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5G刚刚发力:钢铁工人和医生先尝到了甜头

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  原标题:行业观察 | 5G刚刚发力,钢铁工人和医生先尝到了甜头

  文|施然

  把5G的能力复制到所有适合的行业里需要时间,但能带来惊喜。钢铁行业和医院等行业最先接受了它。

宝钢工厂控制室宝钢工厂控制室

  宝钢股份的一个工厂控制室里,运输部职工黄伟杰正在工作。“钢铁工人就应该满身是汗,衣服上都是油吗?,”黄伟杰调侃,“你看,我是不是很像办公室里的白领?”

  眼前是一个个显示工厂数据和车辆运行情况的屏幕,“现在通过5G信号远程监控无人车来自动运行,一个人可以监控几台车同时运行,效率提高了,工作环境也很干净”。

  黄伟杰正在监控的是宝钢工厂内运行的无人运输车(UHV),其车身长达16米,可以托举120吨的钢卷,从仓库驶出之后沿着预定路线把钢卷运到成品码头,再通过少人化港机把卷材送入船舱,运到全球各地。

宝钢码头岸桥吊装钢卷宝钢码头岸桥吊装钢卷

  UHV能够离开工人手动操作,完成自动驾驶,离不开5G技术的加持。每个UHV运输车上都装有视觉摄像头,通过视觉识别路面引导线或条形码来实现定位,精度达到20厘米,三维激光雷达通过扫描周围环境建立三维地图,获取车辆所在位置的经纬度数据,精度可达1厘米。摄像头获取的数据通过车身搭载的5G终端实时回传视频数据到控制室,黄伟杰就是在这里对车辆集中指挥。从仓库到码头,整个过程都可以实时监控。

  宝钢的5G应用是中国电信上海公司在5G工业互联网首个落地的标杆项目,也是自2020年起在全国各地开始探索5G试点应用的一个缩影。

  中国5G网络规模和行业应用探索领先全球。工信部副部长刘烈宏在7月的中国互联网大会上介绍,我国已建成基站91.6万个,占全球的70%;5G连接数已经超过了3.65亿,占全球的80%;5G在工业、交通、教育、医疗、文旅等行业的典型应用项目已经超过了1万个,保持全球领先的位置。

  对于普通消费者而言,更多的基站意味着新款的5G手机有更快的5G信号。但相比通信技术此前的代际进化,5G对各类普通消费者之外的场景将带来更深刻的影响。

  与其关注5G能让手机下载一部电影从几分钟缩短到几秒钟,5G更重要的用武之地在各类企业业务场景上创造新的价值。

  4G之前,通信技术的迭代最直观的变化是带宽的提升。而标准化机构3GPP定义的5G三大场景包括:增强型移动带宽(eMBB, Enhanced Mobile Broadband)、大规模机器通信(mMTC: Massive Machine Type Communications)和高可靠低时延通信(URLLC: Ultra-reliable and Low Latency Communications)。

  大带宽、广连接、高可靠低时延,这是5G网络的三大特点。带宽、速度的提升只是基础,其低时延、广连接的特性,对工业应用来说潜力巨大。

  工信部在2020年3月发布的一份政策解读文件中表示,5G是工业互联网的关键使能技术,5G具有高速率大带宽、低时延高可靠、大连接广覆盖的技术特性,可有效满足工业业务苛刻的安全性、传输时延及可靠性要求,支撑工业互联网快速落地;从5G发展看,工业领域是5G的主要应用场景,5G商用发展的重点是促进实体经济数字化、网络化、智能化转型升级。

  中国各大行业的领头企业已经陆续开始探索5G技术在各个领域的应用。它所具备的前述三大特点,正在解决此前各类企业、工业业务现场面临的实际困难,并创造新的价值。作为通信技术,5G的应用也要在一定的数字化基础上才有价值,而非解决所有问题的灵丹妙药。

  另一方面,5G的布局还在起步阶段,模组设备的成本,生态的建设都还未到成熟阶段。但通过一些先行示范,可以更加体会这一技术广阔的商业前景。

  工人老爸玩上了高科技

  为了保障5G信号覆盖工厂,中国电信新建7个5G站点,上海公司政企客户部首席客户经理徐湧纲介绍,这套技术大大降低了运营成本,无人仓库单卷作业速率提高到3分30秒,管理人员从130人降低到了30人。

  “我可以很自豪的跟我家女儿说,现在老爸也玩高科技了,以前都说咱们工人有力量,现在工人不仅有力量,有技术,还有智慧,而且未来有无限可能”,黄伟杰感叹。

  在宝钢的这个场景里,5G大带宽、低时延的特性是无人运输车能顺畅运行的保障。类似的,凡是涉及图像、影像等各类数据的传输和应用,对数据传输量和试验有要求的地方,5G都有用武之地。

工厂内自动行驶的无人运输车把卷材运往码头工厂内自动行驶的无人运输车把卷材运往码头

  华为5G钢铁行业专家彭俊介绍,泛视频在工业、To B是通用的场景。比如在钢铁行业,大带钢的钢表自检,标配16个阵线相机,对上行速率要求在1.67Gbps以上,带宽要求非常高。

  不仅是厂区物流的自动驾驶,在工业操作现场,5G也在发挥作用。它的灵活部署能力和高可靠性,分别弥补了光纤和无线网络的缺点,成为工厂环境下数据通信的杀手锏。

  彭俊介绍,钢坯在粗轧时有转钢工艺,以前是工人三班倒看着监控远程一点一点的调,现在通过机器视觉的方案判断位置和坐标信息,其结果和控制的PLC连接,边看边调。传统的方案里,高温高湿的条件下,光纤连接难以维护,5G就可以解决这个问题。

  方案投入使用之后,转钢速率从每小时24块提升到26块,到位率99%,推广到全厂可以减少8名工人。而粗轧环节每小时每多渣一块板,意味着每年可以增产3万多吨钢。

  要把钢卷吊装到船上,离不开钢厂常见的吊装设备——港机。在过去,工人需要在30米高的港机操作室内进行操作,长时间弯腰低头看脚下,劳动强度非常大,现在,通过5G连接远程操控,在控制室内操作手柄,环境改善,效率也提高了。在操作室一个人只能控制一个方向盘,如今在控制室一个人可以控制多台港机。

无人行车吊装钢卷无人行车吊装钢卷

  对于港机、行车这类移动设备的数据传输,通过有线网络、光纤虽然能保证可靠性,但缺乏移动设备必需的灵活性,过去一般采用无线WiFi来实现。

  彭俊分析,无线WiFi一方面存在可用带宽较少的问题,一般只有5-6个信道,接入设备较多时信道配置会有重复,第二,WiFi的频谱不是干净的频谱,谁都可以进入,干扰率、时延问题都是不可控的。因此,高端天车项目都需要专业的WiFI公司做网络配置,避免无线环境的干扰。

  钢铁行业有其自身特点,厂房内有大量机械设备,对无线网络环境是非常不友好的,网络调优的难度非常大。而5G应用的关键能力,就是大带宽、低时延和高可靠性。

  事实上,除了钢铁这种流程行业,电子、3C、工程机械等离散制造业,对于通信设备部署的灵活性也有实际的要求。

  《财经》记者了解到,国内第一批实践5G的制造先进企业,其诉求之一就是为了应对变化的市场环境,工厂内产线布置会经常根据市场要求进行变换,生产不同的产品。而如果采用有线网络,每次产线的变更,都伴随着大量的布线和调试工作,如果将数据传输替换为5G信号,可以极大的减少产线重新布局的时间。

  华为常务董事、运营商BG总裁丁耘曾介绍,在华为南方工厂手机产线,传统布线达到9万米网线。产线每半年随新手机机型的升级需要进行调整,每次调整需要停工两周。以每28秒一部手机计算,一天停工影响产值达1000多万。通过5G技术实现产线各类设备无线化柔性连接,每次调整时间从两周缩短为两天,对产线价值巨大。 

  结合这些案例可以看出,5G的应用,需要建立在企业本身的数字化有一定的基础之上,它有获取各个环节数据、打通数据闭环的实际需求,进而能够提升企业厂内运营效率、厂外市场反应速度。

  5G的出现,目前至少可以许多环节帮助企业获取之前难以获取的数据,当前最典型的应用一是体现在更强大的数据传输能力,如图像、视频类数据的传输和分析;二是与移动有关的厂内物流数据,通过灵活部署5G来打通移动设备的数据闭环,也因此天车、UHV往往是许多制造企业应用5G最常见的场景。

  未来,随着低时延特性的不断进步,如云化PLC这类进一步在制造端进行远程智能控制的应用,还有广阔的想象空间。

  5G智慧医疗应用快速发展

  技术普惠的核心是跨越不同行业的独特性发挥作用。5G强大的数据传输速度,是它当前首批试点最先利用的特点,在工厂,工人用它监控无人车运行、远程控制天车的抓索。在医院,医生正在用它远程诊断,把一流医院的诊断能力惠及到更多人。

  “往下移,现在出现甲状腺下级的血管了,再往下,让甲状腺下级的血管消失,探头按照这个方向慢慢移,非常好!”北京中日友好医院超声医学科主任医师张波正在指导医生对患者进行超声波检查。

  不过,她指导的并不是身边科室的医生,而是对着一块屏幕进行远程指导,她面前的屏幕正实时显示着另一家医院医生操作的和画面和超声波检测的图像。

  这是5G技术最先在医疗行业落地的典型场景之一,它并不是为了炫技特意为之,而是有着实际的需求。在这个远程指导的案例里,要求图像传输的宽带要求达到上下行10Mbps以上,时延要求在200ms以内,这离不开5G技术。

  更重要的是,它可以将三甲医院一流的诊断能力快速惠及到更多人。

  张波说,中国超声专业医生从业人员只有20万,但人口有14亿,5G可以帮助解决这一巨大缺口。通过远程传输可以把照片甚至动态照片在非常短的时间内传输到位,5G因此成为医生和患者、医生和医生、医生和机器对话的重要工具,有助于保障我国基层百姓的生命安全。

  在6月底召开的2021年巴塞罗那移动通信大会(MWC)上,中日友好医院基于华为5G网络解决方案开展的5G远程医疗应用,从5个全球候选中脱颖而出,获得了全球移动通信系统协会(GSMA)2021全球移动大奖(GLOMO)“最佳抗疫技术创新奖”。

  超声波检测的远程指导,利用的正是5G大带宽、低时延的特点,它实时传输的是检测的图像数据。在医疗、工厂的现场,类似的需求层出不穷,传输不同的数据,就带来了不同的价值。

  华为与中日友好医院合作的另一个案例是病理检查。“病理检查是医院中的法官”,中日友好医院病理科主任钟定荣表示,病理检查是把人体组织做成切片,医生观察切片的图像结合临床信息来进行准确的诊断。

  相比传统的外科医生诊断,对于一些疑难病症,病理切片诊治的准确率可以从百分之六七十提升到百分之九十九以上。

  术中冰冻是病理检查的一种技术,需要将切下的病变组织在冰冻切片机中迅速冻硬,制成切片在显微镜下快速做出诊断,常用于肿瘤癌症的治疗。它可以让主刀医生在在手术过程中及时调整方案,减少患者的二次伤害。如果要进行远程诊断,就对时间的和数据传输的速度要求非常高。

  钟定荣介绍,通过数字扫描把切片扫过来,数据的大小在40倍放大的情况下可以达到2到3个G,其带宽要求达到上下行20Mbps,时延要求位100ms,通过5G技术可以及时进行远程诊断,把结果传给当地外科大夫,知道良恶性之后可以确定手术范围。

  更进一步,多个医院可以通过5G在平台上会诊,病理图像、人的图像和声音都没有任何延迟。“5G会给病理带来很大的改变”,钟定荣认为。

  新冠疫情期间,借助5G的远程诊断技术已经在发挥作用。华为无线Marketing室内数字化产品线专家王越琴介绍,武汉抗疫期间,医生通过5G听诊器,将数据传到外面的专家,帮助新冠ICU的病人进行分析。

  传统的听诊是医生的主观判断,而5G听诊器可以有效的把病人情况和听诊的生理声音的数据保存,调动更多专家资源乃至AI进行分析,评判病情。

  在上海第一人民医院,5G技术正在为急救患者争取救命的时间。

  一辆配备了5G终端设备的急救车,通过与医院内的信息传输,让车上的急救人员和院内的急诊抢救团队零时差协同工作,相当于把医院的急诊室搬上救护车。

  急诊医生可以在救护车抵达医院前就通过车上急救人员的AR眼镜和车载高清摄像头,实时看到患者信息,指挥救助。不仅如此,车上诊疗设备获取的体征数据也能实时传递至医院。这些数据的帮助下,院内医生可以指导急救人员在车上完成患者的术前准备工作,并通知院内进行手术布置,实现院前和院内的无缝对接。

  要达到这一步,急救中心和救护车都需要部署5G终端,来实现数据的大带宽和低时延传输。其上行和下行带宽要求分别为10Mbps和30Mbps,时延要在30ms以内。

  如何让更多人尝到甜头?

  广阔的未来面前,也必须要看到5G的应用才刚刚起步,产业链上下游、尤其是模组的价格还不够廉价,它的应用也离不开企业自身较高的数字化能力。整个生态还需要花时间来逐步打造。

  5G在医疗领域的应用,能够将一流医院的优质医疗资源下沉到更多基层医院。王越琴坦言,前期的试点应用是从一线城市、三甲医院先开始,目前全国已有700多家医院部署数字化5G室内覆盖网络,智慧医疗应用的开展已具备网络基础。

  从现有情况看,三甲医院有很多对口扶贫医院,中日友好医院有对口下线的人民医院,其对口医院全国有5000多家,比如数字听诊就在做下沉。很多医院有听诊的门诊,未来老百姓每次都去三甲医院比较麻烦,就可以在社区医院设置听诊门诊。

  更重要的是整个行业的共同进步。王越琴表示,生态的发展是端到端的发展,网络只是管道能力,现在已经具备了,而整个终端生态和医疗设备、机械怎么快速发展、对接企业,也是很关键的。而模组成本的问题,是各个行业应用5G共同的问题,随着医疗设备5G化的发展,产业链会日趋成熟。

  彭俊也表示,模组的价格还没有低到大家都能接受的程度。此外,从示范专项到规模化应用,需要应用生态和整个行业匹配成熟,比如基于数据收集、数据回传的维护,如果后端应用没有成熟,收上来的数据对企业反而是一个干扰。在终端生态上,如果抗高温、防尘、防震的传感器价格没有下来,也是很大的负担。

  5G的商业模式也在带来新的挑战,原有的利益分配格局会面临重构。彭俊特别强调,要处理好行业集成商的利益分配问题。

  彭俊分析,此前集成商有很大的自行采购权,通讯模组、WiFI设备都在采购范围内,可以很好地把控价格。而5G进来之后,5G的频谱资源是国所有,只能运营商使用,相当于运营商分走了集成商的一块蛋糕,如何让5G的价值大于被分走的价值,让集成商的方案有溢价,是目前比较大的问题。要协调好运营商和客户、集成商之间的关系,给大家都留有一定的利润空间,才会双赢。

  对运营商而言,商业模式同样需要探索。在过去4G时代,对数据进行流量计费是最常见的商业模式,而5G的场景下,设备连接数量、组网形式、时延要求、安全等级等各种技术指标,都可能会影响运营商的收费模式,运营商也可能从单纯的网络提供商演变成集成服务商。在企业和工业场景下,运营商的商业模式也要从头开始探索。

 0  已被阅读了24874次  楼主 2021-08-18 19:18:13

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