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本帖最后由 晨枫 于 2023-5-7 15:59 编辑
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几年过去，5G已经不是话题了。华为被封锁已经好几年了，但中国5G继续发展，已经建立世界最大的5G网，说不定手机通信里5G使用已经超过4G了。但是说实在的，大部分人可能并没有感觉出多少差别，4G时代用得也挺好。5G下载电影更快，打手游更加顺畅，但差别没有那么大，作用也没有那么突出。
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# j3 e, @6 V/ a8 B7 ?人们不再问，但心中或许依旧存在疑问：5G到底有什么用？, L) x2 d1 V' Y: [
* u+ a) ?* t% R7 k. _5G的高数据率、低延迟、海量连接对于消费者应用可能是“过度杀伤”。切豆腐用水果刀还是剁骨刀，其实没有多大差别。但对于工业应用，差别就大了。 @8 S* u f' E9 c# L0 Q6 D
. ?) `6 k$ _0 U不用工业例子，用军事例子吧。- B* v `+ Q& ~. X9 u$ U; P! j2 o. G
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1876年，亚历山大·贝尔发明了第一台可用的电话机，很快在军事上得到应用。直到抗美援朝，志愿军还在用电话机作为主要通信工具。多少通信兵牺牲在抢修被美军炮弹炸弹的电话线上。相比之下，美军大量使用报话机，战场通信效率就高多了。% R( E& |$ k5 P( d# V1 [! w* K
h( D* Y+ T( j! ?: H8 \军事上首先大量使用移动通信，是战场现实的刚需。战斗中兵力和装备高度机动，固定的电话和连接的电话线不仅影响机动，也有生存力低的问题。无线电通信有受到干扰和被截听的问题，还有受到地形和天气影响的问题。这些问题在技术进步中逐渐解决了。0 \; E& c- ~' z. _& \2 y
- U( H t9 `, S8 l' h! S0 p现在，报话机早成历史，单兵耳麦已经普遍下发。不说每一个步兵都有单兵耳麦，但已经非常普及了。不仅前线官兵大量配发，基地、兵站也大量配发，官兵在走动中就能通话，极大提高了运作效率。# H9 v6 b* x2 e! o. r
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这对现代工业是一个提示。
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5 G0 B4 k! D3 e( j7 S- ?工业上用有线通信很久了。分立的传感器、执行机构只能各自为战，实行简单自动化。初步数字化后，用电话线和调制解调器（modem）实现简单联网的自动化开始普及，这就是SCADA系统的前身。但电话线和modem的数据率有限，SCADA作为监控有用，但用于局域自动化不够，采用同轴电缆和光缆连接后，数据率极大提高，自动化进入DCS时代，水平极大提高。5 H' B5 D3 S8 J4 c2 Z4 B; \; x8 G
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但这还是相当于阵地战水平，相当于固定电话。必须说，固定电话依然是很有用的。在办公室工位上，固定电话很好用，也够用了。但是也无可否认，手机更好用，尤其是在人员保持流动的情况下，不仅在办公大楼里流动，还在室外流动。员工24/7被工作电话、短信、微信“骚扰”很烦，但要是真是机器而不是人类，不管何时何地，时刻保持联系，还真是提高工作效率的好办法。房子里要拉电话线需要穿墙打洞，手机就没有这个问题，哪里都能用。/ I5 L. x& k4 D, t( G, {! u: S
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都在说工业4.0，其特征在于大数据化、人工智能化、互联化，其实大数据和人工智能也是建立在物联基础上的，不存在耳目不通的大数据和人工智能。. s2 Z9 E! j7 I- B4 j1 b1 F
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在大数据和人工智能时代，物联的要求更高，数据通信要求极大增加。自动化也发展到广域时代，低时延的要求极大提高。必须说，自动化程度最高的过程工业已经广泛采用DCS，为DCS加装无线通信模块不难，传感器和执行机构要无线也不难，但推广不开，原因无他，缺乏必要性，新技术的本质风险则是额外负担。; S8 L6 L& W* B
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过程工业包括化工、冶金、纺织等，特点是流程基本固定，主要设备基本固定，这就像员工都在办公室固定工位工作，用座机就挺好，换发手机并不提高多少工作效率。
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但即使在过程工业，事情也是变化的。多加一个传感器，多加一个控制阀，拉线必须符合各种规范，必须更新各种系统文件和设备数据库，最麻烦的是拉线沿途的每一个接线盒都需要在线缆上物理标注、更新图纸。对于现有过程装置，不算传感器或者控制阀，新拉一根线需要5万美元的预算，几个月的工程准备时间，很是麻烦。
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现代传感器技术发展很快，自控概念也在不断发展，过去不认为值得监测和控制的地方，现在需要监测和控制起来，但现有过程装置的技术改造很受这些开支的影响，项目弄弄自控仪电开支就赶上管道和设备本身了，尽管硬件方面都“好像没怎么改”。如果碰到接线盒或者主机箱预留端子用完，麻烦就大了，开支增加就“上不封顶”了。- O) `2 H4 M) M5 i$ r$ w, u1 B
% _# ]( s2 F7 G8 h& X无线连接避免了拉线、接线盒和主机箱端子的问题，数字化设备甚至“自报身份”，可自动更新设备数据库，自动化系统文件生成更新工具也极大减少系统文件更新的需求，新增一个控制回路就简单多了。更重要的是，5G的低延迟避免了4G和更早的无线连接的数据延迟顾虑，实时控制系统对延迟有严格的要求，有的回路延迟几十秒不碍事，但连锁保护回路必须是毫秒级的，晚了可是要出大事的。8 a0 N, D/ R( {- l3 o
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下一代DCS现在还在纸面上，华为曾经是洛克希德牵头的国际下一代DCS联合研发联盟的成员之一。华为和洛克希德联手，好玩吧！
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8 W2 e# M; I% n6 K) ~: J但在更加广泛的层面上，现代工业还有很多移动工位。公路上、野外就不说了，机电制造业、采矿、港口、仓储这些也有很多移动工位，传统的有线为基础的网络化自动化不够用，无线化必须从5G开始。即使在成熟的过程工业里，自动化也从基本的过程装置扩大到仓储、原料处理和辅助工段等非传统应用，因为这些环节越来越成为效率的短板了。' e8 h/ Y- ? i/ d
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华为称已经在中国建成6000多个企业5G内网。必须说，好些未必是企业自己要求的，可能有地方政府和央企冲业绩的需要，毕竟这是中央大力鼓励的。但这未必是政绩工程。中国制造业已经在转型的关口，数字化、互联化是卷出生路的必须，再靠过去那样粗放耕作和996已经是死路了，必须从精细发展和效率中挖增长潜力，以5G为基础的新一代网络化自动化是必由之路。电车正在引发一大波制造业升级换代，传统劳动力密集的服装、玩具、鞋帽等已经开始转移，留下和继续发展的是技术密集行业，正好得益于新一代自动化。
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在传感器技术方面，以图像、数据分析为基础的新技术正在改变由传统的温度、压力、流量、位置、速度为代表的“简单”传感器，大量曾经是“可有可无”的传感器提供了大量新质信息，极大地改变了对制造业过程的理解和监测，产量、质量、库存控制达到新的境界。中国电车不是单靠996卷出来的，是靠先进制造业，中国电车的爆炸性发展正在卷向其他工业。。; n M# @4 f; E0 x- _, i7 \+ \
$ B9 E H, I/ P) s中国高铁建成的时候，也不乏质疑：有足够的人坐得起高铁吗？后来的发展就不用多说了。5G就是信息高铁，未来是信息时代。
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与此同时，美国也在悄悄地搞工业4.0，但不仅传统思维是阻碍，C波段继续被FAA和军方把持也是技术问题。美国自认为还要4、5年才能达到规模铺开的程度，还要再1-2年才能有可观的5G内网出现。; `% @! s3 }. P- v
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现在也不是没有。
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通用汽车在2022年宣布要在Hamtramck的Factory Zero工厂建立5G内网，但这将是有线-无线的混合网络。陶氏化学联手微软，在Freeport建立了一个4G内网。美国军方DARPA赞助的MdX在芝加哥一个小工厂里演示5G内网。思科、HP、爱立信、诺基亚都在推销5G内网设备。% b. J9 ^+ }3 ?+ z, T% n0 j' k
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在中国，华为帮助美的家电建造了第一个全自动工厂，这好比柯达手把手在教好莱坞拍电影。在5G的帮助下，天津港的集装箱卸货从8小时缩短到45分钟，自动化的吊车按照条纹码把集装箱直接装到等待发货的自主驾驶的卡车上。 b, ^& N, Y2 A8 K' R
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在美国，5G既没有柯达，也缺好莱坞。这是美国制造业将在竞争中落后于中国的最显然标志。, j! X& D `6 N5 y0 ~( q
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消费曾经是通信的最大拉动力，但制造业可能成为下一个拉动力。对于中国消费者来说，5G好像没有多少大用，但他们可能在悄悄补贴工业5G，像当年二三四线人民在悄悄补贴北上广深之间的高铁线一样。起飞的中国制造业最终会回馈中国消费者，就像人们如今离不开高铁一样。比亚迪的“海鸥”起价只有78800，只是第一波成果。 |
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