Fraunhofer也測(cè)算了引入5G改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，傳統(tǒng)葉盤加工返工率高達(dá)25%，意味著每加工4個(gè)葉盤中就有1個(gè)需要返工。這個(gè)成本是非常高的，降低返工率就可以產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

如果通過(guò)引入5G與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化后，返工率可以降低10%，就相當(dāng)于減少了單位產(chǎn)品的加工時(shí)間。換算成機(jī)器成本的話，單葉盤成本可以降低3600歐元，全球葉盤的產(chǎn)量大概一年10萬(wàn)片，這就意味著，通過(guò)5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，一年可以節(jié)省3.6億歐元的成本。

二、采礦行業(yè)

礦業(yè)是全球經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)規(guī)模巨大，全球前40家礦業(yè)公司年收入總和就超過(guò)了5000億美元。

提高采礦行業(yè)的盈利能力，要求在采掘效率、運(yùn)輸和金屬提取技術(shù)方面不懈的努力，來(lái)最優(yōu)化礦石的流動(dòng)效率。然而，在這些方面增加的投入?yún)s面臨著邊際效應(yīng)遞減的問(wèn)題。自動(dòng)化正在成為采礦行業(yè)新的機(jī)會(huì)和焦點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的一個(gè)前提條件是，礦區(qū)內(nèi)要有比較完善的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和連接能力，礦區(qū)內(nèi)環(huán)境惡劣，部署移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)比較好的解決方案。

瑞典的Boliden公司是世界頂級(jí)礦業(yè)公司之一，在全球有8個(gè)礦場(chǎng)，其中位于瑞典北部的Aitik礦場(chǎng)是歐洲最大的露天礦場(chǎng)。Boliden和愛(ài)立信聯(lián)合成立了一個(gè)研究小組，來(lái)探索5G技術(shù)如何幫助采礦行業(yè)提高效率和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

Aitik是一個(gè)快速擴(kuò)張的礦場(chǎng)，為了獲得銅礦石，必須轉(zhuǎn)移大量的巖石。每年在礦場(chǎng)內(nèi)來(lái)回運(yùn)輸?shù)氖�頭的量都在增長(zhǎng)，根據(jù)礦石所處位置，巖礦比不同，平均下來(lái)每獲得一噸銅礦石就要移額外移動(dòng)一噸的巖石。Aitik目前的年產(chǎn)量是3600萬(wàn)噸礦石，并且預(yù)計(jì)很快會(huì)增長(zhǎng)到4500萬(wàn)噸，這樣需要移動(dòng)的巖石的量也會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)。

礦場(chǎng)內(nèi)的復(fù)雜和繁忙程度非常高，為移走巖石而增加巨型設(shè)備，以及保持住這些新增設(shè)備的利用率都不是一件簡(jiǎn)單的事。

另外，礦石都是通過(guò)鉆孔爆破獲得，每次爆破都會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，只有等這些有毒氣體被驅(qū)散后，人類才能進(jìn)入礦區(qū)進(jìn)行挖掘作業(yè)，這些都是影響采礦效率的因素。

針對(duì)這些問(wèn)題，比較好的解決方案是自動(dòng)化和遠(yuǎn)程控制設(shè)備。

自動(dòng)化鉆機(jī)可以按照預(yù)設(shè)的路徑自主從一個(gè)鉆孔自動(dòng)移動(dòng)到下一個(gè)目標(biāo)鉆孔，并且可以自動(dòng)重復(fù)任務(wù)。傳統(tǒng)上需要人工在現(xiàn)場(chǎng)操作設(shè)備來(lái)移動(dòng)鉆機(jī)，如果某個(gè)任務(wù)或者移動(dòng)路徑并未被預(yù)先設(shè)定好，操作人員可以借助鉆機(jī)上裝備的攝像頭遠(yuǎn)程控制他們的移動(dòng)。

大多數(shù)情況下，自動(dòng)化已經(jīng)能完成大部分工作，然而少數(shù)只有人才能做出評(píng)估決策的情況下，比如對(duì)巖石狀況的評(píng)估，還是需要人工參與遠(yuǎn)程甚至現(xiàn)場(chǎng)的評(píng)估。

Aitik將5個(gè)傳統(tǒng)鉆機(jī)改造成了有自動(dòng)化和遠(yuǎn)程控制功能的鉆機(jī)，為這些傳統(tǒng)鉆機(jī)安裝了攝像頭，升級(jí)了控制系統(tǒng)，加裝了通信模組，但由于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)帶寬只能支持中等質(zhì)量視頻的傳輸，這限制了遠(yuǎn)程控制的能力。

改造后的自動(dòng)化鉆機(jī)可以將年工作小時(shí)數(shù)從5000小時(shí)提高到了7000小時(shí)，相當(dāng)于Boliden用5臺(tái)改進(jìn)后的鉆機(jī)完成了之前需要7臺(tái)或者更多鉆機(jī)才能完成的工作量。

除此之外，自動(dòng)化同樣減少了對(duì)人員數(shù)量、服務(wù)站、停車區(qū)的需求，降低了礦區(qū)內(nèi)繁忙運(yùn)輸路線的壓力。因?yàn)槿藛T的減少，也降低了礦區(qū)內(nèi)人員安全的風(fēng)險(xiǎn)，Boliden可以在保持設(shè)備量和員工數(shù)量不變的情況下增加爆破工作量。經(jīng)過(guò)測(cè)算，用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行鉆孔和爆破可以為Aitik礦場(chǎng)每年節(jié)省250萬(wàn)歐元。

而要實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化，遠(yuǎn)程控制設(shè)備和高性能通信系統(tǒng)是必須的。目前采礦業(yè)中使用的通信技術(shù)還是WiFi，通過(guò)仔細(xì)優(yōu)化后覆蓋率和性能還可以被接受，但也只能處理自動(dòng)化中簡(jiǎn)單、重復(fù)性的任務(wù)，比如調(diào)整鉆孔的形式。

Boliden之前已經(jīng)在Aitik礦場(chǎng)部署了WiFi通信系統(tǒng)來(lái)滿足控制鉆機(jī)的需要，雖然這樣也提高了一定的生產(chǎn)力水平，但是WiFi的性能還是有很多不足。畢竟WiFi并不是為戶外大區(qū)域覆蓋設(shè)計(jì)的，而Aitik的露天礦場(chǎng)正是這樣的場(chǎng)景。WiFi連接能力有限，也限制了新增連接其他自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備的可能。

大到整個(gè)采礦行業(yè)，小到Boliden這家公司，WiFi通信系統(tǒng)的性能嚴(yán)重限制了自動(dòng)化方面的進(jìn)一步發(fā)展，比如要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜鉆孔、自動(dòng)駕駛礦車、自動(dòng)規(guī)劃和調(diào)度系統(tǒng)等，必須有高性能的通信系統(tǒng)才能滿足這些需求。而5G正是最合適的通信系統(tǒng)，可以處理3D高清視頻的傳輸，大幅提高遠(yuǎn)程操控的精度，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理高度復(fù)雜的任務(wù)。

為實(shí)現(xiàn)礦區(qū)自動(dòng)化的目標(biāo)，Boliden的通信系統(tǒng)需要滿足以下的需求：

首先，要確保實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，這就需要通信系統(tǒng)的大帶寬和低時(shí)延能力；

其次，礦區(qū)內(nèi)的系統(tǒng)要能適配其他的自動(dòng)化和遠(yuǎn)程控制設(shè)備，包括不同品牌和不同的控制系統(tǒng)；

另外，還要實(shí)現(xiàn)全覆蓋，能覆蓋到礦場(chǎng)的所有角落，確保所有的機(jī)器和人員能被連接和定位到；

最后，是在礦場(chǎng)這種復(fù)雜多變的環(huán)境下，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

5G通信系統(tǒng)可以滿足Boliden最高的需求，包括帶寬、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量、時(shí)延和定位。通過(guò)引入高性能的通信網(wǎng)絡(luò)，礦場(chǎng)變得更加安全和高效。雖然有一部分應(yīng)用需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量并不大，但像遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操控機(jī)器這樣的應(yīng)用，只有5G通信系統(tǒng)才有實(shí)現(xiàn)的能力，有了5G的賦能之后，采礦業(yè)會(huì)成為創(chuàng)新領(lǐng)域之一，產(chǎn)生出新的應(yīng)用和商業(yè)模式。

5G賦能，任重而道遠(yuǎn)

解決了時(shí)延和穩(wěn)定性的問(wèn)題，工業(yè)領(lǐng)域大量設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的制約因素就消除了。這個(gè)巨大的市場(chǎng)之前未曾被互聯(lián)網(wǎng)觸及，就好像4G和智能手機(jī)的出現(xiàn)，打開(kāi)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的大門，5G面對(duì)的可能是一個(gè)比移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)更大的機(jī)會(huì)。

因?yàn)?G連接的數(shù)量、提供的價(jià)值、付費(fèi)的能力，都不是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)可以比擬的。所以也有很多人認(rèn)為，5G最大的機(jī)會(huì)在于產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

雖然5G技術(shù)目前還不成熟，大規(guī)模部署和應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走，但我們相信，5G賦能工業(yè)領(lǐng)域的方向是明確的，未來(lái)可期。