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科技洞察 丨 深入科技行业最前沿 近期，“新基建”支持政策，为这次疫情后的经济复苏打了一阵强心剂。20天内，中央级别的政府会议4次提及“新基建”，频率可谓史无前例。 2009年的4万亿计划，大部分是“铁公鸡”项目，是铁路、公路和基建。而这次新基建和以往不同，包括了7个领域：5G、工业互联网、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车和充电桩、大数据中心、人工智能。 据《21世纪经济报道》，13个省区发布了2020重点项目投资清单，共计34亿元。而加总报道明确列出投资金额数据的8省市的投资之后，总额是22亿元。不管是34万亿还是22万亿，体量都比2009年的“铁公鸡”4万亿大很多。 在这次新基建项目中，5G网络是重中之重。但我们今天的话题不是不切实际的5G畅想，而是分析真实落地的5G应用。从这些真实的应用案例中，能够帮助我们判断5G未来的发展趋势。 你一定有这样的感觉，5G的大规模普及似乎还很遥远。2019年推出了第一批5G网络服务，还出现了眼光缭乱的5G手机。但是你肯定注意到了，尽管社会各界都在畅想5G的速度、便利性等种种优势，但是它带给我们生活的改变还不明显。 其实，2020年是5G技术非常关键的一年。消费端客户的公共5G网络还需要时间来建设5G基础设施，比如5G基站。但是我们认为，从“第一批受益的客户”角度来看，第一批5G真正的受益者，可能不是普通消费者，而是以制造企业为主的工业企业。 与人人可以使用的公共网络不同，为这些工业企业服务的5G技术，就是私有5G网络（Private 5G networks）。为这些制造工厂服务的私有5G网络已经在建设的路上了，而且它来得比你想象得快。 丨私有5G网络，来得比你想象得更快 在《王煜全·5G投资与商业机会报告》中介绍过，5G的三个特点：更大的网络带宽、更快的响应速度、更多的接入设备。然而，有的工厂并不是对三者都同时需求，比如有的可能需要非常多的设备接入，但是不需要很快的相应速度；有的需要很快的响应速度，又不太需要非常大的带宽。私有5G网络提供了企业定制化网络的自由度，可以根据使用场所、工作类型提供不同的配置。  除此之外，企业还可以获得对5G网络前所未有的控制权：决定哪些用户或者设备能够接入自己的私有5G网络，决定网络的时间段，根据不同位置分配不同的“网络切片”。由于是自己私有的，可以在专用的频谱上运行，完全不同担心有第三方使用导致的网络水平变化的风险。更何况，私有5G网络在隐私和安全方面都有明显的优势。 每一代网络都会出台相应的一系列的标准。将于2020年6月颁布的标准：5G Release 16，就提出了私有5G网络针对工业环境设计的新性能（而2019年投入商业运营的各种5G网络均基于Release 15标准）。 如果5G Release 16顺利实施，除了以上介绍的三个特点，还会把5G网络进一步提升到新的高度： - 首先提出支持未经许可的网络，也就是说公司可以部署不在许可范围内的频谱了。 - 可靠度达到工业标准。六个9级别的可靠率，意思是一年只停机5分钟。 - 在有金属障碍物的环境中工作。如果一个起重机或传送带，阻塞了5G信号，那么还可以通过另一条路径传输数据。 - 海量设备接入。一个面积100,000平方米的工厂来说，这意味着5G能够接入100,000台设备，而4G只能接入1万台设备。在巴斯夫位于德国路德维希港的主要生产设施中，联网的传感器和设备数量达到600,000个，此外，该公司还计划将传感器和设备数量增加到10倍以上。 更值得期待的是未来的5G Release 17标准，这个标准会将重点关注在市场更广阔的应用服务，比如在21世纪20年代中期实现5G直播。 巴斯夫位于德国路德维希港的工厂 根据Deloitte的最新报告，未来5年，私有5G网络将有三大类用户，每一类都占据约三分之一的私有5G网络市场。 第一类是港口、机场和物流中心。比如，海港有大量的机械设备需要连接到网络，但还需要跟踪数百台叉车以及上千名员工。 在这类工业应用场景中，LTE网络通常是这类场景中比较常用的技术之一。中国洋山港采用LTE网络来管理自动导引车车队(AGV)，在英国，Ocado部署私有LTE网络，并通过物流中心操控1,000个快速移动的机器人在线处理订单。诺基亚曾使用LTE网络 (4.9G)帮助旗下某基站工厂实现自动化生产。LTE网络更像是5G技术到来前夕的过渡性技术，毕竟5G成本更低，优势也更明显。 英国Ocado部署的快速移动机器人 第二类私有5G网络的应用场景是工厂。现在很多工厂的机器设备都是固定在一个位置上不动的，比如机械臂。因此，大多数工厂都使用了有线网络的方式。但是这带来的一个弊端就是不方便调整生产线，如果需要重新调整生产线来满足客户需求，就需要花费大量的时间和财力。在未来，企业将会引入越来越多可移动的设备，以提高工厂的生产效率和柔性制造，这些移动的设备需要连接无线网络，从而催生出对私有5G网络的需求。 第三类是绿地项目建设。建设一个新的园区需要部署各种各样的 电线、以太网网线、光纤网线以及WiFi设备等环节。在未来，5G网络能够简化这些流程，直接跳过有线网络的安装和调试。5G 网络可以在几天之内完成部署，为大型活动提供支持。 丨5G的工业应用 《王煜全·5G投资与商业机会报告》中介绍过5G技术的5个层次。 第一层是技术能力层，强调的是5G技术本身的进步；第二层和第三层是应用支持层和应用能力层，5G技术本身不能给我们带来业务，而需要把它转化成能够支撑业务的能力。 最主要的是第四层：业务层。也就是说利用这些应用能把它们巧妙地组合起来，使得你能够满足用户的需求，这些需求才能够给我们带来业务收入。这种时候，一个业务才能够完整地构建起来。 我们这次主要探讨的就是最精彩的第四层：业务层。这次私有5G网络将会给我们带来哪些新的应用、新的业务呢？其实，已经有大量的企业、基建已经开始应用5G技术了。科技趋势本身的特点是，最初的时候是零散的、看似互不相连，起初存在于小众视野，随后会向主流扩散。注意，就这次私有5G网络的应用来看，这早已不是畅想或者预测，而是正在发生的趋势。 5G用于远程控制 5G技术高传输速率、低延迟的特点，已经在远程控制中得到应用。一家英国小型农场计划利用5G技术，打造一个自动化农场，拖拉机、无人机都将用于农场，用来播种、耕种和收割庄稼，在地面上部署的大量传感器，实时监测数据进行分析。 根据NTT Docomo，一家日本公司也利用5G，帮助坐东京办公室办公的司机，远程操控数十公里之外的建筑工地上的机械挖掘机。这样就算是遭遇恶劣天气状况，司机也能操控挖掘机了。 5G用于产能提升 对于制造型工业企业来说，5G能够大大提升生产效率。英国Worcester Bosch的一项试验中发现，私有5G网络能够将生产效率提高2%，是预期效果的两倍。2%的提升相当于英国过去10年的平均生产效率增幅。 爱立信的一家位于南京的IoT工厂，正在利用5G技术自动维护上千把高精度螺丝刀。这种工业级螺丝刀的成本为一个1500美元，需要经常性维护和校准。过去，工人需要手动校准和润滑螺丝刀，并通过手写来记录每一次的维修时间。爱立信为这批螺丝刀安装了实时的运动传感器，每隔8小时，就会自动记录螺丝刀的使用次数，把每年的人力工作量减少了50%以上。 安装了运动传感器的螺丝刀 5G用于柔性制造 所谓柔性制造，就是迅速调整生产线来适应不同生产需求的能力。对于制造企业来说，每次对生产线的调整就是一项复杂且耗费时间的任务。大量的机械设备和传感器都是常年不会移动的，网络的部署是其中必不可少的环节。比如前面提到的传感器和设备数量达到600,000个的巴斯夫德国工厂，而这个数字在未来几年还会增加10倍。 5G技术对于制造企业来说非常重要，即使有海量的设备接入，不断移动的设备也能随时保持联网。这为制造工厂带来了前所未有的便利，他们能根据客户的要求，不断调整生产线，从而满足不同的客户要求，甚至是实现个性化制造。 Bosch Rexroth的工厂在5G技术应用于柔性制造已经走在前沿了。作为全球知名的传动与控制技术供应商之一，Bosch Rexroth在继北京、无锡之后，于2019年在西安投入了约4亿人民币建厂。这家西安的工厂被称之为“未来工厂”（factory of the future），只有四周的墙、地板和天花板是固定不动的。其余的机器、通讯通路、人员协作方式统统都可以进行改造。装配线是模块化的，制造设备通过5G相互连接，可以自由移动，随时进行重新调整，从而形成新的生产线。  Bosch Rexroth的“未来工厂”丨图片来源：Bosch Rexroth 丨技术创新总是在企业级应用率先突破 大部分新技术的应用普及都需要一个落地的过程。在没有交换机时代，一家公司的员工不管是打给公司内部同事还是打给外面，电话信号会都离开公司大楼，达到运营商总部的转接中心，然后再把电话信号发回来。虽然公共电话网络为普通人带来了便利，但是对企业用户来说，这种方式成本高且效率极低。 上世纪70年代，一个适合公司内部使用的方案出现了，那就是专用交换机(PBX，Private Branch Exchange)。它形成了一个私有电话网络，电话信号不用离开公司大楼，企业内部员工都有一个分机号码，只有在拨打外部电话的时候才会连接到公共网络。 在PBX诞生的初期，几乎每家美国的公司都会委托运营商安装和使用PBX服务。几十年后，公司开始自己拥有PBX了。到1988年，美国PBX市场每年新增约500万根电话线。1997年，随着互联网协议专用交换机(IPPBX)技术的出现，功能增加而成本进一步降低。它被广泛地运用在企业办公机构中，极大地提高了企业的办事效率。通过这种技术，企业集团能够建立分布在全球各地办公地点和员工的统一话音和数据网络。 今天的5G技术也很有可能沿着类似的轨迹发展。 私有5G网络最早就像语音电话一样，先在企业内部搭建和使用。大量的数据会传送到云端进行AI计算，或者企业需要在不同地区、甚至不同国家的分公司进行数据传输，所以内部的网络也需要与外部网络连接，从而形成一个全球分布式的传输网络。跟语音电话一样，企业早期可能会交给运营商来管理和维护，未来企业或制造工厂可以实现自主运营。 随着越来越多的公司开始利用5G，这个产业生态也会被带动起来，比如我们提到的应用支持平台会兴起，成为未来细分领域的专业运营商。做服务支持、做业务支持的公司也能找到新的突破口来拓展业务。5G的应用也将从制造企业的私有5G应用转向更大规模的市场应用。5G将不仅仅是技术上的突破，更是一股重塑产业、改变社会的强大力量。 |
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