5G+智能制造,將為規(guī);a(chǎn)賦予生命的流動(dòng)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(diǎn)臨近。
5G+智能制造,將生產(chǎn)制造從資產(chǎn)密集型、勞動(dòng)力密集型轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒚芗汀⒖萍济芗汀?
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?yàn)闊o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。回顧人類社會(huì)的發(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(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)通信技術(shù)制高點(diǎn)的5G,它是賦能上述其他幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的重要引擎。同時(shí)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(dòng)能的時(shí)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(dòng)電話用戶普及率接近天花板。社會(huì)生活的快節(jié)奏激活了網(wǎng)民對(duì)短、平、快新業(yè)態(tài)的追求,提速降費(fèi)減輕了寬帶上網(wǎng)的資費(fèi)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(dòng)能、新模式來破解這個(gè)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(dòng)能還難以彌補(bǔ)消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)能的不足。目前正是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新舊動(dòng)能的接續(xù)期,在消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)需要深化、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在起步的時(shí)候,5G的出現(xiàn)正當(dāng)其時(shí)。
5G是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù),特點(diǎn)是高速率、低時(shí)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(yàn)速率提高了10倍,頻譜效率提升了3倍,移動(dòng)性能支持時(shí)速500km的高鐵,無線接口時(shí)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(dòng)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(dòng)通信技術(shù),5G最重要的變化是從面向個(gè)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(shí)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(huì)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(huì)普及5G知識(shí),以提高國民科學(xué)素養(yǎng),適逢其時(shí),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(duì)負(fù)責(zé)《5G的世界萬物互聯(lián)》這一分冊(cè)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(huì)對(duì)5G的關(guān)切熱點(diǎn)。編撰團(tuán)隊(duì)包括華南理工大學(xué)廣東省毫米波與太赫茲重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(cè)。這套叢書不僅切中行業(yè)當(dāng)前的痛點(diǎn),而且對(duì)5G賦能行業(yè)的未來也有恰如其分的暢想,對(duì)于期待新技術(shù)賦能實(shí)現(xiàn)新一輪產(chǎn)業(yè)變革的社會(huì)大眾,將是不可多得的科普書籍。本套叢書首期發(fā)行5個(gè)分冊(cè)。
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(shí),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(duì)人性、倫理、道德、法律等的堅(jiān)守必不可少。在加速推進(jìn)科技發(fā)展的同時(shí),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(dòng)為主動(dòng)。
5G已經(jīng)呼嘯而來,其對(duì)人類社會(huì)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(huì)委員、IEEE三個(gè)學(xué)術(shù)期刊副主編,兩次獲邀擔(dān)任國際知名大獎(jiǎng)“京都獎(jiǎng)”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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。曾獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、廣東省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、IEEE天線與電波傳播學(xué)會(huì)H.A.Wheeler論文大獎(jiǎng)(為中國團(tuán)隊(duì)首次獲得)等榮譽(yù)。
郭繼舜,博士,高級(jí)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(shí)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(jià)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(shí)智能制造
二、智能制造,智能在哪?
(一)智能制造的特點(diǎn)
(二)智能制造的表現(xiàn)
三、拿什么實(shí)現(xiàn)智能制造
四、智能制造對(duì)新型網(wǎng)絡(luò)的需求
第三章 智能制造的5G升級(jí):產(chǎn)業(yè)大升級(jí)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(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò))技術(shù)
(二)網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)
(三)邊緣計(jì)算(MEC)技術(shù)
(四)工業(yè)云平臺(tái)技術(shù)
(五)SG網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
三、5G+智能制造探索實(shí)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(tái)
(三)工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
二、5G驅(qū)動(dòng)的工業(yè)ARNR應(yīng)用
(一)ARNR助力智能制造的超級(jí)柔性部署升級(jí)
(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(tái)柔性機(jī)器人協(xié)作
(二)低時(shí)延的精密同步的工業(yè)控制機(jī)器人編隊(duì)
(三)基于大數(shù)據(jù)云平臺(tái)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(jì)
(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(chǔ)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(jì)
(一)基于5G的供應(yīng)鏈上下游協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)
(二)5G+協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)典型應(yīng)用——半導(dǎo)體裝備
結(jié)語
參考文獻(xiàn)
后記