如今，不斷變化的運營需求對數據密集型技術的要求越來越高。同時，現有的無線網絡協議並不完全適合提供現代製造商所需的一切。第五代蜂窩無線技術（5G）的日益部署將使製造商及其員工能夠迎接更具創造力的未來。

眾所周知，5G 將迎來更快的速度、更大的吞吐量和更低的延遲。新網絡規範還承諾更高的可靠性、延長連接設備的電池壽命並支持大規模設備連接。這些網絡特性不僅會結合起來改造當前的製造活動，而且5G 也將成為創新的催化劑。5G 將以多種方式賦予整個工廠的工人權力，幫助支持全球製造業的轉型升級。

本文將探索製造商如何看待5G 的功能以及他們計劃入戶充分利用5G 連接的獨特潛力。5G是定義下一代製造業的關鍵因素。在5G的幫助下，製造商將能夠更好地提高產品質量、優化工作流程並向內部成員和外部客戶提供新產品和服務。

因此，5G 和製造業的組合力量具有廣泛的意義。幾乎所有製造商都認為5G 連接對其業務的整體未來非常重要。至關重要的是，5G 技術部署到製造業的速度越快，製造商就越有競爭力；絕大多數受訪者表示，5G 部署的速度將對他們的全球競爭能力產生積極影響。製造商對5G 的採用率，以及他們可以通過這種變革性技術實現的目標，可能會越來越多地定義競爭格局，從而更廣泛地定義製造。

主要概況

製造商認為5G 連接對其業務的整體未來非常重要。

• 幾乎所有製造商(91%) 都認為5G 連接對其業務的整體未來非常重要，五分之三(61%) 的製造商表示這將是“極其重要的”。

製造商開始測試和實施5G 解決方案。

• 超過一半的製造商(56%) 報告說，到2021 年底，他們將在其設施內以一定容量測試或使用5G。
• 從長遠來看，大多數製造商可能會實施5G 技術。只有極少數的製造商(2%) 認為他們永遠不會實施5G 解決方案。

製造商認為5G 部署的速度對於全球競爭力很重要。

• 百分之九十 (91%) 的製造商表示5G 部署速度將對他們的全球競爭能力產生積極影響，近三分之二(62%) 表示這將產生“強烈的積極影響”。5G 將有助於確定未來十年的全球競爭力。

5G 可以幫助製造商適應COVID-19 大流行之後的挑戰。

• 絕大多數製造商認為5G 連接可以幫助他們適應與COVID-19 相關的挑戰。近百分之九十的製造商(88%) 表示5G 連接將允許工程師遠程排除故障。同等數量的製造商(87%) 還報告說，5G 支持的遠程可見性和監控將幫助他們適應COVID-19 危機。

5G 將幫助製造商採用現有的經營方式。

• 百分之九十的製造商認為，在其設施中使用5G 將有助於現有的經營方式(92%)，並將進一步推進現有流程(88%)。5G將推動新流程，為製造商創造新商機。
• 創建新流程和業務是5G 部署的一個特別重要的結果。除了製造商目前在其設施中所做的事情之外， 百分之九十的製造商還預計5G 的利用將導致新流程的創建(88%) 和新業務的創建(86%)。

5G 將有助於改變供應鍊和工廠運營。

• 製造商預計5G 將對工廠運營的許多方面產生重大影響。五分之四的製造商表示，5G 技術對其設施內的庫存跟踪(83%)、設施安全(81%) 以及倉儲和物流(81%) 非常重要。此外，四分之三的製造商表示5G 對檢查(76%) 和組裝(76%) 活動也很重要，十分之七的製造商表示包裝(72%) 和員工培訓(71%) 工作將從部署中受益5G到製造業。
• 製造商還報告說，5G 將影響車間的特定應用，包括設備監控(89%)、實時分析傳感器數據的安全程序(87%) 和員工安全(86%)。絕大多數製造商還報告說，5G 將幫助遠程分析以支持實時決策(84%)、基於狀態的遠程監控以進行預測性維護(84%)、資產跟踪(83%) 和預防性維護(82%) ）。

5G 將推動製造商節省成本。

• 幾乎所有製造商都希望將機器和設備與5G 無線連接的直接影響視為一定程度的成本節約(93%)。平均而言，製造商預計可節省大約38% 的成本。

5G 將提高機器和員工的生產力。

• 幾乎所有製造商都希望通過實施5G 來提高機器(94%) 和工人(93%) 的生產力。平均而言，製造商預計設備生產率將提高約42%，工人生產率將提高41%。

5G 有望改善依賴網絡連接的眾多製造活動。

• 與當前的連接技術相比，三分之二(65%) 的受訪製造商表示5G 在提高效率方面更勝一籌，超過一半的製造商認為5G 將提供更好的質量和服務(56%) 以及更大的靈活性(53%)。此外，五分之二的人認為5G 將是有利的，因為它與增強的安全性(45%) 和提高競爭力(41%) 有關，三分之一的人認為它將縮短交貨時間(35%) 和更低成本（32%）。
• 當被問及一系列製造活動時，製造商報告說，5G 將使所有活動都變得更加容易。值得注意的是，生產線的重新配置被認為是使用當前技術最困難的製造活動，當使用5G 技術時，預計將在“易用性”方面看到最大的改進。製造商還預計，5G 的利用將推動設備遠程控制、增強現實/虛擬現實(AR/VR) 應用的利用、移動機器人和自動引導車輛的利用以及自動化等方面的顯著改善。

製造商採用5G 的首要驅動力是在整個生產過程中進行質量控制監控的能力。

• 超過一半的製造商還報告稱，提高機器生產力(53%) 將推動5G 的採用。

為什麼5G 對製造商很重要？

製造商一直在尋找提高運營績效並在其流程中建立更大彈性的方法。一個有希望的潛力是5G 連接的擴展部署以及隨之而來的服務和機會，這些服務和機會將來自普遍和無處不在的連接。

重要的是要認識到5G 連接與其前身有著根本的不同。雖然命名約定可能表明5G 只是以前蜂窩網絡的線性擴展，但5G 是超越4G 的重要一步。人們普遍認為5G 將提供更好更快的移動寬帶，但僅此而已。實際上，蜂窩網絡技術的每一次迭代都具有獨特的特性和特性，因此迎來了全新的用例。5G 尤其如此。2G網絡提供海量移動語音通信。3G 網絡引入了基本的移動寬帶功能。4G 網絡支持移動流式傳輸圖形豐富的內容。每次迭代都連接了更廣泛、更多樣化的對象，並帶來了移動流量數據的指數級增長。

5G 具有獨特的屬性和屬性，這將定義其顛覆性特徵。其中包括高數據速率、更高的系統容量、減少的延遲和大規模的設備連接。商業5G 部署將擴大網絡可能性，超越任何以前的蜂窩網絡技術。5G 是一種技術範式轉變，而不僅僅是現有技術的延伸。

5G 的獨特特性將對製造業和工業經濟產生巨大影響。高數據量將使增強現實和虛擬現實能夠通過移動網絡傳遞，迎來8K 視頻功能並取代固定寬帶，這意味著可以在更多地方連接更多對象。低延遲支持任務關鍵型應用，例如遠程採礦、交通控制、全息圖和實時工廠控制。大規模設備連接將改變通過智能儀表、物流跟踪和智能生物識別等應用測量的方式和內容。5G 網絡的可靠和彈性特性將使無人駕駛車輛、實時控制移動機器人的能力以及無人機的更廣泛可靠性成為可能。

5G 標準的設計目標與以前的蜂窩網絡完全不同。5G 消除了以前網絡中存在的障礙，使其能夠提供以前不可能的新服務。

什麼是5G？

大約50 年前，在曼哈頓中城的一條街道上，摩托羅拉工程師Martin Cooper 打出了第一個蜂窩電話。雖然無線革命始於語音通信，但蜂窩網絡的每一次迭代都代表著一次飛躍，因為無線網絡已經適應了另一場決定性的技術革命：互聯網的興起。在這樣做的過程中，自那次關鍵電話呼叫以來的每一代主要無線技術都被定義為不斷提高的數據容量和可以通過蜂窩網絡提供的更廣泛的服務：

• 1G (1979)：語音通話
• 2G (1991)：數字語音、短信、撥號數據速度
• 3G (1998)：電子郵件、圖片、網絡
• 4G (2009)：流媒體視頻

5G 代表了無線通信的第五個重要里程碑。它帶來了許多功能，包括以下內容：

速度——5G 網絡可以以比4G 網絡高20 倍的速率達到峰值，未來可能會有更高的吞吐量。

延時——5G 網絡可以在不到10 毫秒的時間內發送“往返”數據（將數據發送到目的地並返回），未來這個數字可能會降至5 毫秒以下。

容量——5G 網絡可以從每平方英里數十萬個傳感器捕獲數據。

可靠——5G 網絡可以達到“五個九”（99.999%）的可靠性，使其成為任務關鍵型應用的絕佳選擇。

接力——即使設備以每小時數百公里的速度行駛，5G 網絡也可以無縫地相互傳遞數據，確保為高速應用提供強大的連接。

效率——通過5G 低功耗連接的遠程傳感器設備應用可以依靠電池供電運行近十年。

5G 提供三種主要類型的通信服務或用例：增強型移動寬帶服務(eMBB)、大規模機器類型通信(mMTC) 和超可靠、低延遲通信(URLLC)：

1. eMBB 改進了我們通常認為的以下方面：蜂窩服務：從智能手機、筆記本電腦或車輛等設備快速訪問數據，用於流視頻等應用。最初的5G 部署集中在這項服務上。
2. mMTC 為傳感器和其他智能設備等低功耗設備帶來了5G 支持，這些設備可能需要在現場或工廠中使用一次電池充電數年。它建立在對此類設備的LTE 標準支持之上。
3. URLLC 適用於需要非常靈敏的數據連接的設備（例如，在高速公路上尋求避免碰撞的兩輛自動駕駛汽車之間的通信）。5G NR（新無線電）支持URLLC。因此，它可以實現比LTE 更高的性能，是實現5G 全部潛力的關鍵。

5G 還經常與不是標準固有部分但具有高度互補性的舉措相關聯。一個這樣的例子是MEC（多路訪問，或移動邊緣計算）。MEC 旨在提高高帶寬、低延遲應用（例如，共享增強現實或基於雲的遊戲）的性能。

MEC 允許在邊緣進行更多處理，這意味著減少在執行數據密集型活動的過程中將數據從機器移動到雲並返回的需要。通過這種方式，製造商可以利用MEC 來減少某些應用程序的延遲，還可以優先處理關鍵任務數據。製造商將使用MEC 來控制機器人、無人機和其他需要低延遲、高可靠性、更高隱私和安全性的設備，因此它們的性能不會受到數據從機器到雲的往返時間的阻礙。 

由於我們處於5G 過渡的早期階段，我們可以與過去十年廣泛使用的早期4G 網絡進行一些比較：

• 與之前的4G 一樣，隨著標準的改進，4G 在過去幾年變得更快，5G 正在分階段推出，並且在未來幾年會變得更快。它的進步是由一個管理國際機構創建的版本定義的，該機構專注於涵蓋蜂窩標準演變的許多技術細節。第15 版定義了2019 年的初始5G 標準。第16 版和第17 版，專注於提高效率和電源管理等，於2020 年獲得批准，第18 版計劃於2021 年獲得批准。
• 此外，與4G 一樣，運營商需要一段時間才能實現廣泛覆蓋。儘管各國運營商自2019 年以來在建設網絡方面取得了良好進展，但我們可以預期2021 年及以後的覆蓋範圍和速度都會有所改善。即便如此，5G 被全球運營商採用的速度比4G 更快。
• 電信公司愛立信估計，到2020 年底，5G 覆蓋全球人口的15%，高於2019 年底的5%。此外，他們估計到2026 年這一比例將增長到60%，使5G 成為部署速度最快的移動通信歷史上的技術。
• 正如4G 網絡要求智能手機等設備具備4G 功能以充分利用網絡速度一樣，5G 網絡也是如此。2020 年，幾乎所有主要的美國智能手機製造商都發布了至少一款5G 智能手機。其他設備製造商也發布了支持5G 的筆記本電腦、平板電腦和熱點。5G 並不是最近看到重大更新或支持聲明的唯一無線網絡技術，儘管其他技術都專注於不同的解決方案和應用程序。它們包括以下內容：
• Wi-Fi 6e：與前幾代相比，Wi-Fi 6e 在速度和網絡擁塞管理方面代表了一代飛躍。然而，最近，該技術已擴展到一個新的頻段，該頻段提供的容量比以前頻段的總和還要多。雖然這應該會帶來我們迄今為止看到的最佳Wi-Fi 性能，但Wi-Fi 可以替代5G 的替代方案，因為5G 不可用。但是，它仍然專注於本地網絡，無法匹配範圍或設備密度容量的5G。
• 藍牙5.2：將智能手機與耳機和其他外圍設備連接起來的流行標準的最新版本將在能耗方面得到改善，並可用於短距離精確物體定位。
• UWB：與藍牙一樣，超寬帶可用於短距離精確目標定位。領先的智能手機製造商現在正在將UWB 集成到他們的智能手機中。這些短程技術與5G 高度互補，未來幾年應在智能手機和其他設備中得到廣泛支持。