5G“加不動”工業？
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圖片來源@視覺中國
文 | 紫金山科技
“5G+工業網際網路”融合創新專案已經超過1100個 。
這是在數月前的國內首屆5G+工業網際網路大會上，官方給出的一組資料。
如果延伸到2021年4月，在多方政策的支援以及電信運營商、ICT裝置商5G+的推動下，可能這個數字已經翻了一番不止。
但在5G+的光環下，一些傳統行業從業者有點沉不住氣了。
“那些公開場合講話、演講的例子，多多少少都有些光環在上面。可實際上，我們這種傳統鋼鐵企業，幾十年留下里的歷史問題很多，本來就沒形成體系化的互聯互通，而且各類裝置比較笨重，資訊保安防線也比較薄弱，所謂的數字化改造，還都是一些區域性環節上的嘗試，一些工控系統還多采用的是外資公司的系統，納入5G，打造工業網際網路，都還是很長一段時間需要對接和摸索的事。”
一位鋼鐵企業的技術人員與紫金山科技談及工業升級改造時，直言當下的5G+案例大多屬於“虛火”，“根本沒到各類宣傳製造出的那種繁榮的地步。”
01 標準和頻率：無形的圍欄？
工業，被視為最能體現5G高速率、低時延高可靠、大連線等幾大特性的行業領域，一直是三大運營商和裝置商們試水5G+的“前沿陣地”。
但在宣傳案例背後，當工廠、企業開始花費大量精力和金錢意圖把採購、生產、質檢、物流等各環節“全面改造一番”時，受限於標準和頻譜政策的5G，在技術能力和服務模式上開始顯出力不從心。
事實上，2018年6月凍結的5G SA獨立組網標準已經顯著增大了5G網路速率和容量，為其進入行業市場開啟大門，而2020年7月3GPP R16標準全面凍結，因其為5G+工業解鎖了更新的能力，又被視為5G在工業領域的敲門磚。
那真正能讓工業生產“變革”的技術能力，在釋出的R16標準中有多少？
工業網際網路專家、北京科技大學國家“萬人計劃”王健全教授在與紫金山科技談到這個問題時稱，3GPP R16標準中，的確對5G相關功能進行了增強和擴充套件，包括對5G橋接TSN 的架構及功能做了框架性定義，對高可靠低時延的uRLLC功能進行了增強，規劃了非公共網路NPN的部署方式，包括NR-U、NR定位、雙連線、載波聚合增強及UE節能等。
不過，5G要想從時延、容量、連線、定位精度等方面更適應工業複雜場景，還得依賴尚未頒佈的R17標準。
一方面是更有力的R17標準尚未釋出，另一方面是目前5G的實際進展還滯後於已釋出的標準。根據已公開的終端晶片廠商路標，較為全面其成熟的uRLLC終端晶片預計2021年底至2022年年中才能推出，而基於這方面的模組就又得滯後幾個月。
王健全教授坦言，“對於時延、抖動、穩定性要求高的場景，特別是工業製造的核心控制環節，現在的5G還無法滿足要求，這也是目前5G進入工業，還未能與生產製造核心流程真正掛鉤的技術原因。”
而包括王健全教授在內，還有其他被訪人也提到了5G+工業難推進在技術因素之外另一大原因，即商業模式，而商業模式又與我國現有的5G頻率政策息息相關。
如一位業內人士在2月份的MWC上海展期間與同行私下交流所說，中國5G+各行各業在國際上幾乎是案例最多的，但與“全球已經有37個國家/地區完成了基於5G/LTE的專用網路的頻譜分配及部署”相反的是，中國還沒給5G專網劃分出專門的頻譜。
“就像一個大操場，專業運動員沒有專門闢出的賽道，不得不和老百姓一起跑步。”
德國和日本都是2019年為5G專網劃分了特定的頻譜。德國規劃的3。7GHz-3。8GHz頻段和24。25GHz-27。5GHz頻段，已在這兩年分批次分配用於工業廠區、汽車企業、農林企業等建設5G企業專網。有資料統計，至2020年9月底，包括博世、寶馬等在內的幾十家企業已領到了74張區域5G頻譜許可，用來建5G獨立專網。
日本發放的2。575MHz-2。595MHz和28。2GHz-28。3GHz頻段，特別打上了“本地專用”的屬性，即本地5G頻率只可在本地專網中使用，全國性的運營商不可申請本地5G頻率。日本富士通、豐田、東京都政府都已獲得本地5G頻率許可，紛紛開始區域5G專網的建設。
美國、法國也都以不同的頻譜共享接入監管模式或獨立頻段專用的方式，用於工業企業建設私有專網。
在中國電信股份有限公司研究院的專家看來，這些國家的工業專網頻率分配，或多或少也給國內推進5G專網頻譜提供了啟示：一是與電信運營商的全國性5G公網頻譜相比，大部分專網頻譜都限定了使用區域範圍；二是可以透過監管機構二次授權的方式向企業分配專網頻譜。
在中國國內尚無5G專網頻譜的侷限下，與電信運營商合作成為了工業企業最主要的5G建網途徑，電信運營商也推出了網路切片和共建等不同合作方式。
網路切片，即運營商負責網路運營支撐，不需要企業部署本地化的網路硬體基礎裝置，適合對資料安全性要求不高的企業進行5G專網部署。
共建，即共享或租用運營商公網核心網，在企業園區內建設接入網以及下沉本地的核心網，但這對安全性要求極高的企業來說也存在風險。
無論採用哪一種方式，既有5G公網頻譜對於工業生產中各類複雜需求的限制，也有代建、代維、服務等各方面不菲的成本。
此前中國工業網際網路產業聯盟調研了汽車製造場景和電子資訊製造場景兩種典型工業場景下的頻譜需求，其中汽車製造工業場景的頻譜需求在200M-600M之間，當使用全向小區時，頻譜需求高達1800M；電子資訊製造工廠的頻譜需求則在60M-350M之間。
就像在本不寬裕的大操場，企業還要想辦法闢出自己的跑道。
而“不差錢”的大廠，更鐘意的方式則是依賴專用頻譜企業自建。
業內人士“天線圈圈”提及該問題時稱，雖然自建5G專網專網成本很高，但與運營商共建的方式，也意味著服務等方面需要一定的支出。像富士康這類有經驗、有能力的大廠，從安全性、物理隔離等要求出發，很可能更傾向於自建5G獨立專網。所以有技術有能力的車企、電子製造企業等，很多都傾向於自己建一個專網，除非這個企業是有廣域連線需求的（例如電網、車聯網），自己建網成本會很大。
02 徘徊在外圍的運營商
“在中國工業生產的自動化改造中，一個繼電器改造成功率開關管（IGBT）就花了近二十年，但是行動通訊這二十年已經從2G發展到5G。我們經常打趣說人們離婚很大的原因是因為一個人走得太遠，另一個人卻停留在原地導致兩者無法繼續有共同的語言。工業界需要的是穩定和不變化，而通訊業發展卻是不斷變革和快速迭代，如今5G和工業似乎就是這種境地。”
名為“賴振波”的知乎使用者這樣形容5G進入工業的“難”。
幾十年來，電信運營商的商業模式也導致其無法真正地與工業企業的複雜需求實現完美對接。
“工業生產、質檢環節開始引入大量機器人，5G網路可以代替有線網路實現資訊效率傳遞的大幅提升，且機器人有感測器資料採集，即需要大容量無線傳輸，下發的控制命令也需要在更可靠的網路上，以更低的時延到達目的方，所以，相比運營商更擅長的髮卡、套餐營銷、賣流量等，工業企需要的是一個很懂工業企業的中間服務商，從架構、資料平臺、AI大資料分析、資料連線和感測器到資料網路整合再到生產系統，實現數字化改造。”上述人士稱，這也是運營商與工業企業目前最大的隔閡。
此外，“天線圈圈”也提到，工業很多環節對上行資料頻寬要求極高，例如自動控制、高畫質攝像頭的實時監控等。
“其實電信運營商也提供了一些增強上行能力的技術，例如5G超級上行、上行專用幀結構等，一定程度上可以滿足工業企業的上行頻寬需求，但是這方面的產業鏈有待成熟，基站、終端、頻段都需要支援這類技術。”
這也涉及到對毫米波這類更高頻段的需求，不過目前既缺乏牌照支援，也缺乏完整產業鏈能力。
美的集團的一位人士還提到了5G模組的問題。“不說百萬級、千萬級，甚至上億的企業自建5G網路的成本，單從5G工業模組來看，價格也偏高。而且目前5G模組過多，電機裡無法騰出更多空間。”因此，該人士也呼籲模組廠商與三大運營商聯合推出更合理的解決方案。
這樣的現實，讓電信運營商一方面大力投入5G+，另一方面卻始終進入不到核心環節。
而且擺在5G+工業面前的還有另一個現實，即我國製造業中90%以上的企業屬於中小企業，這其中大部分企業現有的裝置，尚不具備智慧化數字化採集的能力，升級改造的資金與成本壓力很大，企業承受能力不足。
即便搞定10%的大企業，又如何服務這90%的中小製造業企業。
或許，考驗5G到底能不能全面+工業，就不僅僅是標準、頻譜、技術能力、中間服務商合作的問題了。
