第五代移动通信（5G）是第一个专门为行业开发的无线标准。自动化如何能从中受益。

使用无人驾驶运输系统时，无线连接是必不可少的。借助 5G，可以同时集成大量终端系统。（图片：库卡）

为什么自动化行业参与5G很重要？

广义上讲，5G是第一个从一开始就考虑到工业用途的无线标准。有两点有力地促进了这种使用，一是5G子范围eMBB（增强型移动宽带）的数据带宽非常高，可达20Gb/s。

此外，在URLLC（超可靠和低延迟通信）子范围内，传输的时间延迟（延迟）极低，低至1毫秒，这几乎等同于 "实时 "传输。例如，当需要传输大量的传感器数据，例如来自视觉系统的数据时，这两个因素就会发挥作用，而且几乎没有时间延迟。

迈克尔-瓦格纳（图片：库卡）

然而，对于库卡公司系统工程部欧洲、中东和非洲地区的开发主管Matthias Paukner来说，第三个性能特征甚至比上述两点更重要："从我们作为系统工程师的角度来看，你可以在5G网络中容纳非常多的同时参与者，这是一个巨大的优势。" mMTC（大规模机器类型通信）子区域能够在每平方公里的区域内连接多达一百万个终端。

Matthias Paukner补充说："这一特点为大型设施提供了强大的优势，例如库卡在汽车制造领域设计和实施的设施。在那里，我们谈论的是众多的机器人和无人驾驶运输系统，在这里，5G网络中可能的大量用户是一个巨大的优势。"

在制造业中支持5G的另一点是，从一开始就通过设计将高可靠性纳入该标准。"库卡机器人部门控制技术主管迈克尔-瓦格纳（Michael Wagner）确信："这在其他无线连接中总是有点关键，5G现在将这一点作为核心竞争力。

5G 特别适合哪些生产应用？

工业 4.0 的一个关键目标是更灵活的生产，可以更快速、更轻松地适应产品范围或系统的变化。例如，这将导致用自动驾驶汽车取代传统的装配线作为运输产品的手段，正如奥迪目前正在测试的那样。对于此类自动导引车 (AGV) 或自主移动机器人 (AMR)，从逻辑上讲，只有无线连接是可能的。这不仅适用于“正常”的无线通信，也适用于关键的“紧急停止功能”，5G 因其速度和可靠性而带来明显优势。

是否所有生产流程都同样适用于 5G？

据专家介绍，这里最重要的是要在生产环境中同时集成多少个移动和非有线系统。“如果网络中这些系统的数量相当多，那么在我看来，这是使用 5G 而不是其他无线技术的明确标准，”Matthias Paukner 说。

在 5G 中，由于载波频率的原因，只能使用相对较小的无线电小区。这不会显着增加硬件成本吗？

Matthias Paukner（图片：库卡）

不必要！在德国，3.7 至 3.8 GHz 之间的频段用于私有 5G 网络。Michael Wagner 说：“这意味着校园网络几乎正好位于 WiFi 的 2.4 和 5 GHz 两个频段之间，当然也具有相同的传播条件和衰减值，例如通过砖石，然而，这也导致了类似的可能应用：就像您必须在生产车间中战略性地放置多个 WLAN 接入点以实现良好的无线电覆盖一样，所谓的室内无线电接入点也可以分布在 5G 大厅中.“虽然这偏离了具有覆盖更大区域的室外天线的移动无线电的经典理念，但它提供了巨大的优势。“

5G 的安全性如何？

作为 5G 标准化的一部分，开发了新的安全措施和概念，以弥补之前 3G 和 4G 标准中的安全漏洞，并为灵活和动态的网络引入安全机制，VDMA 在其关于该主题的指南中强调（见框）。Kuka 专家 Paukner 看到了另一个重要的观点，尤其是与 WLAN 相比：“从安全的角度来看，我认为 5G 网络的优势在于，你在校园网络的专用频段上，而你没有使用普通的 SIM 卡。”

5G 会取代行业中的所有其他无线技术吗？

可能不是。Michael Wagner 认为新技术与其说是替代品，不如说是对其他无线标准的补充：“一方面，5G 对用户来说是一项相关投资。另一方面，其他无线电标准的功能也将得到改善”。他期待共存，他的同事 Paukner 也是如此：“从植物制造商的角度来看，我们看到了 5G 带来的额外机会。”作为一个例子，他列举了一种可能更快、更容易集成新传感器的方法，例如，这可能会导致更灵活的生产。“但首先我们必须仔细检查并给我们的客户反馈。”

想要进入 5G 生产主题的用户公司必须考虑什么？

对于 Kuka 专家来说，可用性问题是这方面最重要的问题——无论是关于 5G 设备还是关于软件的状态。Matthias Paukner：“作为系统制造商，我们依赖于拥有尽可能多的系统组件，这些组件已经‘讲’5G。”支持 5G 的组件范围越大，就越容易在系统中映射 5G 的典型功能。

关于软件的另一个重点是 5G 基础设施的可用发布状态。“目前实施的是哪个版本，相关功能是否满足我的要求？检查那是我的在我看来，这是最重要的一点之一”，Michael Wagner 说。

在您自己的德国工厂内建立私有 5G 网络是否难以获得批准？

自 2019 年 11 月以来，联邦网络局一直在为所谓的“校园网络”提供移动无线电频率。相关行业协会对当地5G网络的奖励条件评价为非常积极。Kuka 专家的观点是：“联邦网络局在这里简化了审批流程。你真的必须积极地强调这一点，”迈克尔瓦格纳说。只能建议任何有兴趣的公司走这条路。

专家们有哪些具体的入门技巧？

作为第一步，Wagner 和 Paukner 建议希望处理该主题的公司分析潜在最终用户的数量。还必须澄清，例如，应用程序是否也必须跨工厂进行。由此可以确定校园网络的规模，可以估计产生的数据量，并可能需要澄清是否还需要通过公共网络在各个位置之间传输信息。Michael Wagner 解释说。

第二个建议是找出当前可用的 5G 版本有哪些可能性。“很多功能取决于版本。如果你依赖某些功能，你就依赖于相应的版本。Paukner 警告说。

第三，建议从小型测试网络开始，以便最初保持较低的硬件支出。“在这种情况下应该您还可以查询供应商规划的 5G 设备产品路线图，以便能够在此基础上规划自己产品的时序和功能。”Paukner 建议道。