有人說,5G最大的價值不在消費者領(lǐng)域,而是在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)端,從萬物互聯(lián),到工業(yè)自動化,再到自動駕駛,5G的賦能應用都是殺手級別;也有人說,專家口中的5G落地應用場景,是鏡中月。從工業(yè)整個產(chǎn)業(yè)鏈而言,5G的必要性似乎還未有充足的理由說服一線人員。
5G的星星之火,何時能有燎原之勢。業(yè)內(nèi)專家認為,5G在工業(yè)領(lǐng)域的成熟落地,至少還有5年的窗口期。
5G工廠效率提升30%以上
5G在工業(yè)領(lǐng)域的應用場景,包括物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化控制、物流追蹤、工業(yè)AR、云端機器人等多個方面?!安煌愋偷?G服務(eMBB、mMTC、URLCC)針對不同的工業(yè)自動化應用,mMTC主要面向大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務,能夠連接設備數(shù)量龐大,可以讓物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展更為廣泛。URLLC能夠超可靠低時延,適合機器間通信,可以為工業(yè)自動化等需要低時延、高可靠連接的業(yè)務?!眹H分析機構(gòu)IHS的5G分析師SyedMohsinAli以及AlexWest表示5G在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域擁有廣泛的應用場景。
從各大運營商主導的場景來看,在工業(yè)制造領(lǐng)域,利用5G網(wǎng)絡的高帶寬特性,實現(xiàn)高清視頻回傳,協(xié)助遠程專家指導;并將5G網(wǎng)絡的低時延特性,創(chuàng)新應用于遠程機器人的精確控制,達到人機協(xié)同,以便機械臂在特殊場景下完成快速反應。如GoogleAILab與優(yōu)傲協(xié)作機器人合作,訓練較小巧的機器手臂進行機器學習,讓機器人做到過去無法實現(xiàn)的任務,以便適應不同的工業(yè)場景需要。
今年4月,虹信公司“5G智慧工廠”正式進入生產(chǎn)階段,該工廠前身為華中地區(qū)規(guī)模最大、自動化程度最高的無線產(chǎn)品制造基地。改造后,由機械手自動焊接、組裝,通過5G網(wǎng)絡隨時上傳工作狀態(tài),云端平臺統(tǒng)一管理,幾乎不需要人為干預。相關(guān)工作人員表示:基于5G的工業(yè)控制交互操作把工廠智慧化管理變?yōu)榭赡埽a(chǎn)效率較改造前提升30%以上。
在愛立信等巨頭企業(yè)的5G設想里,5G通信技術(shù)的運用常常會改善某一細節(jié)從而帶來經(jīng)濟效益的提升,比如愛立信和德國弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)研究院合作進行工業(yè)流程的改善,實時檢測生產(chǎn)制造過程中的缺陷。在他們測算中,某零件的返工率曾高達25%,引入5G與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)自動化后,返工率可以降低10%,換算成機器成本的話,單葉盤成本可以降低3600歐元,全球葉盤的產(chǎn)量大概一年10萬片,這就意味著,通過5G技術(shù)實現(xiàn)實時監(jiān)控,一年可以節(jié)省3.6億歐元的成本。
英特爾也曾展示如何利用5G來減少工廠事故的發(fā)生。通過計算機視覺、人工智能和5G技術(shù),打造虛擬危險區(qū),如果有人進入這個“危險區(qū)”,5G高速率低時延的特性發(fā)揮出來,機器臂會立刻自動關(guān)閉,避免對人造成傷害。
廣泛應用于生產(chǎn)線的優(yōu)傲機器人大中華區(qū)總經(jīng)理AdamSobieski接受《IT時報》采訪時表示,他們也看到了機遇,工廠大量采用機器人及人工智能(AI)實現(xiàn)“智能制造”,而融合及利用有關(guān)數(shù)據(jù)支持其有效運作就是依靠5G技術(shù)。5G技術(shù)將會帶來大量的產(chǎn)品、工藝變革,在這個過程中許多廠商需要快速適應新的生產(chǎn)工藝要求,這也帶來了柔性化生產(chǎn)的挑戰(zhàn),優(yōu)傲也在積極拓展與5G設備生產(chǎn)的制造商合作機會,幫助企業(yè)降低自動化門檻、迅速適應變化。
一線企業(yè)需求不足
然而,以上這些恢宏想象力,并沒有出現(xiàn)在一線企業(yè)人員的眼中。
一家市場份額較高的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)產(chǎn)品遍布各行各業(yè),比如畜牧業(yè)管理上,通過貼耳標,就能實現(xiàn)追蹤識別檢測管理。但其相關(guān)人員卻告訴記者,5G雖然能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域廣連接,但從他們角度而言,需求不大,2G便夠了。
基于工業(yè)4.0規(guī)劃,博世近期推出了一款內(nèi)置多個微機電傳感器的VR手套,無須5G助力,就能基于創(chuàng)新算法實現(xiàn)精準的手勢識別和追蹤,可進行手部動作仿真,并可以實現(xiàn)精準的手勢識別和追蹤,進行量化分析,從而改善工業(yè)流程,提高經(jīng)濟效益。
5G的必要性與行業(yè)通用性的價值,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域正遭到挑戰(zhàn)。
一位長期為工廠提供信息化服務的業(yè)內(nèi)人士王秋晨(化名)告訴《IT時報》記者,即使他看好5G技術(shù)的發(fā)展前景,但是當前落地應用有限,對一線工廠吸引力不大。
智慧工廠包含物流、車間、生產(chǎn)、品控、設備管理、產(chǎn)品研發(fā)多個領(lǐng)域,通過現(xiàn)有的網(wǎng)絡環(huán)境,每個領(lǐng)域都可以做到自動化與智能化。比如物流環(huán)節(jié),下達指令就能夠讓AGV小車,將特定的材料在特定的時間以特定的數(shù)量,從一個位置傳送到另一個位置,從而減少人工搬運成本。再通過信息化系統(tǒng)和機械臂將材料布置到車間,完成材料的上料、加工、檢測、包裝過程的自動化生產(chǎn)以及協(xié)同各級分管單位,物流單位,組織生產(chǎn)所需材料工藝設備等全部生產(chǎn)要素以滿足客戶的交期與質(zhì)量要求。
沒有5G的加持,當前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能制造按照特定的速度發(fā)展起來。在王秋晨眼里,5G似乎沒有特別適合的位置。
“信息化和工業(yè)化的融合,依托于網(wǎng)絡環(huán)境。無線Wi-Fi容易受到干擾,有線容易被挖斷光纖,斷網(wǎng)將帶來生產(chǎn)上的巨大損失,我對5G的期待,穩(wěn)定性遠高于它的高速率特性?!蓖跚锍空f道,工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)過程中的故障導致停工,往往會影響整條生產(chǎn)線,甚至整個產(chǎn)品交付周期,王秋晨的好幾個客戶都發(fā)生過斷網(wǎng)影響到生產(chǎn)的情況,為確保穩(wěn)定性,工業(yè)領(lǐng)域的控制系統(tǒng)還是以本地為主,5G時代到來較為直接的好處是,不被“有線”束縛,網(wǎng)絡的可靠性提高了。
王秋晨的擔憂是,當前中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展水平實在不均衡。在AdamSobieski長達10年的觀察中,無論是德國寶馬丁格芬工廠這樣自動化程度在全世界范圍內(nèi)知名的企業(yè),還是位于中國東莞以高素質(zhì)、高密集勞動力著稱的3C工廠;無論是大規(guī)模批量生產(chǎn)玩具的制造商,還是小批量多品種的金屬機加工廠,自動化都處于不同的階段,軟硬件基礎差距大,帶來的影響也深遠持久。
“目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要是指工業(yè)4.0,大多數(shù)中國制造型企業(yè)中的機床、生產(chǎn)設備等等仍然停留于工業(yè)3.0之前,有的處于2.0、1.0階段,很多行業(yè)80%都依賴人工?!蓖跚锍空f,“人工能夠搞定的業(yè)務,生產(chǎn)企業(yè)看不到長期利益。而且信息化成本并不低,我們小項目僅軟件也要兩三百萬元,加上硬件500萬元,制造業(yè)本身財務收緊,一向現(xiàn)金流很差,很難拿出幾百萬、上千萬去做純支出的智能化建設?!?/p>
另眼看5G
工業(yè)通信服務質(zhì)量尚無法保證
英特爾中國區(qū)物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部首席技術(shù)官張宇表示,對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)而言,僅憑5G遠遠不夠。因為低延時如何控制在通信協(xié)議中沒有完全解決,因此服務通信質(zhì)量不能充分保證,而工業(yè)應用中對延時的要求更加苛刻,必須有新的技術(shù)進行輔助。這就是為什么業(yè)界如今在普遍探討TSN(時間敏感網(wǎng)絡)的原因。
王秋晨同樣考慮5G生態(tài),5G通信技術(shù)發(fā)展起來后,還需要配套的軟件去支撐,當下都是集中式系統(tǒng),5G配套的分布式系統(tǒng)發(fā)展也需要一定的時間。
IHS的5G分析師SyedMohsinAli以及AlexWest專家們還強調(diào)一點是,制造業(yè)是一個技術(shù)采用周期比消費者長幾倍的領(lǐng)域。例如,行業(yè)中大多數(shù)新連接的節(jié)點仍然是基于現(xiàn)場總線的,以太網(wǎng)還沒有成為默認技術(shù)。如前所述,我們?nèi)蕴幱?G部署的初期,在工業(yè)領(lǐng)域采用這種技術(shù)發(fā)展還需要5-7年的時間。
此外,5G的發(fā)展,還帶來了新的安全問題需要解決。比如,4G時代面臨的網(wǎng)絡安全問題還將在eMBB中延續(xù),并在低時延業(yè)務(uRLLC)擴大了網(wǎng)絡攻擊面。360的安全專家黃琳告訴《IT時報》記者,針對特殊垂直行業(yè)結(jié)合工業(yè)領(lǐng)域,5G使得以前難以實現(xiàn)的場景變得可行。在安全性方面,uRLLC會使原來不聯(lián)網(wǎng)或相對封閉的網(wǎng)絡連接到互聯(lián)網(wǎng)上,這無形中擴大了網(wǎng)絡攻擊面。未來更多關(guān)鍵基礎設施和重要應用,都會架構(gòu)在5G上。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具備很高的商業(yè)價值,會有人去研究5G的脆弱性,對抗、攻擊力量越大,5G就會面臨更大的安全挑戰(zhàn)。