5G的無線傳輸速率高達每秒10G比特，時延不到1毫秒，5G帶來高密度海量數據的即時傳輸，5G對於3D打印潛力的釋放將是巨大而超出想像的。就像5G對於無人駕駛帶來的鉅變一樣，沒有5G，無人駕駛汽車無法實現無延遲的決策，也就是離開5G，無人駕駛是無法真正意義上獲得發展的。同樣，對於3D打印來說，在加工過程中產生的海量數據，也像無人駕駛汽車那樣需要有即時無縫的傳輸和在線分析，以對加工過程實現精確的控制。

2020年初，Fraunhofer IPT弗勞恩霍夫生產技術研究所和瑞典移動網絡供應商愛立信共同開發了“歐洲5G工業園區”的概念，這實際上是第一個全面的5G研究網絡，在亞琛園區測試新移動網絡技術在生產控制與物流方面的應用。目前這一項目獲得了積極的進展，愛立信與德國電信2020年4月9日已經在亞琛啓動用於生產環境的5G專用網絡。

圖片：歐洲5G工業園區

未來已來的5G新時代

5G可以高效的滿足機器、服務器和智能傳感器網絡中對無線通信的新要求：藉助新的移動無線電標準，可以在傳感器與雲和大型系統之間高速且低延遲地傳輸大量數據以確保現場級別的即時通信，包括在線監測、在線自適應調整、控制生產應用程序。

2020年4月9日，德國電信和愛立信在亞琛工業大學（RWTH）亞琛與Fraunhofer園區啓動了首個5G獨立專用網絡。合作伙伴將與其他中心互聯產業（CCI）成員一起爲未來的工廠開發新的解決方案

根據德國電信，5G網絡特別適合對加工性能要求苛刻的工業應用，而要建立圍繞5G專用網絡的完整解決方案，至關重要的是要有一個測試場所，通過歐洲5G工業園區的生態系統合作伙伴的合作，產品製造商和設備製造商可以在這些測試場上測試其關鍵應用程序以確保其成功。

圖片：歐洲5G工業園區-亞琛工業大學

這種端到端的5G專用網絡系統是基於在德國電信5G頻譜中運行的愛立信5G獨立技術。是全球首個在生產環境中完全以無線方式運行5G新無線電系統的領導者。愛立信作爲移動基礎設施的提供商，正在引領5G標準化，並且是當今在移動市場中提供5G系統並將其在許多國家推廣的少數幾家公司之一。在亞琛歐洲5G工業園區，項目合作伙伴重點研究七個子項目中的不同應用場景-包括監視和控制高度複雜製造過程的5G傳感器，移動機器人，物流和多站點生產鏈，分佈式製造控制，區塊鏈，邊緣雲等。

去年，德國電信和愛立信已經建立了一個基於LTE 的雙片式園區網絡。中心互聯產業（CCI）成員的合作重點在於識別和開發新解決方案和應用程序，這些解決方案和應用程序有可能在工業環境中提高生產率。通常先在CCI園區環境中共同測試和實施解決方案原型，直到可以投入生產爲止。爲此，通過模擬真實的生產環境，從而可以將新解決方案有效地轉移到真實的生產運營中。

5G獨立專用網絡完全獨立於公共網絡，可在園區內提供專用連接。網絡服務器，獨立核心和無線電系統都位於園區中，因此，專用網絡中的數據永遠不會離開園區。在5G標準中，這些應用稱爲uRLLC應用，縮寫表示“超可靠和低延遲通信”。這些服務需要最短的響應時間，並且絕不能失敗。

根據3D科學谷的市場研究，Fraunhofer IPT弗勞恩霍夫生產技術研究所的5GSensPRO項目是“歐洲5G工業園區”的有力支撐。5GSensPRO項目專注於六個模塊的交互：

- 智能傳感器硬件，用於通過5G進行數據預處理和無線電傳輸

- 用於傳感器控制和評估記錄數據的軟件

- 基於移動的跟蹤功能，用於識別組件並自動分配適當的加工過程和物流數據

- 統一的通信協議，用於數據傳輸以及傳感器和其他組件的耦合，從而快速，簡單地擴展整個系統

- 可視化界面，用於智能設備和其他終端設備

- 智能傳感器雲作爲數據處理，分析和傳輸到其他系統的基礎架構

圖片：歐洲5G工業園區-Fraunhofer IPT室內GF加工設備

新的5G移動無線電標準確保了傳感器系統與基站和設備之間的無線通信。傳感器獲取的數據在雲系統中存儲和聚集，在雲系統中，數字孿生體獲得了進化的空間，不僅可以優化設備的加工工藝，還藉助跟蹤功能和識別當前組件的能力，從而清楚地分配所有加工過程和物流任務。

5G無線通信使得Fraunhofer IPT弗勞恩霍夫生產技術研究所的5GSensPRO系統可用於任何製造策略，因爲組件和機器之間的相對運動非常複雜，這是現代化智能製造和創新產品的典型特徵。5G技術的數據速率和低延遲特點爲實時控制高動態過程提供了新的可能性，其處理速度可以滿足現代生產工廠效率的要求。

Fraunhofer IPT弗勞恩霍夫生產技術研究所的5GSensPRO系統提供了一種控制方法，該方法通過在分析中包括歷史數據，從而適應不斷變化的運行條件併爲設備的長期自我優化能力鋪平了道路。結合基於雲的數字孿生技術，不僅可以預測生產結果，而且可以比以前更可靠地預測維護要求和故障風險。

3D打印領域，2015年9月，ACAM亞琛增材製造中心有限公司的奠基儀式在亞琛舉行，這是基於Fraunhofer IPT生產技術研究所、Fraunhofer ILT激光技術研究所、亞琛工業大學等工業研究領域成員的合作。

視頻：ACAM：爲探索增材製造的複雜潛能導航

ACAM致力於爲製造企業提供一站式的增材製造專業技術，成立以來積累了不同先進科研領域的專業知識，並通過提供聯合研發、諮詢、專業技術培訓和教育服務、軟件和系統工程以及定製服務，幫助企業應對增材製造技術在應用中的挑戰。

隨着歐洲5G工業園在亞琛的建設，新的5G網絡覆蓋亞琛工業大學、ACAM、Fraunhofer亞琛研究園區一平方公里的區域。在參與項目合作的機房中，室內近7000平方米，安裝了代表激光製造、機加工、3D打印等等領域的製造技術。

亞琛正在重新撰寫工業史，Fraunhofer弗勞恩霍夫IPT工業生產技術研究所通過歐洲5G工業園區，正在創建一個全球獨特的生態系統，在工業4.0環境中開發和應用5G技術。

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