自去年正式商用以來，5G技術的應用落地，已成為(wei) 當下熱門話題。
截至2020年7月底，我國已累計開通5G基站超46萬(wan) 個(ge) ，計劃2020年底開通超過60萬(wan) 個(ge) 基站，覆蓋全國地級以上城市。基礎設施鋪設的背後，龐大的5G應用場景初現，工業(ye) 互聯網首當其衝(chong) 。
中國科學院院士尹浩此前表示，人類社會(hui) 正邁進萬(wan) 物互聯的智慧時代，工業(ye) 互聯網將引發製造模式的巨大變革。2019年，我國工業(ye) 互聯網產(chan) 業(ye) 規模已達到2.13萬(wan) 億(yi) 元，預計2025年，這一數字將突破5萬(wan) 億(yi) 元。
“目前5G在製造業(ye) 的應用，已經形成一定的典型工業(ye) 應用場景，包括5G+遠程運維、5G+工業(ye) 控製、5G+倉(cang) 儲(chu) 物流等。”近日，在21世紀經濟報道主辦的“2020中國智造業(ye) 年會(hui) ”上，賽迪顧問股份有限公司副總裁董凱在發布《2020中國新基建產(chan) 業(ye) 賽道與(yu) 投資價(jia) 值研究白皮書(shu) 》時，將“5G+工業(ye) 互聯網”列為(wei) 當前五大核心賽道之首。
而作為(wei) 5G技術在工業(ye) 製造領域的“集大成者”，5G數字工廠的發展也吸引著人們(men) 的目光。隨著包括聯想集團等眾(zhong) 多企業(ye) 的5G應用進入實質性階段，當前我國5G工廠的發展走向了新的征程。
5G重塑智能工廠
業(ye) 內(nei) 對於(yu) 智能製造的探索已有多時。早在2013年漢諾威工業(ye) 博覽會(hui) ，工業(ye) 4.0的概念便得以拋出。隨後，圍繞工業(ye) 4.0展開的改革大浪潮，席卷了全球製造行業(ye) 。
事實上，經曆了前三次工業(ye) 革命之後，以信息物理融合係統（CPS）為(wei) 基礎，以生產(chan) 高度數字化、網絡化、機器自組織為(wei) 標誌的第四次工業(ye) 革命中，隨著物聯網及服務的引入，企業(ye) 能夠建立全球網絡，整合其機器、倉(cang) 儲(chu) 係統和生產(chan) 設施。
由此，“智能製造”開始走入人們(men) 的視野，與(yu) 之相對應地，智能工廠成為(wei) 此次革命的核心所在。事實上，通過智能化生產(chan) 係統和網絡化分布式生產(chan) 設施，為(wei) 智能生產(chan) 提供條件，這是整個(ge) 智能製造的精髓所在。
然而，智能製造的發展麵臨(lin) 著諸多挑戰。譬如，如何實現生產(chan) 全要素、全產(chan) 業(ye) 鏈和全價(jia) 值鏈的安全可靠互聯互通，如何實現麵向工業(ye) 生產(chan) 和服務係統的人、機、物網絡化協同等問題還亟待解決(jue) 。
5G技術的加入，則為(wei) 智能製造帶來新的想象空間。“未來5G的應用，可能80%都將在製造業(ye) 上，”董凱判斷道。他表示，製造業(ye) 的重要訴求在於(yu) 零部件檢測上，這是一個(ge) 大的集成裝置，需要無線傳(chuan) 播技術、超高清視頻等，而這一切目前僅(jin) 5G技術能夠滿足，“部分工業(ye) 製造企業(ye) 集成5G模塊後，在工業(ye) 控製層有極大機會(hui) 打開新的藍海。”
IDC中國高級研究經理崔凱則進一步指出，當前傳(chuan) 統製造業(ye) 更多停留在自動化階段，5G新技術的應用則有望跨越數字化、網絡化階段，令產(chan) 業(ye) 躍級至智能化場景。
“傳(chuan) 統智能化工廠更多還是通過有線網絡或Wifi網絡來進行數據傳(chuan) 輸，5G網絡則能夠真正實現穩定的無線傳(chuan) 輸從(cong) 而為(wei) 生產(chan) 提供更多的靈活性，”崔凱分析道，“同時5G的一大優(you) 勢在於(yu) 上行及下行的高帶寬速率，在工業(ye) 製造中無論是機器視覺進行產(chan) 品質量檢測，或是機器人控製與(yu) 操作，對帶寬均有嚴(yan) 格的要求。”
同時，崔凱表示，5G技術可以原生支持邊緣計算，將大帶寬或大流量業(ye) 務從(cong) 以數據中心為(wei) 核心轉變為(wei) 部署在邊緣終端，從(cong) 而大大降低延時和響應速度。
中南財經政法大學數字經濟研究院執行院長、《5G新產(chan) 業(ye) 》作者盤和林強調，5G的三大應用場景完全契合智能工廠的未來建設方向。
“5G高速度、低延時、大連接的特點，正在滿足了智能工廠建設，產(chan) 生的最大變化在於(yu) 柔性生產(chan) ，生產(chan) 的適應性變強，使企業(ye) 能夠更好對市場做出反應。”盤和林表示，“另一方麵，智能工廠能夠顯著降低人力成本，並實現產(chan) 品工藝的整體(ti) 提升，使得產(chan) 品標準化程度更高，提高良品率。”
探路5G工廠
作為(wei) 未來的重要投資賽道，國內(nei) 製造企業(ye) 也紛紛將目光瞄準了5G+工業(ye) 互聯網，開始進行5G工廠實踐。
據不完全統計，目前在國內(nei) ，包括聯想集團、中國商飛、海爾集團、三一重工、華菱湘鋼、天津港、南方電網等多家製造企業(ye) 均進行了5G的應用探索，5G工廠的垂直應用場景已覆蓋至航空、3C家電、機械製造、鋼鐵、港口等“大國重器”的領域。
而在這個(ge) 過程中，運營商、通信設備及服務提供商以及相關(guan) 硬件和係統廠商都在積極推進5G工廠相關(guan) 的技術和解決(jue) 方案。
例如，聯想集團早已開始布局，其長期錨定智能化變革的戰略發展方向，憑借獨有的“端-邊-雲(yun) -網-智”架構在“新基建”核心層全麵布局,為(wei) 實現基礎設施的數字化、智能化——即“智慧基建”提供全麵解決(jue) 方案。
與(yu) 此同時，三大運營商也在緊鑼密鼓輸出自己的5G能力。例如，中國移動已與(yu) 愛立信聯手，開展5G智能工廠改造應用試點，該試點由江蘇移動提供網絡環境，愛立信南京工廠作為(wei) 改造對象，智能工廠解決(jue) 方案覆蓋設備檢測管理、環境監測管理、物料供應管理、人員操作交互四種場景，包括智能螺絲(si) 刀等共7個(ge) 具體(ti) 應用解決(jue) 方案。
從(cong) 模式而言，目前大部分的5G工廠的建設是由運營商、設備商與(yu) 製造企業(ye) 聯合進行。在這個(ge) 過程中，各方的密切配合成為(wei) 技術落地的前提和關(guan) 鍵所在。有多位業(ye) 內(nei) 人士直言，當前5G的推廣更多是運營商手握5G網絡去尋找應用場景。而考慮到5G推廣初期建網及運維的高成本，隻是單純建設5G網絡、解決(jue) 信息傳(chuan) 輸需求的意義(yi) 不大，更需要挖掘的是在傳(chuan) 輸基礎上探索智能管控等應用模式。
“整個(ge) 5G工廠確實場景很多，試點項目也很多，但是否真的能夠解決(jue) 產(chan) 業(ye) 痛點，仍需要行業(ye) 知識、背景與(yu) 技術進行深度結合。”崔凱分析稱。
與(yu) 其他廠商相比，聯想集團則走出了自己的5G工廠路徑。今年6月中旬，業(ye) 界首條5G IoT自動化組裝線“量子線”在聯想武漢基地正式投產(chan) ，整條產(chan) 線的設備均通過傳(chuan) 感器及5G技術，將底層數據采集並分發至整個(ge) 後台係統，工作人員即便在後台遠程也能即時知曉整個(ge) 產(chan) 線的運行狀態。此外，今年9月，聯想合肥聯寶工廠內(nei) ，“水星線”和“哪吒線”正式開通並將實現5G局部應用。
需要注意的是，聯想的5G工廠真正實現了技術“內(nei) 循環”。依托聯想自有雲(yun) 網融合技術的5G專(zhuan) 網優(you) 勢，員工操作細節和自動化生產(chan) 線上的傳(chuan) 感器數據均可被實時連接。搭載聯想智能設備業(ye) 務所提供的自有硬件，每個(ge) 工序都能夠被實時記錄並實現生產(chan) 溯源。
與(yu) 此同時，聯想自有數據中心業(ye) 務以及聯想物聯網及工業(ye) 大數據業(ye) 務，為(wei) 海量的生產(chan) 數據提供了穩定且可靠的存儲(chu) 服務。量子線上的AI技術，則來自於(yu) 聯想研究院的能力積累。
在業(ye) 內(nei) 人士人士看來，“內(nei) 循環”的5G工廠應用，一方麵減少了研發成本，同時也強化了團隊的協作性，圍繞關(guan) 鍵設計節點及產(chan) 品開發上能夠更加有效、有針對性地匹配生產(chan) 。換言之，由聯想自身“包辦”的全套解決(jue) 方案，能夠更好地消化生產(chan) 線上的痛點，形成貼合生產(chan) 實踐的獨特智力。
同時，從(cong) 數據及網絡層麵考量，工業(ye) 產(chan) 線也將更加可靠。“聯想這種內(nei) 部建網無疑能夠更加契合自身的需求，掌握數據的基礎上也能更好地依據數據做出判斷，”盤和林直言道，其次該模式能夠保證企業(ye) 對於(yu) 網絡的控製權，保證網絡的可靠性、安全性、隱私性等。從(cong) 一定程度而言，聯想的5G工廠探索具有相當的標杆性價(jia) 值。
有待踏出試點區
盡管5G工廠正在如火如荼地演進，目前絕大多數的應用探索還停留在“試點”階段。
“我們(men) 目前看到5G在工廠的落地，真正大規模商用甚至產(chan) 生直接投資回報的並不多，大家更多還是在做一些嚐試。”崔凱表示。
在他看來，目前絕大多數5G項目並非以盈利為(wei) 目的。“從(cong) 一個(ge) 正常的5G項目而言，在工位需要高清攝像頭，還需要搭配其他具備計算能力的設備，一個(ge) 5G模組也差不多需要1000元左右的成本，再疊加網關(guan) 、5G基站等，單個(ge) 工位成本預計在大幾千元。”
因此，當前大多數企業(ye) 仍隻是鋪設少量的5G產(chan) 線予以嚐試。“如果工位增多，疊加後期的流量傳(chuan) 輸費用、計算平台費用等，成本還需要進一步核算。”崔凱表示，“從(cong) 短期來看，5G工廠的部署很難快速產(chan) 生回報，需要一定的周期。”
此外，由於(yu) 5G剛剛邁入商用，市場和投融資還處於(yu) 起步階段，結合5G新特性的移動化應用生態、運營支持、標準體(ti) 係也尚未成熟。“我認為(wei) 當前5G發展確實還屬於(yu) 較早階段，網絡的普及度其實還不高，如果建立智能工廠，可能要支付一定基礎設施建設費用，”盤和林表示，“同時，傳(chuan) 統工廠與(yu) 智能工廠的一個(ge) 更新迭代，不僅(jin) 涉及設備、也涉及數據、標準等方麵，智能工廠未來在打造製造標準上或許還要下一定的功夫。”
不過，當前進行5G產(chan) 線布局的企業(ye) ，並非沒有大規模推廣的“野心”。通過自身技術內(nei) 循環，將5G工廠模式跑通的聯想集團，便是其中之一。事實上，聯想集團內(nei) 部已經算了筆賬。據聯想武漢製造基地負責人齊嶽透露，量子線的建線成本總計1100萬(wan) 元，而這條生產(chan) 線的投入使用，肩負著許多看不到的意義(yi) 。
據介紹，導入量子線項目後，其產(chan) 線的自動化率一躍提升了2倍，達至41%，後期更將進一步提升至48%。相較之下，傳(chuan) 統組裝線的自動化率僅(jin) 15%至20%，這背後對應體(ti) 現的是人力成本的縮減。
與(yu) 此同時，在5G基礎上應用數據分析、機器視覺技術之後，終端生產(chan) 的良率也得以提升。聯想方麵稱，經內(nei) 部測算，良率每提升1個(ge) 點，大概能節省40萬(wan) 元。
據聯想方麵介紹，目前集團內(nei) 部探索的5G、Smart IoT等領域應用，將率先複製到投資20億(yi) 元、於(yu) 2022年正式投產(chan) 的聯想南方智能製造基地中。與(yu) 此同時，聯想通過自身的實踐落地，也在持續進行對外輸出。聯想集團全球製造工程負責人王曉嵐透露，目前聯想已經開展與(yu) 中國商飛、武漢石化等企業(ye) 的合作，共同探索智能製造轉型的路徑。
“如何在5G技術背景下提升生產(chan) 效率、品質甚至創新商業(ye) 模式，通過技術手段提升企業(ye) 競爭(zheng) 力，關(guan) 鍵仍在於(yu) 深耕行業(ye) ，了解真正的需求及痛點。”崔凱強調，“無論是企業(ye) 自身去布局，或是結合第三方合作夥(huo) 伴去做，最終都需要深耕行業(ye) ，甚至深耕一些應用場景的集成商、解決(jue) 方案商去做相關(guan) 的事情。”
