5G+智能制造,將為規(guī);a(chǎn)賦予生命的流動性和自學(xué)習(xí)能力。
5G+智能制造,將代領(lǐng)我們進(jìn)入下一次規(guī)模浩大的科技產(chǎn)業(yè)革命,讓奇點臨近。
5G+智能制造,將生產(chǎn)制造從資產(chǎn)密集型、勞動力密集型轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒚芗、科技密集型?
5G是近年來全球媒體出現(xiàn)頻次最高的詞匯之一。5G之所以如此引人注目,是因為無論從通信技術(shù)本身還是從由此可能引發(fā)的行業(yè)變革來看,它都承載了人們極大的期望;仡櫲祟惿鐣陌l(fā)展歷程,技術(shù)變革無疑是最大的推手之一。前兩次工業(yè)革命,分別以蒸汽機(jī)和電力的發(fā)明為主要標(biāo)志,其特征分別是機(jī)械化和電氣化。當(dāng)歷史的車輪駛?cè)?1世紀(jì),具有智能化特征的新一輪產(chǎn)業(yè)革命呼之欲出,它對人類文明和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響將不亞于前兩次工業(yè)革命。那么,它的推手又是什么呢?相比前兩次工業(yè)革命,推動新一輪產(chǎn)業(yè)革命的不再是單一的技術(shù),而是多種技術(shù)的融合。其中,移動通信、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能和生物技術(shù),是具有決定性影響的元素。
作為當(dāng)代移動通信技術(shù)制高點的5G,它是賦能上述其他幾項關(guān)鍵技術(shù)的重要引擎。同時我們也可以看到,5G出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展最需要新動能的時候。在經(jīng)歷了幾乎是線性的快速增長之后,中國互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)增長速度在下降,移動電話用戶普及率接近天花板。社會生活的快節(jié)奏激活了網(wǎng)民對短、平、快新業(yè)態(tài)的追求,提速降費減輕了寬帶上網(wǎng)的資費壓力,短視頻、小程序風(fēng)生水起……但這些還是很難擔(dān)當(dāng)起互聯(lián)網(wǎng)新業(yè)態(tài)的大任;ヂ(lián)網(wǎng)的下一步發(fā)展需要新動能、新模式來破解這個難題。被看作互聯(lián)網(wǎng)下半場的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)剛剛起步,其新動能還難以彌補消費互聯(lián)網(wǎng)動能的不足。目前正是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新舊動能的接續(xù)期,在消費互聯(lián)網(wǎng)需要深化、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在起步的時候,5G的出現(xiàn)正當(dāng)其時。
5G是最新一代蜂窩移動通信技術(shù),特點是高速率、低時延、廣連接、高可靠。和4G相比,5G峰值速率提高了30倍,用戶體驗速率提高了10倍,頻譜效率提升了3倍,移動性能支持時速500km的高鐵,無線接口時延減少了90%,連接密度提高了10倍,能效和流量密度均提高了100倍,能支持移動互聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的諸多應(yīng)用。相比前四代移動通信技術(shù),5G最重要的變化是從面向個人擴(kuò)展到面向產(chǎn)業(yè),為新一輪產(chǎn)業(yè)革命需要的萬物互聯(lián)提供不可或缺的高速、巨量和低時延連接。因此,5G不僅僅是單純的通信技術(shù),更是一種重要的“基礎(chǔ)設(shè)施”。
在全社會都在談?wù)?G、期待5G的大背景下,廣東科技出版社牽頭組織了這套叢書的編撰發(fā)行,面向社會普及5G知識,以提高國民科學(xué)素養(yǎng),適逢其時,也頗有文化傳承擔(dān)當(dāng)。與市面上已經(jīng)出版的眾多關(guān)于5G的書籍相比,這套叢書具有突出的特色。首先,總主編薛泉教授是毫米波與太赫茲領(lǐng)域的專家,近年來一直聚焦5G前沿核心技術(shù)的研究,由他主導(dǎo)本叢書的編撰并由其團(tuán)隊負(fù)責(zé)《5G的世界萬物互聯(lián)》這一分冊的撰寫,可以很好地把握5G技術(shù)的科普呈現(xiàn)方式。另外,叢書聚焦5G在垂直行業(yè)的融合應(yīng)用,正好契合社會對5G的關(guān)切熱點。編撰團(tuán)隊包括華南理工大學(xué)廣東省毫米波與太赫茲重點實驗室、廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院、南方醫(yī)科大學(xué)、廣州瀚信通信科技股份有限公司、創(chuàng)維集團(tuán)有限公司等的行業(yè)專家,由他們分別主編相應(yīng)的分冊。這套叢書不僅切中行業(yè)當(dāng)前的痛點,而且對5G賦能行業(yè)的未來也有恰如其分的暢想,對于期待新技術(shù)賦能實現(xiàn)新一輪產(chǎn)業(yè)變革的社會大眾,將是不可多得的科普書籍。本套叢書首期發(fā)行5個分冊。
難能可貴的是,本叢書在聚焦5G與其他技術(shù)融合為垂直行業(yè)帶來巨變的同時,也探討了技術(shù)進(jìn)步可能為人類帶來的負(fù)面作用。在科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步過程中,對人性、倫理、道德、法律等的堅守必不可少。在加速推進(jìn)科技發(fā)展的同時,人類的人性主導(dǎo)和思考能力不能缺席,“安全閥”和“剎車”的設(shè)置不可或缺。我們需要認(rèn)清科技的“雙刃劍”作用,以便更好地?fù)P長避短,化被動為主動。
5G已經(jīng)呼嘯而來,其對人類社會發(fā)展的影響將不可估量。讓我們一起努力,一起期待。
薛泉,教授、博士生導(dǎo)師、IEEE Fellow。前香港城市大學(xué)講座教授、協(xié)理副校長。曾擔(dān)任IEEEMTT-S行政委員會委員、IEEE三個學(xué)術(shù)期刊副主編,兩次獲邀擔(dān)任國際知名大獎“京都獎”提名人,F(xiàn)任華南理工大學(xué)電子與信息學(xué)院院長、微電子學(xué)院院長,廣東省毫米波與太赫茲重點實驗室主任。曾獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎、廣東省自然科學(xué)一等獎、IEEE天線與電波傳播學(xué)會H.A.Wheeler論文大獎(為中國團(tuán)隊首次獲得)等榮譽。
郭繼舜,博士,高級工程師,廣汽研究院智能駕駛技術(shù)部部長,廣汽L3/L4無人駕駛技術(shù)總監(jiān),2017年廣州市高層次引進(jìn)人才。先后在Google X-Lab、百度深度學(xué)習(xí)研究院從事人工智能技術(shù)研發(fā)。
第一章 時代在召喚:第四次工業(yè)革命的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
一、前三次工業(yè)革命
(一)第一次工業(yè)革命
(二)第二次工業(yè)革命
(三)第三次工業(yè)革命
二、第四次工業(yè)革命的開端
(一)德國“工業(yè)4.0”
(二)美國“國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”
(三)日本“工業(yè)價值鏈”
三、機(jī)遇與挑戰(zhàn)
第二章 乘風(fēng)破浪:智能制造是引領(lǐng)第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵
一、初識智能制造
二、智能制造,智能在哪?
(一)智能制造的特點
(二)智能制造的表現(xiàn)
三、拿什么實現(xiàn)智能制造
四、智能制造對新型網(wǎng)絡(luò)的需求
第三章 智能制造的5G升級:產(chǎn)業(yè)大升級的重大機(jī)遇
一、5G+智能制造總體架構(gòu)
二、5G+智能制造關(guān)鍵技術(shù)
(一)5G TSN(時間敏感網(wǎng)絡(luò))技術(shù)
(二)網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)
(三)邊緣計算(MEC)技術(shù)
(四)工業(yè)云平臺技術(shù)
(五)SG網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
三、5G+智能制造探索實例
第四章 基于5G的智能化大生產(chǎn)應(yīng)用:打通智能化生產(chǎn)的任督二脈
一、基于5G的信息物理系統(tǒng)應(yīng)用
(一)海量傳感器接入工廠
(二)工業(yè)云平臺
(三)工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
二、5G驅(qū)動的工業(yè)ARNR應(yīng)用
(一)ARNR助力智能制造的超級柔性部署升級
(二)智能裝配及工業(yè)機(jī)器人的人工接管
(三)專家業(yè)務(wù)支撐與遠(yuǎn)程維護(hù)
(四)基于人工智能教學(xué)與虛擬化培訓(xùn)的技能傳承體系
三、SG云化工業(yè)機(jī)器人
(一)多臺柔性機(jī)器人協(xié)作
(二)低時延的精密同步的工業(yè)控制機(jī)器人編隊
(三)基于大數(shù)據(jù)云平臺的生產(chǎn)技能的優(yōu)化、挖掘與共享模式
四、SG支持下的產(chǎn)品全生命周期的定制化生產(chǎn)
(一)基于SG AR-Cloud的客戶在線定制系統(tǒng)
(二)基于大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)的智能化產(chǎn)品輔助設(shè)計
(三)基于超柔性制造的小規(guī)模定制化生產(chǎn)
五、5G助力智能化的資源配置
(一)5G助力智能化倉儲管理
(二)5G助力智能化物流供應(yīng)
六、5G助力供應(yīng)鏈上下游協(xié)同優(yōu)化設(shè)計
(一)基于5G的供應(yīng)鏈上下游協(xié)同優(yōu)化設(shè)計
(二)5G+協(xié)同優(yōu)化設(shè)計典型應(yīng)用——半導(dǎo)體裝備
結(jié)語
參考文獻(xiàn)
后記