障性跟灵活性。

 

新松机器人自动化股份有限公司中央研究院副总工程师李邦宇也提到了成本问题。他表示,制造业本身利润率比较低,所以对成本的要求还是比较苛刻的。他提到5G目前的成本分为硬件成本和资费两类,硬件成本包括5G的模组、CPE或者是固件网络,相比硬件他更关注5G资费。涉及到机器人的具体应用,比如传输大数据的高清视频,如果都采用5G资费,成本可能会非常高。

 

海信集团技术总监庄侃则提到了很多企业的园区,如果专门投入一个5G专网MEC,成本非常高,而海信的园区非常多。

 

紫光展锐首席技术专家(标准研究)潘振岗博士对于5G的“投入产出比”问题,发表了自己的观点。他认为5G取代4G或者有线连接,确实会增加成本,但是5G带来的柔性、灵活度的增量,实际上是大大超过“成本”本身的。当然,这种成本的受益需要经过一定的计算,比如整体的系统成本的降低。如果仅仅是简单粗暴的进行5G替代,那这个问题确实是无解的。

 

中国信通院的杜加懂则解释了为什么5G终端和网络设备成本高的原因。首先是因为传统的“ToC”网络和终端没办法适应“ToB”的要求。“ToC”的固网模式都是集中型的,都是在集中布放。比如:MEC是在以省市为单位布放的,所以价格就显得不是那么贵。但是如果MEC只针对企业单独布放,比如海信企业园区的这种情况,从功能、性能、容量来说就显得特别的“大”,海信一家也用不了这么多功能和性能。要解决这一问题,需要对设备进行定制化和轻量化的改造。一方面,MEC设备需要和企业原有的业务系统进行互联互通,实现真正融合;另一方面,原有的承载百万级日处理能力的MEC,需要针对行业进行削减,可能十万级就足够了。

 

第二个原因,行业终端之所以成本高,是因为市场比较分散。相对于手机这样的集中型市场,5G行业终端面临的是碎片化的需求,每个行业的终端都有定制化需求,对于具体的模组、芯片等硬件都会有差异化。这样一来,传统的面向“ToC”这种规模化铺货思路和整个推广方式就不合适了。

 

要降低成本,需要解决定制化、高成本和整个高研发的难题,让行业终端研发成本能够降到最低。目前3PP正在进行5G精简化芯片标准的制订,但是轻量化芯片也面临着需要规模化的市场的问题。目前终端和模组工作组在针对芯片或模组的功能进行分类,未来可能会针对不同领域以资源共享的方式,帮助客户降低终端成本,促进终端生态的繁荣。

 

杜加懂表示,目前5G行业应用落地整体还处在探索阶段,已经梳理出来的可复制的场景,包括“5G+机器识别、5G+AGV物流、5G+数据采集/工厂远程控制”等等,但还有大量的无法规模化复制的个性化应用场景,都需要定制化。因为需要定制,无法批量,所以成本也下不来。这也是摆在产业界面前的一大难题,需要更多的跨界合作来保证方案的研发和落地。

 

中国移动上海产业研究院产品专家吴冰表示,5G可以提供多维度的强大能力,但不同的行业对性能的需求也有不同的选择,中国移动推动行业伙伴贴合实际场景需求,提供性能和成本折中的选择,并联合合作伙伴进行授时,TSN等新场景的端到端验证,另一方面我们推动技术创新,通过数字孪生等手段对终端网络业务状态进行可视化呈现,开展预测性维护,满足行业用户对“可管、可控,安全”的高质量运维要求,让行业客户放心使用5G网络。

 

第二个普遍的痛点是5G的技术本身还面临挑战

 

目前普遍认为,5G在一些移动场景上应用较多,如AGV、仓储物流、柔性管线等;但在一些固定场景,它的方便性就不如有线。

中国移动上海产业研究院产品专家吴冰表示,从通信和行业的融合角度看,B端行业用户对通信网络的能力要求明显和C端消费类客户存在差异,除了吞吐率外还关注包括授时,抖动、时延等性能指标。我们在上海,成都,苏州,雄安都布局了产业研究院,并与集团研究院,信通院,5G应用产业方阵深度协同,搭建桥梁,努力推动5G通信与行业的深度融合。

 

紫光展锐首席技术专家(标准研究)潘振岗博士表示,其实业界对于5G技术的诟病,有一部分原因来自于5GR15标准的基础能力不足,到了R16才开始给出一个比较明确的定位和规范。虽然R15做了一些基础的能力,比如URLLC,或者MMTC,但是这些能力被NB-IOT分流了。比如URLLC增强的一些技术,包括终端的节能、网络切片等。随着3GPPR16的冻结,更多行业关注的创新技术将不断的从理论走向实践。包括:TSN、5GLAN、高清度授时。这些功能具体应用到不同的客户身上还需要小步快跑、不停的迭代,不可能一步到位。这些都有赖于上下游合作伙伴通过合作开放的态度,真诚的交流,快速将碎片化需求集中起来,推动规模化上量。

 

第三个痛点是产业生态不够成熟

 

中国信通院的杜加懂举了两个例子,一个做AR/VR的合作方通过5G抓取贴在身上的柔性传感器,就可以实现动作捕捉,实现一些泛娱乐功能,比如远程虚拟参与一场乒乓球赛。另一个例子是石油勘探,通过制造认为的地震,使用庞大数量的传感器来收集震动数据,这对于5G技术来说是一个非常典型的比较好的应用。他表示,只有整个5G产业链能够深度的融合。前端、后端都能够了解到互相和对方所能够提供的特长、所能够运用到的一些应用和技术,这样才能够把整个5G产业链带动起来。“5G到“ToB”的时候是一个融合的产业,任何一个产业都无法承担这样的一个历史职责,所以大家相互之间的合作和共同来做研究和产业生态的构建,将会是未来的一个必行的道路。”

 

鼎桥物联网模组产品线总经理陶晗丰就表示,希望上下游能够一起在一个共同的联创平台上进行合作。他认为只有相互之间“你中有我、我中有你”真正落实到具体的项目当中去进行合作、进行联创,才能够真正把生态做起来。他表示,目前鼎桥与紫光展锐这样的上游合作伙伴加强合作,借助各行各业的行业用户对垂直领域的理解,来共同实现联合创新。这些创新包括:1.芯片级和操作系统级自主可控相关的联合创新。

 

2.用户设备接入安全性上的一些联合创新。3.用户设备接入以后的管理性联合创新。4.网络与IoT设备连接的性能上的提升。

 

 核心能力提供者,展锐如何助力5G应用推广?

 

作为全球仅有的五家5G基带芯片厂商之一,紫光展锐的定位不仅是优质的芯片供应商,同时还是面向未来5G行业的底层能力的供应商。

 

一方面,展锐花费了很多时间拉通了技术、生命周期不同环节,从5G技术标准的制订开始,展锐参与了5G场频的快速迭代,以及行业标准的制订和规范。

 

另一方面,为了更好的服务于客户,展锐提供了聚集产业链共性的UOB平台,能够把下游行业需求提前纳入。针对一些需求进行参数定制和裁剪,以达到模组和设备的成本最优。据介绍,在此次中移动的5G终端设备集采中,一共有大概11个厂家22款模组参加,展锐平台有4个厂家一共6款,合计拿到40%以上的份额。目前,搭载展锐5G芯片V510的5GCPE设备,已经在海内外市场量产商用;业界主流模组厂商都已经基于展锐5G芯片推出多款5G模组,它们均已被应用到各种形态的5G行业终端上,为多种多样的行业场景带来5G技术变革。

 

 

搭载展锐唐古拉V510芯片平台的5G数据终端与模组

 

通过在技术侧、平台侧的完善布局,展锐已经为5G赋能千行百业做好了准备。目前,展锐已携手行业伙伴,商用落地了超百款行业终端应用案例,让5G技术赋能智慧医疗、智慧物流、智慧电力、智慧采矿、智慧交通、智能制造、智能园区等千行百业的智能化转型。

 

 总结与展望

 

综合上述运营商、产业界以及芯片商代表的发言,可以大概了解5G行业应用目前的现状与痛点。

 

总结起来主要是:已经开始有一些行业应用开始商业落地,但面临成本高、标准化程度低、R16标准特性尚未展现、网络和设备没有专门针对行业应用进行适配等痛点。

 

笔者认为,而要推动5G技术的应用于普及,一方面离不开紫光展锐这样的基础能力提供商的支持,另一方面也有赖于运营商和政府相关部门的智慧,如何通过资金、政策上的支持来进一步推动产业生态的成熟和发展。

 

总体来看,道路是曲折的,前途是光明的,产业界都已经意识到了这些问题,并且正在积极改进。笔者相信,5G商业落地的突破口一定会在工业制造业领域,而现在才是刚刚开始。

 

 紫光展锐5G应用案例分享

 

5G+智慧医疗:

展锐与海南联通、联通物联网有限公司等单位共同申报的5G应用创新方案“5G智慧医疗点亮海南健康岛”,在“2021世界5G大会5G应用设计揭榜赛”中荣获5G应用设计大赛一等奖和最具投资价值奖,并荣获第四届“绽放杯”5G应用征集大赛行业虚拟专网一等奖。

 

 

“5G智慧医疗点亮海南健康岛”,作为全国首个基于5G技术、覆盖全省所有基层机构的远程诊断信息化项目,围绕远程会诊、智慧分级诊疗、智慧医院、急救系统场景开展5G智慧应用。

 

5G+飞机智造:

 

 

民用飞机制造是制造业皇冠上的“明珠”,在零件管理、装配进度、精准定位和数据传输等方面都有着近乎严苛的要求。展锐利用5G优势,结合飞机的设计研发、生产制造、试验试飞、运营支持等诸多流程,协助上海商飞完成了“5G智慧工厂”改造,实现了数据的实时传输与共享,极大地提升国产大飞机品质和竞争力。

 

智慧工厂是智能制造的关键载体。智慧工厂通过大数据、物联网等技术加强信息管理和服务,进而制定并安排合理有效的生产计划和策略。在传统的大型企业生产中,经常涉及到跨工厂、跨地域的设备维护、远程问题定位等场景问题,而针对这些典型场景,此前的WiFi和4G网络无法满足工业生产对于大带宽、低时延、海量连接等网络需求。因此,智慧工厂被认为是5G技术的重要应用场景之一。

 

广和通基于展锐5G芯片V510推出5G模组,同时联合深圳宏电推出了5G工业网关,利用5G网络无缝连接生产设备,进一步打通设计、采购、仓储、物流等环节,满足工业环境下的设备互联和远程交互需求。通过5G连接工厂设备,提供高性能、高速率、高可靠、低时延5G网络,将工厂现场数据实时传输到后端运维管理平台,构建以连接工厂内外的人和机器为中心的全方位信息系统,可远程进行设备维护和问题定位,实现生产资源按需分配、个性化生产。

 

5G智慧仓储

 

5G无人仓作为物流的重要组成,也是工业智能设备最为广泛的应用领域之一。随着物流产业的迅猛发展,为了提高效率、降低成本,各类智能仓储设备应运而生,物流仓储对智能设备之间、设备与系统之间的通信要求也越来越高,5G技术为物流仓储升级改造带来了新机遇。

 

然而,传统无人仓方案存在诸多痛点:设备体积过大、与AGV小车等设备集成难、通信稳定性差,以及频谱干扰、漫游切换时业务中断、通信延时不稳定、鉴权加密弱安全、AP安装密集和维护困难。

 

 

5G智能无人仓采用仓储大脑和业务云化部署、边缘计算平台、5G定制专网、5G芯片模组与终端深度融合等手段,实现了商品的入库存储、搬运、分拣等全流程无人化管理和操作。该5G应用项目具备创新性和行业领先性,可面向全行业复制推广,荣获第四届“绽放杯”5G应用征集大赛工业互联网二等奖。

 

终端设备内置基于紫光展锐5G芯片V510的模组,实现了仓储全场景下智能设备与系统的互联互通,提升了规模化机器人的协同工作效率以及智能无人仓的综合竞争力。其中,物品分拣效率比传统方式提高8倍、分拣准确率高达99.99%、人效提升3倍以上、整体投入成本降低60%以上。

 

5G智慧物流园

 

物流园区作为物流中心枢纽,聚集了物流场地、人员、车辆等核心资产,智能化市场高达万亿规模。然而,传统物流园存在诸多亟待改善的痛点:一是无法实时监控各资产的工作状态;二是各设备系统尚未实现互联互通,不能满足系统化协同工作;三是大大小小的流程管理和决策仍需要人工介入,处于传统式的被动管理模式。

 

 

紫光展锐和京东物流联合提出的“5G加持数字孪生可扩展一体化架构”方案,针对园区人员、车辆、场站、生产、安全等运营管理问题提出了系统性解决方案。该方案采用基于展锐5G芯片的定制化模组以及高性能CPE,结合5G、边缘云计算、大数据、AI等技术构建了共享、智能、开放的数字孪生平台。该5G行业应用项目荣获第四届“绽放杯”5G应用征集大赛智慧园区一等奖

 

物流园区的数字孪生,一方面通过实现实时智能监控提高了智能决策的能力,另一方面通过“跨设备、跨系统、跨流程”的孪生一体化和决策控制一体化,使园区完成从“被动型传统管理”到“主动型智能管理”的巨大转型。

 

5G+智慧电力

 

5G技术应用在电力领域,会给社会生活带来怎样的价值?

 

以电网配电为例,在以往传统电力配网方案下,会遇到一有故障就全线停电,停电范围大,故障定位难和供电恢复耗时长等问题。具有低延时特性的5G技术被应用在电力领域,能在故障发生的第一时间做出判断,几十毫秒内对故障进行自动隔离,大幅降低配网故障的供电恢复时间,真正实现停电“零感知”,用户甚至感受不到故障存在,极大提升供电服务水平和配网管理效率。

 

传统配电网需要电网公司自建光纤通信设施,而光纤通信在配电网领域建设总量大,成本高,不易维护且不适于大规模部署。5G技术可以让无线连接完全替代传统的有线光纤连接,赋能电网配电系统。5G网络无需电网公司自建,大大节省投入成本;同时5G的低时延、高可靠特性,可以充分满足电力配网线路差动保护的精准授时等网络需求,实现电网数字化升级。

 

 

电力系统的差动保护、自动化、安全稳定控制系统、能力管理系统和生产信息管理系统等,均需要统一的时间基准来满足事件顺序记录(SOE)、故障录波和实时数据采集的时间一致性,以确保线路故障测距、相量和功角动态监测、机组和电网参数校验的准确。

 

鼎桥通信基于紫光展锐5G芯片V510推出5G行业CPE/DTU,支持1μs级别的精准授时,能够为电力配网差动保护等众多场景提供重要支撑;实现用无线方式承载差动保护控制以及空口授时,代替现有自建光纤连接以及B码时钟源,满足B码授时<10μs的授时精度要求。

 

5G+智慧采矿

 

安全生产是采矿行业的第一要务。针对井下生产环境中高瓦斯、高煤尘、水害渗水等特殊问题,工人井下工作时间长、劳动强度大等问题,以及传统采矿业全程人工作业、人工值守、井下设备和人无法互联互通、无法精准定位等技术痛点,5G技术为改善劳动生产环境、监控生产作业安全、提升采矿效益等方面,提供了智慧解决方案。

 

 

海信基于展锐5G芯片V510推出了5G模组和5GDTU,赋能多个应用场景,打造智慧采矿数字化解决方案。该方案可实现无人巡检、智能掘进、设备和人员精准定位、数据实时上报、作业实时监控等,在降低18%设备故障率的同时,也让矿井作业更安全,管理更智能,并给采矿企业带来明显效益提升。

 

接下来,展锐将继续与行业伙伴一起,推动更丰富的行业终端创新以及行业解决方案创新、用5G技术赋能千行百业,加速推动5GtoB普及,助力5G扬帆新蓝海。