“5G，是科技战略的未来制高点。”

——中国工程院院士    邬贺铨

01：5G概述

5G的定义和特征

      5G(5th Generation)，即第5代移动通信技术，是一组结合了网络切片、边缘计算、海量MIMO等无线技术，以及SDN、NFV等网络技术的通信标准，于2013年前后提出，预计于2020年前后全面部署。5G代表着人类现阶段最新的通信技术成果，以实现高带宽、大容量、低延时、低能耗和大规模终端连接为己任。

      国际电信联盟(ITU)给出了5G三大应用场景的定义（见图1）：

●增强型移动互联网(eMBB)：即“高速率”，通信峰值速率提升10倍以上，达到10Gbps，且支持500km/h的移动通信。即使在乘坐高铁时，用户下载一部10GB电影的时间也不会超过10s。

●海量连接物联网(mMTC)：即“广覆盖”，网络能效和流量密度提升100倍以上，连接数密度提升10倍以上。每平方公里的100万台以上的智能终端数量，宣告着连接泛在、智能泛在时代的正式来临。

●超低延时高可靠通信(uRLLC)：即“低延时”，通信延时缩短至(1~10)ms，可靠性提升至99.999%以上。接近极限的响应速度，使车联网、远程手术、增强现实等未来应用场景逐一落地生花。

5G的国际竞争

    在国际竞争中，抢先控制技术标准和产业链的国家，将获得极大的先发优势和行业话语权。在5G战场，大国之间的全要素竞争已趋于白热化。

    早在2015-2016年，我国即将5G列入《中国制造2025》和《“十三五”国家信息化规划》，力争在5G时代实现“弯道超车”；美国接连出台保护高通、制裁中兴、限制华为等针对性政策，不惜一切手段维持通信技术领跑者的地位；日韩依靠精密制造业和通信技术底蕴，在5G商业化案例上已先拔头筹。没有一个国家能够忽视5G即将掀起的科技革命浪潮。

02：5G与计量

      通信技术是一种底层技术。通信技术的每一次飞跃，对社会关系和各个行业的影响广泛而深远。5G 不仅推动了通信技术，也推动了社会发展和业态升级，更推动了人们对未来生活的想象力和创造力。5G在城管、环保、交通，安防等城市管理的应用规划已经形成，在医疗、车联、家居、健康等方面的应用必将改变人类生活方式。相信5G技术在工业互联网领域的应用也将为智能制造增添飞跃的翅膀。

      自古至今，计量技术始终围绕“标准”、“连接”、“传递”、“数据”这几个关键词开展工作，与通信技术有着异曲同工之妙。从智能电能表远程抄表，到数据自动化采集，通信技术对计量行业的技术赋能有目共睹。可以预见，5G将再一次推动计量行业走向新的历史篇章。

      下文将针对 “5G+计量”的未来应用场景展开一些设想和展望。

03：“5G+计量”的应用场景

远程计量

       远程计量是一种覆盖全天候、全范围的新型计量手段，在实现量值传递的量子化和扁平化、保障仪器安全、缩短送检空窗期、减员增效等方面具有重大意义。目前，远程计量的具体实现，除了时间频率参数可直接复现之外，皆采用寄送标准的方式。在寄送和测量过程中，大量外部不可控因素将对测量结果产生影响，或许是近年来远程计量发展缓慢的原因之一。

      5G的出现，为远程计量的完整周期保驾护航，化不可控为可控。凭借广覆盖，未来全国范围内或许最少仅需要建立一套标准；凭借高带宽，寄送过程和测量过程的高清视频可在云上随时存储和调取，消除了运输受损和数据造假风险。另外，随着全自动标准器的研发落地，5G的低时延优势将充分释放，现场进行无人化测量的同时，数据已实时传输至云端和上级实验室，基本排除人为影响。同理，5G或许将重新定义测量审核和能力验证的工作实施流程。

实验室物流智能管理

      目前，大中型计量机构普遍具有较重的器具流转负担。部分机构仍采用传统的人工操作，处理送检器具的登记、入库、拣件、出库、转运、交接等事务，流转效率较低，丢件时有发生，更遑论追溯、优化、数据分析等更高级需求；部分机构在一些环节引入了射频识别（RFID）技术，改善了部分问题，但是仍然不能保证流转周期中的每一个环节始终受控。

      事实上，若把计量机构的实验室看作智能园区，把内部流转看作智能物流，那么上述业内难题都将迎刃而解。与制造业相比，计量机构的业务吞吐量是微不足道的。更何况，智能园区和智能物流是5G的核心应用之一。在5G时代，无人车、无人机、分拣机、仓储机器人等智能化设备，在中心化系统的统筹调度下，分工协作，无缝连接，搭建起一张高效可靠的所内物流智能网络，大大提升计量机构的内部管理水平。目前，无人仓储、无人物流、“最后一公里”无人配送，已出现成熟的商业化案例。2019年3月26日，依托5G网络的天津无人物流园宣布投入使用，为计量机构实验室管理的智能化变革做出了示范。

现场校准的远程控制

      计量行业是典型的高危行业。在实际工作中，易燃易爆、高温高压、化学和生物毒害、电离辐射等风险隐患，始终威胁着一线人员的人身安全。提高一线人员的安全防护水平，一方面，需要狠抓安全生产和规范操作教育；另一方面，更需要注重立足前沿、博采众长，用新技术解决老问题。

      5G远程医疗的应用落地，为计量远程控制打开了新的一扇窗。2019年3月16日，我国首例5G远程手术（大脑起搏器植入）宣告成功，跨距约3000千米，用时约3小时。在5G的保障下，整个系统视频传输即时稳定，主机从机一致性强，打造出了一个“身临其境”的虚拟场景。可以想象，5G时代的远程控制技术，例如无人机高空作业、机械手高压测试、机器人化学试验等，将一线人员与安全隐患彻底隔离，具有极为广阔的发展空间。

“5G+工业互联网”服务

      2017年，国务院出台《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，在智能工厂领域，5G对工业互联网的技术赋能作用，早已成为业内共识。“5G+工业互联网”将给计量行业带来难以估计的发展红利。

      中国信科集团副总经理余少华指出：“工业互联网的一个特征是可溯源。”5G时代，智能工厂中的所有要素将实现万物互联，为实现工业4.0的高质量、精细化的生产标准，核心生产设备在量值、维护和管理方面具有极高的计量要求，包括在线溯源、修正反馈、高频校准等。通过5G的低延时和广覆盖网络，计量机构将有望成为区域工业的数据大脑和支撑中心，必须持续输出实时可靠的线上数据服务，为客户企业的高效生产提供技术保障。

      5G提供了10倍以上的连接数密度和流量密度，大规模传感器集群的部署成为可能，是“熄灯工厂”的硬件基础。海量的传感器的量值传递，对计量技术机构提出了崭新的课题，或许将倒逼整个行业进行业态升级和技术革新。是挑战，也是机遇。

检测过程音像化

      近年来，我国大力推进公信力建设，强调办事留痕、执法留据，音像记录仪逐渐进入了公众视野。从最早试点于公安现场执法，到在法院、海关等公务系统的普及，乃至目前已深入酒店管理、考场监考、食药加工、交通出行等社会生活的方方面面，必须承认，作为原始记录的重要补充，音像记录仪距离计量行业并不遥远。

      在5G时代以前，计量行业由于其特殊性，包括工作环境复杂、工作内容繁多、取证清晰度不足、现场携带不便、证据留存成本高等各种原因，检测过程音像化方面阻力重重，部分胆大妄为的不良机构得以滥竽充数，严重危害行业形象。在5G时代之后，免费流量、海量存储、低功耗设备等外部条件逐步落地，计量行业作为关乎国计民生的重要行业，或许将面临一次彻底的作业流程改造。彼时，数据造假者将无所遁形，德才兼备者将“剩者为王”。

远程培训

      据认监委报告，2018年我国检验检测机构从业人员117.43万人。从业人员的能力提升，主要依赖于平时自学、集中宣贯和机构内部的“传帮带”，从业人员缺乏系统性训练，技术水平参差不齐。

      近年来，部分先行者尝试将培训过程拍摄成视频，发布于互联网上供参研学习，但成果寥寥。究其原因，或许是因为检验检测是一门实践性极强的学科，单向的、灌输式的、按部就班的培训视频，无法满足具体工作的复杂要求。

      远程培训相较于现场培训，是未来发展的主旋律，但是，需要结合具体学科的特殊要求开展深层次探索。计量行业的远程培训，应该与时俱进，充分借鉴私人健身、英语口语等非标准培训行业的成功经验，引入直播互动、实时反馈、场景模拟、碎片学习等新理念，改变过去照本宣科、空谈理论的传统教学法，更加关注实操能力的提升和师生之间的互动。毋庸置疑，5G带来的随处用、“零”延时和高清观感，将促进计量培训乃至整个远程培训行业事半功倍、推陈出新。

04：结束语

      5G，即将改变一切。或许有人坚持认为4G早已够用，那么，请试着重温一下1981年比尔·盖茨的那句“640kB内存对任何人来说都足够了”，或者 1899年Literary Digest提出的“我们有马车，不需要汽车”的观点。

      用现有思维去估量未来发展，无异于刻舟求剑。计量人是一群具有时代精神、创新精神的科技工作者，切忌墨守成规、坐井观天，应该保持初心，拥抱未来，在一波又一波科技浪潮中乘风破浪，把计量事业发展成一轮永远活跃在时代之巅的蓬勃朝阳。

　　2019年6月6日，工信部发放5G牌照，标志着我国正式进入5G商用元年。据毕马威(KPMG)测算，5G在全球的潜在商业价值高达4.3万亿美元。

　　5G时代，是开启万物互联的智能时代。未来已来，5G将给计量行业的未来带来怎么样的改变和机遇，值得每一个计量人深思和探索。

本文来自《中国计量》杂志，原创作者：王道垣、王绪。