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2020年初,Fraunhofer IPT弗勞恩霍夫生產技術研究所IPT和瑞典行動網路供應商愛立信共同開發了“歐洲5G工業園區”的概念,這實際上是第一個全面的5G研究網路,在亞琛園區測試新移動網路技術在生產控制與物流方面的應用。如今,短短的數月過去,疫情也絲毫沒有影響Fraunhofer前進的步伐,歐洲5G工業園區於2020年5月12日啟動了其無線5G網路。
全球範圍內最為獨特的生態系統
歐洲5G工業園區於2020年5月12日啟動了5G網路,透過將近1平方公里的面積,19根5G天線和每秒10G位元的頻寬,亞琛將執行歐洲最大的5G研究網路。
由聯邦運輸和數字基礎設施部(BMVI)資助,連線Fraunhofer弗勞恩霍夫工業技術研究所IPT,亞琛工業大學機床和生產工程實驗室WZL,FIR亞琛工業大學(工業管理學院)。歐洲5G工業園區的合作伙伴現在可以一起研究和詳細測試5G在工業用途中的應用領域。
亞琛5G網路覆蓋亞琛研究園區一平方公里的區域。此外,在參與專案合作的機房中,室內近7000平方米,代表了生產技術鐳射製造、機加工、3D列印等等所有領域。這些設施配備了最先進的IT和生產系統,因此提供了獨特的基礎架構,在這裡研究合作伙伴一起共同測試單個5G應用程式。
僅在2020年3月,歐洲5G工業園區才獲得了3.7至3.8 GHz範圍內的首個5G許可證,現在該網路已啟動並正在執行。聯邦運輸和數字基礎設施部(BMVI)為這項雄心勃勃的專案提供了約600萬歐元的資金。藉助歐洲5G工業園區,建立了歐洲最大的5G研究網路。這將幫助歐洲研究5G與工業4.0貫通起來,這樣的專案是德國和歐洲工業的未來。
Fraunhofer IPT將與專案合作伙伴一道,在未來三年內為數字和網路化生產開發和實施應用程式和解決方案。歐洲5G工業園區正在建立一個全球範圍內獨特的生態系統,以研究、開發適應5G的工業4.0技術。
位於亞琛的歐洲5G工業園區是德國和歐洲唯一在生產環境中全面瞭解5G的地點。在亞琛歐洲5G工業園區,專案合作伙伴重點研究七個子專案中的不同應用場景-包括監視和控制高度複雜製造過程的5G感測器,移動機器人,物流和多站點生產鏈,分散式製造控制,區塊鏈,邊緣雲等。合作伙伴中的FIR將主要處理物流問題,而IPT和WZL將專注於製造和組裝部分。為此,歐洲5G工業園區將在早期階段配備最新的行動通訊裝置。
從工業4.0的角度來看,將雲集成到生產中可以實現新的,更智慧的和網路化的製造流程鏈。5G可在工廠雲系統中實現可靠且實時的通訊,這就呼喚為製造行業設計實時計算平臺和應用程式。在5G-Edge Cloud專案中,亞琛正在建立一個實時資料分析平臺,用於製造業中的閉環應用,這個平臺直接連線到5G網路的工廠雲系統。
根據專業媒體智慧製造的釋出,隨著工業機器人產業和數控機床行業告別高增長階段,智慧製造進入高速發展階段。儘管2020年受疫情影響產業增速有所回落,但在國家政策的支援下,智慧製造領域的發展前景依然被業界看好,呈現九大新趨勢。包括:
需求導向、痛點聚焦將指引工業人工智慧從理想走入現實;工業大資料將成為智慧製造和工業網際網路發展的核心;基於大資料的數字孿生體技術將帶來更多服務型應用場景;裝置狀態智慧管理系統將成為遠端運維的新模式;工業區塊鏈將服務於資料安全及分散式智慧生產網路;協作機器人將成為工業機器人的主流發展方向;基於演算法的工業智慧平臺將成為應用場景的重要基石;雲邊協同將成為工業智慧應用產品重要技術路線;工藝裝備的智慧化將成為製造業轉型發展的突破口,未來核心工藝裝備與人工智慧融合,實現工藝裝備的智慧化,將成為製造業轉型發展的突破口。
可以說,智慧製造發展的九大趨勢在歐洲最大5G工業園都有這很好的體現。
智慧製造發展的九大趨勢中,5G將扮演至關重要的基礎設施的角色。5G的無線傳輸速率高達每秒10G位元,時延不到1毫秒,5G帶來高密度海量資料的即時傳輸,5G對於3D列印潛力的釋放將是巨大而超出想像的。就像5G對於無人駕駛帶來的鉅變一樣,沒有5G,無人駕駛汽車無法實現無延遲的決策,也就是離開5G,無人駕駛是無法真正意義上獲得發展的。同樣,對於3D列印來說,在加工過程中產生的海量資料,也像無人駕駛汽車那樣需要有即時無縫的傳輸和線上分析,以對加工過程實現精確的控制。
Fraunhofer IPT弗勞恩霍夫生產技術研究所和瑞典行動網路供應商愛立信共同開發的歐洲5G工業園區概念,這實際上是第一個全面的5G研究網路,當前的研究專案歐洲5G工業園-開發建立研究生產中的5G基礎設施獲得了強大的市場關注,這主要依靠Fraunhofer IPT的“高效能加工”部門來完成。
Fraunhofer IPT的“高效能加工”部門其他當前的研究專案包括用於航空變速箱的緊湊型和輕型齒輪生產的創新工藝鏈,AdaptCAD-使用機器和過程資料修改三維CAD模型;
AdPro-自由形式,可生物吸收的鎂顱骨植入物的增材製造和全自動後處理;
5GSensPRO-用於生產中監控的基於5G的感測器;EVOLOPRO-複雜生產工藝和產品的進化自適應等。
這些專案體現了Fraunhofer IPT在打造面向未來的自適應生產線方面的深厚造詣和能力。
l 數字建模自適應
AdaptCAD專案是為了解決建模過程與加工過程的偏差,透過收集的資料用於機器模擬,以虛擬生成工件的實際幾何形狀。然後,工件的數字雙胞胎可供生產計劃人員用於計劃進一步的生產步驟。同時,透過在精確的資料基礎上計劃生產程式,可以最大程度地減少製造錯誤,從而可以更可靠地計劃流程鏈,並減少浪費,減少成本。
l增材與減材結合的工藝鏈
值得注意的是,Fraunhofer IPT的“高效能加工”部門的AdPro聯合專案的目的是以頭骨植入物為例,設計和開發鎂制生物可吸收植入物的製造工藝鏈。該過程鏈包括使用粘合劑噴射法對植入物進行增材製造,以及隨後使用銑削進行後處理。
l耦合硬體和軟體
而Fraunhofer IPT的“高效能加工”部門的“ IDEA-數字工程和增材製造的工業化”研究專案的是使基於粉末床的鐳射熔化工藝適合批次生產。為了解決用於增材製造的部件的製造過程仍然非常耗時且昂貴的痛點,針對當前各個加工過程步驟在很大程度上彼此隔離並且涉及大量的人工干預。因此,將增材製造中的工藝步驟聯絡起來,具有節省時間和降低製造成本的巨大潛力。Fraunhofer IPT的“高效能加工”部門透過整個生產線的數字孿生體技術,透過過程模擬,目的將製造過程的產品成本以及開發和生產時間將減少約50%。最重要的是,透過有效地耦合硬體和軟體激發過程巨大的潛力。
位於德國亞琛的歐洲5G工業園區範圍示意圖
在3D列印方面,Fraunhofer弗勞恩霍夫IPT工業生產技術研究所透過亞琛增材製造中心(ACAM),連線增材製造研發領域的中堅力量,透過正向創新賦能價值創造,在全球範圍內為製造企業提供歐洲領先科研機構多年來積累的增材製造專業技術,並透過社群、聯合研發、以及專業教育服務,幫助企業應對增材製造技術在應用中的挑戰。
隨著歐洲最大5G工業園區網路啟動,Fraunhofer IPT勢必將增材製造與5G深度結合,從而將增減材結合的生產線的發展向自適應的方向推動。
回覆列表
應邀回答本行業問題。
歐洲的5G技術並不落後,而且從2G時代開始,歐洲的通訊業其實一直都是很強的。
歐洲在行動通訊領域從2G時代開始技術一直也沒有落後。最開始的1G時代,也就是模擬通訊時代,那個時候百家爭鳴,歐洲就有多種行動通訊制式,分散了力量。1G時代,是美國的行動通訊制式AMPS取得了領先的時代,當時的美國的摩托羅拉是1G時代最成功的通訊企業,可以說是取得了1G時代的勝利。
2G時代,也就是數字電話時代,歐洲吸取了1G的教訓,在歐洲內部整合了力量,推出了統一的制式--GSM,並且迅速的全球推廣,成為了全球部署最廣泛的行動通訊制式,牢牢的佔據了2G時代的霸主地位,也因此湧現出來了愛立信、諾基亞、阿爾卡特、西門子等一系列的通訊製造業巨頭公司。
雖然在2G時代後期,高通的CDMA出現,強勢來襲,但是由於CDMA一直被高通壟斷,鉅額的專利費之下,始終也沒有形成對GSM的強烈衝擊,組網規模上遠遠不如GSM,說是2G時代是GSM和CDMA爭鋒的時代,從某種程度上是給CDMA臉上貼金。
不過,在高通的絕對的大牛安德魯-維特比的不斷的鼓吹下,當時的通訊業認為CDMA是唯一可以解決同頻複用問題的技術,也因此在當時的三大3G的國際標準都是以CDMA為核心的,也就是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。
不過即使是3G時代高通如此強大,由於當時全球主要的行動通訊製造業企業都在歐洲,歐洲憑藉著龐大的工業能力和研發能力,3G三大標準之中的WCDMA依然是最成熟的網路技術,也是全球最廣泛被部署的網路制式。就當時的技術標準而言,中國的TD-SCDMA是由於美國需要拉攏中國對抗歐洲才被確立為國際標準的,也可以看到當時歐洲的通訊業有多麼的強大。
3G時代由於高通掌握了CDMA的核心專利,而可以向當時的通訊業,包括運營商、裝置商、終端廠家收取"高通稅",不過這種局面在Wimax強行的推開了ITU的大門成為了第四個國際3G標準之後有了變化。
當時的通訊業發現了原來OFDMA也可以解決同頻複用的問題,而且還可以避免CDMA的同頻干擾,於是3GPP開始了基於OFDMA的LTE演進之路。
當時的3GPP是歐洲為了推廣UMTS才建立的組織,後來中國也加入了3GPP。
同時高通拉了幾個小夥伴,搞了一個3GPP2,開始沿著CDMA2000--EVDO revA--EVDO REvB--UMB的路線開始演進,中國同時也加入了3GPP2。
但是後來由於種種原因UMB夭折了,高通也轉向了LTE,這樣一來,在4G時代實際上是3GPP一家獨大的局面。Wimax後續演進的IEEE 802.16m基本上是紙面的標準。
在3GPP之中,目前形成了中國、歐洲、美國三足鼎立的態勢,但是其中歐洲依然是不可小視的力量。
在2/3/4G時代之中,美國的通訊製造業進一步的衰落,高通賣出了裝置製造給愛立信、北美加拿大的北電破產、摩托羅拉移動被賣給了谷歌後又賣給了聯想,朗訊被阿爾卡特收購,後來阿爾卡特朗訊又被諾基亞收購,整體上歐洲完成了對美國通訊製造業企業在行動通訊領域這塊的全面收購。在4G時代,美國在行動通訊領域的裝置廠家已經可以說是全軍覆滅了。而同時可以被劃分為美國陣營的三星也在裝置製造之中受到了重創,基本上被從裝置製造這塊踢出了國際市場。
在4G時代之中,在通訊製造業中國強勢崛起。全球的通訊製造業之中華為、諾基亞、愛立信、中興分列一到四位。
在5G目前的行動通訊制式的競爭之中,歐洲也沒有落後。目前我們說的5G基本都是在指3GPP下的5GNR,5G有三大應用場景,分別是eMBB(增強型移動寬頻)、URLLC(超高可靠低時延)、mMTC(海量機器類終端通訊),現在5GNR的標準制定完成了R15版本,主要是對eMBB的支援,未來的URLLC和mMTC還需要在2020年左右定版。
在5GNR的標準必要專利之中,歐洲的通訊業巨頭諾基亞和愛立信依舊是5G標準必要專利的主要擁有者。
隨著高通的2/3G專利逐漸過期,而高通在4G之中缺乏核心專利,使得高通的霸主地位得到大大的削弱,高通原來的強制反向授權已經失效。在5G時代,各個手機終端廠家也需要按照手機的數量向愛立信、諾基亞繳納一定的專利費用。在這裡,也可以看到在5G技術之中,歐洲其實並沒有落後。
總而言之,現在在行動通訊領域這塊,依然是中國、歐洲、美國三足鼎立的局面,歐洲在行動通訊領域的技術力量依舊是比較強大的,從技術角度來說,並不能說歐洲的5G技術是落後的。