让制造像无人驾驶一样智能，爱立信启动用于生产环境的5G专用网络

5G的无线传输速率高达每秒10G比特，时延不到1毫秒，5G带来高密度海量数据的即时传输，5G对于3D打印潜力的释放将是巨大而超出想像的。就像5G对于无人驾驶带来的巨变一样，没有5G，无人驾驶汽车无法实现无延迟的决策，也就是离开5G，无人驾驶是无法真正意义上获得发展的。同样，对于3D打印来说，在加工过程中产生的海量数据，也像无人驾驶汽车那样需要有即时无缝的传输和在线分析，以对加工过程实现精确的控制。

2020年初，Fraunhofer IPT弗劳恩霍夫生产技术研究所和瑞典移动网络供应商爱立信共同开发了“欧洲5G工业园区”的概念，这实际上是第一个全面的5G研究网络，在亚琛园区测试新移动网络技术在生产控制与物流方面的应用。目前这一项目获得了积极的进展，爱立信与德国电信2020年4月9日已经在亚琛启动用于生产环境的5G专用网络。

图片：欧洲5G工业园区

 未来已来的5G新时代

5G可以高效的满足机器、服务器和智能传感器网络中对无线通信的新要求：借助新的移动无线电标准，可以在传感器与云和大型系统之间高速且低延迟地传输大量数据以确保现场级别的即时通信，包括在线监测、在线自适应调整、控制生产应用程序。

2020年4月9日，德国电信和爱立信在亚琛工业大学（RWTH）亚琛与Fraunhofer园区启动了首个5G独立专用网络。合作伙伴将与其他中心互联产业（CCI）成员一起为未来的工厂开发新的解决方案

根据德国电信，5G网络特别适合对加工性能要求苛刻的工业应用，而要建立围绕5G专用网络的完整解决方案，至关重要的是要有一个测试场所，通过欧洲5G工业园区的生态系统合作伙伴的合作，产品制造商和设备制造商可以在这些测试场上测试其关键应用程序以确保其成功。

图片：欧洲5G工业园区-亚琛工业大学

这种端到端的5G专用网络系统是基于在德国电信5G频谱中运行的爱立信5G独立技术。是全球首个在生产环境中完全以无线方式运行5G新无线电系统的领导者。爱立信作为移动基础设施的提供商，正在引领5G标准化，并且是当今在移动市场中提供5G系统并将其在许多国家推广的少数几家公司之一。在亚琛欧洲5G工业园区，项目合作伙伴重点研究七个子项目中的不同应用场景-包括监视和控制高度复杂制造过程的5G传感器，移动机器人，物流和多站点生产链，分布式制造控制，区块链，边缘云等。

去年，德国电信和爱立信已经建立了一个基于LTE 的双片式园区网络。中心互联产业（CCI）成员的合作重点在于识别和开发新解决方案和应用程序，这些解决方案和应用程序有可能在工业环境中提高生产率。通常先在CCI园区环境中共同测试和实施解决方案原型，直到可以投入生产为止。为此，通过模拟真实的生产环境，从而可以将新解决方案有效地转移到真实的生产运营中。

5G独立专用网络完全独立于公共网络，可在园区内提供专用连接。网络服务器，独立核心和无线电系统都位于园区中，因此，专用网络中的数据永远不会离开园区。在5G标准中，这些应用称为uRLLC应用，缩写表示“超可靠和低延迟通信”。这些服务需要最短的响应时间，并且绝不能失败。

根据3D科学谷的市场研究，Fraunhofer IPT弗劳恩霍夫生产技术研究所的5GSensPRO项目是“欧洲5G工业园区”的有力支撑。5GSensPRO项目专注于六个模块的交互：

- 智能传感器硬件，用于通过5G进行数据预处理和无线电传输
- 用于传感器控制和评估记录数据的软件
- 基于移动的跟踪功能，用于识别组件并自动分配适当的加工过程和物流数据
- 统一的通信协议，用于数据传输以及传感器和其他组件的耦合，从而快速，简单地扩展整个系统
- 可视化界面，用于智能设备和其他终端设备
- 智能传感器云作为数据处理，分析和传输到其他系统的基础架构

图片：欧洲5G工业园区-Fraunhofer IPT室内GF加工设备

新的5G移动无线电标准确保了传感器系统与基站和设备之间的无线通信。传感器获取的数据在云系统中存储和聚集，在云系统中，数字孪生体获得了进化的空间，不仅可以优化设备的加工工艺，还借助跟踪功能和识别当前组件的能力，从而清楚地分配所有加工过程和物流任务。

5G无线通信使得Fraunhofer IPT弗劳恩霍夫生产技术研究所的5GSensPRO系统可用于任何制造策略，因为组件和机器之间的相对运动非常复杂，这是现代化智能制造和创新产品的典型特征。5G技术的数据速率和低延迟特点为实时控制高动态过程提供了新的可能性，其处理速度可以满足现代生产工厂效率的要求。

Fraunhofer IPT弗劳恩霍夫生产技术研究所的5GSensPRO系统提供了一种控制方法，该方法通过在分析中包括历史数据，从而适应不断变化的运行条件并为设备的长期自我优化能力铺平了道路。结合基于云的数字孪生技术，不仅可以预测生产结果，而且可以比以前更可靠地预测维护要求和故障风险。

3D打印领域，2015年9月，ACAM亚琛增材制造中心有限公司的奠基仪式在亚琛举行，这是基于Fraunhofer IPT生产技术研究所、Fraunhofer ILT激光技术研究所、亚琛工业大学等工业研究领域成员的合作。

视频：ACAM：为探索增材制造的复杂潜能导航

ACAM致力于为制造企业提供一站式的增材制造专业技术，成立以来积累了不同先进科研领域的专业知识，并通过提供联合研发、咨询、专业技术培训和教育服务、软件和系统工程以及定制服务，帮助企业应对增材制造技术在应用中的挑战。

随着欧洲5G工业园在亚琛的建设，新的5G网络覆盖亚琛工业大学、ACAM、Fraunhofer亚琛研究园区一平方公里的区域。在参与项目合作的机房中，室内近7000平方米，安装了代表激光制造、机加工、3D打印等等领域的制造技术。

亚琛正在重新撰写工业史，Fraunhofer弗劳恩霍夫IPT工业生产技术研究所通过欧洲5G工业园区，正在创建一个全球独特的生态系统，在工业4.0环境中开发和应用5G技术。