武漢市江夏區的藏龍島，盡管距離人們熟悉的光谷很遠，但與喧鬧的核心商圈不同，這里四面環湖，綠樹成蔭，風景優美。

　　中國信科虹信通信天饋生產基地正坐落在這里，它也是華中地區規模最大的無線產品制造基地。

　　今年4月，中國第一條5G智能生產線正式在這里啟動。

（圖片來源網絡）

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　　一個人、4分鐘、一件5G天線

　　八月，酷熱難耐，不過一進入車間，二十多度的室溫讓人立感清涼。

　　目前，工廠的一樓車間仍然負責4G天線生產。除了車間頂部懸掛著的5G信號的標識，這里和筆者參觀過的其他制造工廠，并沒有太大區別：

　　幾乎每道工序都需要數名身著工服的工人，除了最后的包裝環節——在車間的另一邊，一臺安川電機的機械臂安靜地站在鐵籠子里，隨時待命。

　　虹信的工作人員告訴我們，4G天線生產過程的非標性比較高，也需要更多的人工。將這類生產線改造成5G智能生產線，也并非不可行，只是面對動輒數百萬的改造投入，每個公司都會三思而行。

　　二樓車間經改造后，成為中國第一條5G智能生產線所在地。目前，這條生產線主要用于5G天線的生產。5G天線，是5G設備的一個核心部件，本質上是一種能量轉換器，主要放在室內和室外基站當中。

　　5G到底能給哪些行業帶來什么樣的利好，仍然不明確，但對5G基礎設施的生產，比如天線、基站來說，這種利好幾乎是明確的。據說，相關市場規模應該有萬億級別。

　　一位在某運營商的員工曾告訴機器之心，4G時代，單幅天線的價格大概在2000元左右，5G天線的價格可能飆升到7000多，因為你沒辦法向過去一樣單買天線，

　　“5G天線是有源天線，處理單元和天線被綁到一起了。”

　　盡管運營商們的4G投入還沒回本，5G的投入翻倍甚至更多，“你知道5G有多耗電?!光電費每年就要花去1個億，”但是，“咬著牙也得繼續投啊。”

　　來到二樓，首先引入眼簾的便是牆上的一個巨大屏幕。屏幕上方赫然顯示智慧工廠管理平臺幾個大字。

　　我們不僅可以在屏幕上直觀地看到諸如人員監控、天線生產質量、生產周期等情況，還可以看到被監控5G智慧車間設備的實時三維建模。

　　在屏幕的右下角，一樓車間情況也處于實時監控中。虹信曾對比過4G和5G網絡條件下的實時監控，結果顯示 5G時延明顯低于4G，大約在半秒左右。

　　遺憾的是，拜訪的當天正逢5G智能生產線進行2.0升級，無法進入車間參觀，但透過窗戶，仍然可以看到一條長約三十米的生產線。

　　這里的“冷清”與一樓車間形成鮮明對比，由此產生的沖擊力，更容易讓人印象深刻。

　　我們從現場工作人員的介紹和網絡相關直播視頻中了解到，這條生產線主要包括以下幾道工序：

　　隔離條裝配、自動焊接、振子自動上料、焊接、視覺檢測與性能檢測等。

　　整個流程，僅需要一名工人，主要負責向傳送帶上料(比如電路板、配件)，以及裝配隔離條。

　　工人將隔離條裝配好后，系統會利用1分鐘左右的時間升溫到100度，進行預熱。接著，兩條平行擺放的愛普生四軸機器人以神同步姿態，焊接隔離條。

　　生產線上，每條焊筆上都安裝有天線，主要通過5G工業無線互聯網進行數據采集和控制。為了保證焊接精確性，機器臂通常會帶傳感器，對焊接電流檢測并與設定值比較，進行補償和調整。

　　傳統上，這一環節大概需要4名工人，現在只需兩條機械臂，每一條機械臂相當于一個工人。無論是焊接一致性還是精度上，機器人都更勝一籌，據說，機器人操作精度可達0.02。

　　其實，AI在工業互聯網領域尋求落地的過程中，一個很受歡迎的應用場景正是機器人自動焊接。

　　機器人焊接也難免出現偏焊、氣孔等不足情況，一些AI公司利用單點設備高頻次7*24小時產生數據的形態建模，實時追蹤設備焊接縫軌跡，發出警告甚至做出相應控制。而傳統的做法通常是焊接完畢后，人工檢查，難以做到亡羊補牢。

　　雖然筆者并未從虹信相關工作人員了解到這一焊接環節是否用到AI，但是，5G的搭建至少意味著更加豐富的實時數據，這類工業數據更容易建模，或許AI應用會出現在正在升級的2.0版本中。

　　焊接完成后，接下來進入讓密集恐懼癥患者很不舒服的環節：

　　四軸機器人自動上料，將振子一顆一顆地放到板子上並進行焊接。

　　所謂振子，其實就是天線上的元器件，具有導向和放大電磁波的作用，使天線接收到的電磁信號更強。每個振子都是獨立實現功能。

　　4G天線也有振子，但是數量和規模和5G天線已經不是一個量級。

　　比如，現有的4G天線一般為10-40個天線振子(根據通道不等)，而目前設備商測試64通道天線大都采用96個雙極化天線振子，即192個天線振子。

　　這也正是5G天線核心技術之一——MassiveMIMO(大規模多陣列技術)的物理體現。

　　據介紹，機器人焊接零缺陷，人工會存在10%左右的不良率。振子焊接好后，會進入自動視覺檢測環節。檢測完畢，系統就要對每個振子射頻口進行天線的並收並發性能進行測試。一件5G天線的生產時間大概僅需4分鐘。

　　不過，目前生產線上的每臺設備對5G信號的使用，都需要通過一個叫做CPE(CustomerPremiseEquipment，客戶終端設備)的中介。

　　車間5GCPE一方面與核心網絡連接，接收5G網絡信號並以此建立Wi-Fi網絡;

　　另一方面，也與工業物聯網相連，車間所有信號傳遞給CPE，再由CPE傳遞給核心網絡。

　　CPE只是5G尚未商用普及開來的過渡產品，也意味著當前方案還沒有徹底發揮5G的威力。

　　據介紹，這條5G智能生產線一天的天線產能可供給100個基站：

　　如果按照5G信號覆蓋一公里需要10到20個基站來算，這條生產線一天的產能可以讓5G信號覆蓋方圓10公里。

　　“而同等產能的4G天線設備生產線，需要30名工人協同作業，生產效率提升30%以上。”這是官方報道中給出的數字。

　　目前，工廠僅設有一條5G智能生產線。考慮到生產線從建成到真正投產，中間還有好幾個關卡，也沒有諸如良品率之類的數字，筆者以為，目前這條生產線的試驗性質更濃一些。

　　一位通信行業的從業者試著解釋道，主要是因為5G標準還沒有完整出來，還要等到明年三月。

　　“標準出來后再等半年，商用才有可能起來。”

　　屆時可以再根據實際需求加以復制、擴充，包括當前沒有展示到的物流自動化方案。

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　　5G，噱頭還是剛需?

　　每當看到類似5G工業落地的消息，心中總會升起一個問題：

　　現有的4G和有線解決不了這些問題嗎?

　　事實上，不少人也表示看不出5G對工廠的變革意義。他們認為，有線網絡比5G更快也更安全，控制部分加上無線模塊，4G也能滿足。

　　這一邏輯貌似有道理。

　　就拿這條5G智慧生產來說，無論是自動焊接還是上料，有線方案足以滿足需求。即便加上AGV移動機器人，接入WiFi就可以。

　　即便是二樓門口的工廠管理平臺，嚴格說來，與5G關系不大，是一個大數據、云計算相關的IT問題。即使沒有5G，工廠還是可以建造這樣的系統。

　　一位運營商5G部門負責人曾告訴機器之心，現有的工業場景，只要不是很極端的需求，4G和有線都可以做。即使是港口遠程操作，也可以牽光纜，

　　“可以一邊卷，一邊用。”在他心目中，無人駕駛才是5G的殺手級應用。

　　然而，這并不是一個討論問題的正確思路。

　　正如R、G、B才能打出彩色畫面，討論5G的價值，單純的技術緯度，是不夠的。落地的成本、與產業未來趨勢能否兼容的靈活性等因素，均會影響技術對未來的變革能力。

　　先來看有線方案的主要問題。

　　不是每個企業都是土豪。某龍頭化工企業的生產流程非常嚴格，企業擁有數以千計的數據采集點，一旦檢測到數據異常，必須在規定時間內啟動應急控制。因此，分布在廣大園區不同地方的大量數據采集終端，采用了有線連接的方式，僅線纜部署工廠就花去了近百萬，這還不考慮后期的維護成本。即便安裝好后，一旦出現故障，事后排查也十分困難。

　　某港口為了實現遠程控制，不僅需要鋪設有線，日常作業還要反復卷、放光纜，非常折損纜線。再土豪的企業恐怕也經不起長期類似的損耗。

　　更何況，并非所有的工廠環境適合鋪設有線，比如腐蝕性環境。

　　另外，有線最為剛性的需求就是實現工業設備內的控制，這是當前4G根本無法滿足的，無論是時延還是安全方面。

　　但是，隨著生產制造走向柔性，需要非常靈活地根據需求改變設備部署的形態，改變機房模具，如果設備都被綁在有線上，柔性從何談起?5G可協同大小基地臺工作，完全不受這個限制。

　　WiFi的局限性，就更明顯了。

　　除了滿足不了工業設備的控制需求，即使面對需求很佛系的AGV，也有很多問題。

　　比如，干擾非常多，信號不穩定，安全性不可靠等等。如果是基于視覺定位和視覺控制的移動機器人，由于其對畫面精細度要求會非常高，會超過WiFi的能力范圍。

　　儘管在一些特殊場景下，比如礦廠開采、港口作業，優化后的WiFi還能用，但也限制了機器的“才藝展示”：

　　比如，只能處理自動化中那些簡單、重復性的任務;在一些遠程控制作業中，由于只能支持中等質量視頻的傳輸，限制了遠程控制的能力。5G條件下，下載一部高畫質電影只需一秒鐘，做到現場及時監控完全沒問題。

　　另外，由于WiFi并不是為戶外大區域覆蓋設計的，連接能力有限，也限制了新增連接其他自動化機器設備的可能。

　　講到這里，或許大家會發現一個很有趣的現象：工業物聯網其實包含著各種不同的網。

　　除了我們剛才談到的有線、WiFi，其實還有用于采集傳感器信號的短距無線(比如藍牙);

　　彼此難以兼容、非常窄的工業專網(如WIA-PA/FA);

　　還有以2G/3G為主，用于大型設備或者遠程監控。

　　每個設備服務的目的不同，對網絡的需求自然各異：工業設備控制對時延、安全要求高，但那些安防監控設備，可能更關心電池能用多久。

　　沒有一個網絡可以滿足所有這些需求，除了5G：

　　這些訴求不同的無線網絡，基本上可以被替代成一張5G的核心網。這也是5G最核心技術之一。

　　5G就像一把瑞士軍刀，其模塊化設計可以幫助它實現功能上的因地制宜：

　　比如工業自動化控制、機器人協作、遠程控制對可靠性、時延要求很高，可以將這類設備接入控制網絡(切片);

　　物料和環境監控，對電池能耗、海量連接更敏感，可以接入物聯網網絡(切片);

　　工業AR、人機交互對帶寬要求高，可以通過多媒體切片來滿足。

　　這就是5G的切片功能，不同功能通道彼此獨立，互不影響。

　　在改造過程中，虹信架設了30個5G室內小基站(室分)，每個可以覆蓋半徑30米的范圍，進而實現對生產車間的全覆蓋，所有對象統一接入。

　　一間工廠要自動化，需要大量網絡流量，如何解決大量設備吃流量的難題，答案就是這些小基站。

　　不過，當下的5G切片，更多只是主觀上的一種有意為之，畢竟現實場景中，還沒有海量設備來吃流量。　

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　　真正的亮點

　　除了架設了30個室內小基站，項目還在虹信機房部署移動邊緣計算節點，實現了5G流量的本地卸載，保證了網絡的低時延。

　　同時，可以作為工廠內外網的統一管理節點，實現內外網流量的靈活分流，保證企業關鍵信息安全。

　　這也是中信科自己的技術。在一些通信行業從業者心目中，無論是4分鐘的生產時間，還是全程幾乎無人，都不足以媲美邊緣計算，

　　“我覺得這才這個項目最大亮點。”

　　5G有兩個關鍵技術，網絡切片是一個，另一個就是邊緣計算。談5G不談邊緣計算，是有問題的。

　　5G時延最低可降至1ms，僅指終端設備與距離最近基站之間的通信。基站之間的傳輸效率就是另一回事了，數據傳到核心網絡再返回，其時延不可能控制在1ms。

　　這意味著，只有在靠近數據產生的工廠附近，再建立一個小規模、或者便攜式數據中心，進行一些計算和存儲的工作(也就是所謂的核心網絡功能的下沉)，大量數據就地得到處理，才可能真正實現工業所需要的低時延。

　　事實上，工廠產生的很多數據也沒必要傳到核心網絡，擠壓資源，耗費金錢。

　　比如，工廠布了幾百個高清攝像頭進行監控，攝像頭產生的數據不僅特別多，也沒必要出廠。類似這種需要高清攝像或者大流量業務的監控類業務，非常適合邊緣計算。

　　另外，對于絕大多數工業企業來說，邊緣計算中心就設在廠區，大部分的數據就在自己廠區里面，意味著數據泄密和發生安全風險的概率大大降低。這也是他們喜聞樂見的。

　　憑藉更實時、更快速的處理能力，成本更低，邊緣計算成為5G的當之無愧的殺手鐧。

　　除了在工廠附近建立了邊緣計算，虹信還在湖北移動未來城IDC的云服務器上部署了云平臺，與邊緣計算和公網實現了互聯。

　　云上部署企業工業互聯網平臺，為產業鏈協同提供了網絡條件，并且與企業內現有業務系統實現靈活互聯。

　　至此，形成“5G無線+5G邊緣計算+移動云平臺”組網模式，也是一套可複製模式。

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　　我們是一個技術驅動的行業

　　“我們這個行業和其他行業最大的不同就是，我們是技術驅動的。”一些通信行業從業者和我聊到道，“我們只管修路，把路修寬，至于這條路最適合什么樣的車，那不是我們關心的。”

　　他們反復強調5G標準還沒有完全出來，現在去回答一些預測性問題不合適。不過，有趣的是，他們仍然樂于回答帶有預言性質的問題。

　　“5G場景最為硬核的行業應用會是什么?”我問道。

　　所有人將選票投給了自動駕駛，大多人也將第二票投給了工業物聯網。

　　3G和4G實現了地球74億人口之間的連接，但是，這和千億規模工廠設備連接比起來，就不算什麼了。

　　當初研發4G時，有人曾經疑惑過，這么大的帶寬，研究出來給誰用?怎么用?誰也未曾預料到短視頻出現。3G也是如此，誰知道會孕育出一個蘋果帝國呢?

　　“5G將成為未來工廠的中樞神經”，這是大多數人的回答。問題只是，誰會是下一個快手和蘋果。