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6G是否將引領製造業的革命?
 

【作者: Roger Kauffman】   2024年05月29日 星期三

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6G以更快的速度、更低的延遲和更大的容量超越 5G,使無數應用受益,特別是製造業。對於透過 Wi-Fi 達到高效率運作的工廠而言,將整個製造運作的通訊基礎設施升級到 6G,將是一次不可錯過的製造模式轉變。


6G即將為行動網路帶來下一次演進。6G 將以更快的速度、更低的延遲和更大的容量超越 5G,使無數應用受益,特別是製造業。雖然這項技術還需要數年時間才能實現,但製造商應該開始考慮 6G應用的可能性以及做好準備,以計畫未來發展。


5G向6G 過渡:重大的變革

如今的消費者期待能夠在各種設備間享受更快速而可靠的跨設備使用體驗,包括智慧型手機、穿戴式裝置及車載資訊娛樂系統。為此,網路服務提供商正致力於增強和擴充目前最先進的5G 基礎設施。但這就足夠了嗎?在工廠和倉儲中的工業應用場景中,對快速傳輸大量資料的需求已將 5G 推向極限。對製造業來說,6G的發展已經刻不容緩。


6G預計將於 2030 年開始測試,它標誌著一個全新的連接時代,但這並不是一蹴即就的。如從 4G 升級 5G 一樣,從 5G 過渡到 6G 也需要巨大的基礎設施投資。 6G需要廣泛的覆蓋範圍和更高的頻寬,這意味著需要建設新的發射塔。6G預計將支援前所未有的巨量資料流量,因此光纖網路的部署是必不可少的。除了這些硬體考量,還需要先進的新軟體,以有效地協調錯綜複雜的 6G 網路連接設備。


真正的 6G 依賴毫米波頻率

毫米波頻率(mmWave)是指波長介於 1 到 10 mm之間的無線電頻率。與其他頻段相比,毫米波頻率的主要優勢在於其廣闊的頻寬,能處理大量資料。毫米波頻率還具有低延遲特性,確保快速資料傳輸。這些特性使得毫米波頻率特別適合對速度和可靠性要求高的應用,如 6G應用。


不過,毫米波頻率也有一定的局限性,如傳輸距離較短,且這些訊號容易被建築物、牆壁和樹木等物理物體阻擋。為了確保覆蓋的全面性,使用毫米波頻率的網路需要佈建密集的基地站。毫米波的訊號衰減問題比低頻段更為明顯,為了解決訊號衰減這個問題,大規模 MIMO(多輸入多輸出)天線和高精度、高頻連接器等技術是提高網路性能的關鍵。


6G 如何造福製造業


圖一 : 6G技術基礎設施將促進工業流程的即時監測、控制和自動化,從而提高效率和生產力。
圖一 : 6G技術基礎設施將促進工業流程的即時監測、控制和自動化,從而提高效率和生產力。

將整個製造運作的通訊基礎設施升級到 6G,其帶來的收益必須要能超過其龐大的財務投資。對於透過 Wi-Fi 達到高效率運作的工廠而言,轉向 6G將是一次不可錯過的製造模式轉變。那麼,我們該如何推動 6G 的廣泛應用呢?


即時數位分身

6G 將成為持續推進工業 4.0 的基石,充分發揮人工智慧 (AI)、機器學習(ML)和數位分身技術的能力,這些技術依靠大量資料的即時處理、分析和回應。這樣的技術基礎設施將促進工業流程的即時監測、控制和自動化,從而提高效率和生產力。數位分身能夠幫助及早發現及預防問題,而不是在問題發生後才做出反應。


更智能的供應鏈

「我們所訂購的貨品目前在哪裡?」這類的常見問題將得到解答。在 6G 技術支援下,貨船上的每個貨櫃都可以裝設嵌入式感測器,使其能夠在世界任何地方被即時追蹤。此外,將數位分身技術應用於全球供應鏈,製造商將能預見潛在的延誤與效率問題。


自駕車組裝

想像一下,一家沒有傳送帶的電動車(EV)組裝廠。車輛可以自行行駛過工廠車間,從一個工作站移動到另一個工作站,最終在保險桿安裝機器人、擋風玻璃工作站和最終品質檢驗處停留。最終,完工的汽車駛向街道,前往經銷商或買家處。這些都需要多個系統同時即時收集大量資料,而 6G 將能夠使之成為可能。


自主機器人

前面的例子是假設車輛駛過工廠車間並到達固定組裝工作站,但在其他製造流程中,情況可能恰恰相反。6G 可使行動自主機器人在工廠車間內移動,在不受物理安全屏礙的限制下,完成從拾取和放置到機械組裝的生產任務。



圖二 : 6G 可使行動自主機器人在工廠車間內移動,順利完成從拾取和放置到機械組裝的生產任務。
圖二 : 6G 可使行動自主機器人在工廠車間內移動,順利完成從拾取和放置到機械組裝的生產任務。

保護雲端的關鍵資料

雖然預計 6G 將增強資料安全協定,但沒有任何系統能夠保證絕對安全。每個物聯網設備都有潛在的安全風險,整個網路的安全性取決於其運行軟體的資安強度。最近備受矚目的資料外洩、損失和隱私事件凸顯了雲端儲存資料的脆弱性。對於製造業來說,這一點尤其令人擔憂,因為敏感的專有資訊(包括工廠車間的數位分身資訊)一旦被非法竊取,後果不堪設想。


儘管存在這些問題,6G 仍有望在資料安全領域向前邁出幾步,其中包括:


增強加密功能

6G 預計將採用先進的加密標準,增強資料在網路中傳輸時的安全性,防止未經授權的存取和解密,旨在保護資料在傳輸和雲端儲存過程中的安全。


更強大的身份驗證和授權

6G 有望整合多重身份驗證、生物識別技術和 AI 驅動的行為分析,以驗證用戶身份,從而限制只有被授權的個體能存取雲端的敏感資料。


通過超低延遲實現即時通訊

6G 的超低延遲和即時通訊能力預計將有助於迅速識別和消除安全威脅,讓安全協定能夠迅速處理和預防潛在漏洞的擴大。


預計 6G 將逐步完善

自 1979 年1G技術問世以來,無線技術每十年就會更新一代。作為即將到來的第六代標準,6G在推出後功能不會一躍全面實現。而是將循序漸進開發基礎設施,寬頻提供商將競爭提供最廣泛、最穩定的網路。這一演進過程將與5G相似,5G目前仍在不斷完善以實現全部功能。與4G LTE為5G鋪道類似,6G 也需要數年的發展時間,且可能會不斷反覆演進。從歷史上看,每一代的無線技術都在不斷進步,6G也將不例外。


即使消費者會爭相購買支援 6G 的設備,但製造商在採用6G應更加謹慎。這涉及仔細分析現有的工廠基礎設施、當地6G服務可用性,並充分了解轉型所需的投資成本。


(本文作者Roger Kauffman為Molex莫仕產品管理和行銷資深總監)


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