工业网关何以成为通往5G+智能制造之路的先驱变革者

导  读

2020年6月6日，正值5G牌照发放一周年，我们想在这个特殊的时间节点，对重点行业企业进行深度访谈，挖掘其物联网应用的亮点，撰写一系列5G应用案例文章，制作行业经典案例集，以展示5G在2020这个特殊年份中取得的成就。这是其中的第六篇——《5G IoT案例集之智能工厂篇》。

近期的北京，疫情风波再起。为确保疫情有效防控，北京市将应急响应级别调整为二级，前往各地的航班大面积取消，部分省际客运线路停运，重点地区小区封闭……这一连串果断有力的措施，既让人揪心，也让人安心。

不知你是否注意到，在众多举措之中，首要被控制的机场、车站等地，都是连接北京与其它城市的关键通道，是最最关键的城市关口——或者，我们可以将其称为城市网络间的重要“网关”。

在工业场景中，也存在类似的重要“关口”。工业现场往往存在不同的网络环境，不同软件、不同系统、不同工厂之间的网络通信语言也都不尽相同，而工业网关就是从一个网络环境连接到另一个网络环境的一种面向工业应用的装置或设备。

随着工业物联网的不断发展，自动化、智能化逐步成为制造业主流，生产的精密性也在不断增加，对数据传输的时效性提出了严格的要求，如果在生产过程中由于数据传输时延过高导致生产意外停机，就会造成巨大的损失。因此，工业网关的性能对于工厂而言至关重要，而能够兼顾传输性能与稳定性的工业网关也就成为工业企业首选。

随着5G技术的发展，其高带宽、低延时的特性也将助力工业网关向工业智能网关的升级转型。顺应大势，深圳市宏电技术股份有限公司（以下简称“宏电”）率先在行业内推出了具备高性能、高速率、高可靠、低时延的5G工业智能网关。

性能强大的5G工业智能网关

作为物联网、M2M产业的市场先行者，宏电是国内最早研发工业级数据传输单元（DTU）的厂家。如今，宏电已经推出具有边缘计算能力的工业智能物联网关、数据采集模块、工业路由器、智能工业计算机、工业互联网平台等一系列数据采集与物联网硬软件产品，成为了工业物联网领域的领航者。

宏电的5G工业网关是面向工业领域推出的具备边缘计算能力的新一代5G工业网关产品，其不但具备基本的协议转换功能，还兼具强大的数据处理和计算能力，可对数据主动采集和传输、对数据进行解析和对数据进行过滤、汇聚。

谈及该款网关诞生的原因，宏电认为工业现场往往存在实时监控视频卡顿、且时延较大的问题，而该款5G工业网关采用linux系统，结合宏电20多年来的通讯技术，不但能有效满足高带宽接入、低时延的工业应用，还同时支持有线、WLAN、5G多网同时接入，多网备份切换，保证网络稳定连接。

值得一提的是，该5G工业网关还搭配了802．11ac Wave2，WiFi覆盖能力大于200m，使其也可作为一款5G CPE产品，能有效满足室内外场景网络覆盖。另外，宏电5G工业网关的工业级设计也能满足较严苛环境下的正常运转，其同时从芯片、通信模块及电子器件选型采用了全工业级的设计标准，可抵御各种极端气候和温度，保障产品在严苛工业环境下长时间稳定运行。

在5G性能方面，宏电5G工业网关内置基于高通骁龙X55平台的5G模组，理论下行速率大于2Gbps、上行速率大于200Mbps，性能不可谓不强大。关于为何选择与高通合作，宏电AIoT产品线产品经理王攀表示，“从2G、3G、4G到5G，宏电与高通的合作已经延续超过十年。无论是产品性能、市场地位，亦或者品牌效应，高通都具备毋庸置疑的实力，与高通合作将为客户提供更优的整体解决方案，并能根据客户的需求选择定制差异化的产品。未来，宏电将会和高通保持密切联系，尤其在一些高端应用场景将选用高通更高性能的芯片方案。”

目前，搭载高通5G IoT解决方案的宏电5G工业网关已经越来越多的为智能工厂、车联网、智慧城市、智慧医疗等领域行业客户提供稳定可靠的连接服务，未来宏电也将联合高通等产业链优秀合作伙伴携手推动5G发展、加速5G商业化。

宏电5G工业网关已成功融入不同工业细分场景

如今，宏电的这款5G工业网关已经应用在无人巡检机器人、AGV仓储机器人、无人天车远程控制、智慧工厂／装备运维等多个领域，并针对性的解决了一些相关行业困扰多年的痛点，为客户带来极大的性能改善。

以5G＋钢厂无人天车项目为例，在钢厂等一些恶劣环境下，一般不利于铺设有线网络，因此之前的客户工厂现场大多使用无线AP组网方式，通常需要配合使用交换机或控制器，建设成本高。此外，无人天车需要在天车远程操控室实现4K超清监控，这也对超大带宽有较高的需求，而在目前普遍使用的网络方式中，4G带宽明显不足、WiFi覆盖效果和抗干扰能力差。

目前，钢厂无人天车项目通过搭载宏电5G CPE／工业网关，已经能够完全替代AP无线组网方案，不但能够通过5G＋WiFi搭配组网，在工厂高温高压等恶劣环境下保持稳定联网。还能够通过提供超大带宽，实现实时传输现场摄像头和PLC运行状态数据到控制室，为天车操作员提供第一视角的高清视频，保障远程精准操作。

此外，在工厂运维的场景中，需要涉及远程控制及核心生产数据采集的问题。然而，由于大多数工厂区域相对封闭，并且比较关注数据安全性及本地化，往往会选择有线的方式传输数据，在灵活性方面存在很大挑战。

基于5G无线网络覆盖，宏电5G工业网关能够帮助实现远程控制和核心生产数据采集，有效控制AGV、机器视觉等高清视频智能化应用，可确保制造装备在复杂的制造业生产环境中更加高效地工作，显著提高工业现场部署的灵活性和易维护性，也有效保护了工厂区域的数据安全性及本地化。

另外，搭载基于高通5G IoT解决方案的宏电5G工业网关，AGV仓储机器人和警用巡检机器人也能够通过5G上传现场紧急情况的分析与高清视频，可以做到实时远程巡检，并在边缘侧进行故障告警的分析与预处理；在无人车等某些实时性要求极高的场景，5G工业网关能够有效满足20ms内的超高时延要求。

5G将助力工业物联网更具价值

在新基建提到的几大重点方向中，5G和工业物联网都是备受瞩目的关键领域，两者的结合无疑也将迸发出更巨大的能量。毫无疑问，5G目前已经在工业领域拉开了变革的序幕。

工业物联网具有连接工业设备种类繁多、数据类型多样化、数据实时性要求高等特点，被认为是“5G＋行业”最具价值的领域之一。作为工业物联网的核心组成，随着5G的不断发展，宏电的5G工业智能网关也已经成为通向5G＋智能制造之路的重要力量。

“5G极大契合了工业物联网领域的业务需求，能够帮助制造业的生产操作变得更加灵活和高效，同时提高安全性并降低维护成本。”在谈及5G对工业领域的影响，王攀一开始就表达了这样的观点。5G时代被称为”物联网时代”，一旦5G普及，其带来的经济释放量将是巨大且无法预估的。

当下机器视觉、预测性维护、远程控制、智能物流等应用的价值已逐渐显现，其中5G的商用对其应用实施方面具有巨大的推动作用。例如，工厂设备接入5G网络后，管理人员可及时获取故障信息，并结合机器视觉、VR等实时处理技术，可以通过远程在线指导的方式解决很多现场问题；其次，5G网络可缩减工厂复杂线缆数量，不但能助力工业机器人设备利用5G专网随心所欲的移动，还将减少AGV与服务器之间不必要的链路消耗；再者，通过5G网络，工业数据能够及时传输到各个远端控制中心，这也必将滋生更多的新应用。

5G时代已经开启，万物互联成为正在进行时。宏电将持续推进5G技术、其他新型网络、云计算、AI、边缘计算等技术融合创新，以“感＋端＋边＋云＋应用”的整体发展策略，发挥智能通信以及行业应用方面优势，携手产业链合作伙伴，推动5G＋物联网智能化发展。

2019年6月6日，工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，中国正式迈入5G商用时代。2020年，作为“新基建”的领头羊，5G商用步伐进一步加速，并在各个维度上实现全面扩展——不仅包括运营商组网从非独立组网向独立组网的扩展，也包括5G智能手机从旗舰层级向主流层级的扩展，当然还包括5G终端向更多终端类型的扩展，其中就包括各类5G物联网终端。

5G和物联网的“相遇”，在抗击疫情、视频直播、泛娱乐、智能工厂、远程医疗等场景中擦出了非凡的“火花”。

2020年6月6日，正值5G牌照发放一周年，我们想在这个特殊的时间节点，对重点行业企业进行深度访谈，挖掘其物联网应用的亮点，撰写一系列5G应用案例文章，制作行业经典案例集，以展示5G在2020这个特殊年份中取得的成就。这是其中的第六篇——《5G IoT案例集之智能工厂篇》，更多的案例也将在之后的文章中持续发布，欢迎大家的关注～