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技術、標準均不成熟,落地工業互聯網仍需5年

有人說,5G最大的價值不在消費者領域,而是在工業物聯網端,從萬物互聯,到工業自動化,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。從工業整個產業鏈而言,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。業內專家認為,5G在工業領域的成熟落地,至少還有5年的窗口期。

5G工廠效率提升30%以上

5G在工業領域的應用場景,包括物聯網、工業自動化控制、物流追蹤、工業AR、云端機器人等多個方面。“不同類型的5G服務(eMBB、mMTC、URLCC)針對不同的工業自動化應用,mMTC主要面向大規模物聯網業務,能夠連接設備數量龐大,可以讓物聯網的發展更為廣泛。URLLC能夠超可靠低時延,適合機器間通信,可以為工業自動化等需要低時延、高可靠連接的業務。”國際分析機構IHS的5G分析師Syed Mohsin Ali以及Alex West表示5G在工業物聯網領域擁有廣泛的應用場景。

從各大運營商主導的場景來看,在工業制造領域,利用5G網絡的高帶寬特性,實現高清視頻回傳,協助遠程專家指導;并將5G網絡的低時延特性,創新應用于遠程機器人的精確控制,達到人機協同,以便機械臂在特殊場景下完成快速反應。如Google AI Lab與優傲協作機器人合作,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的任務,以便適應不同的工業場景需要。

今年4月,虹信公司“5G智慧工廠”正式進入生產階段,該工廠前身為華中地區規模最大、自動化程度最高的無線產品制造基地。改造后,由機械手自動焊接、組裝,通過5G網絡隨時上傳工作狀態,云端平臺統一管理,幾乎不需要人為干預。相關工作人員表示:基于5G的工業控制交互操作把工廠智慧化管理變為可能,生產效率較改造前提升30%以上。

在愛立信等巨頭企業的5G設想里,5G通信技術的運用常?;岣納頗騁幌附詿傭淳瞇б嫻奶嶸?,比如愛立信和德國弗勞恩霍夫生產技術研究院合作進行工業流程的改善,實時檢測生產制造過程中的缺陷。在他們測算中,某零件的返工率曾高達25%,引入5G與物聯網技術實現自動化后,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,全球葉盤的產量大概一年10萬片,這就意味著,通過5G技術實現實時監控,一年可以節省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生。通過計算機視覺、人工智能和5G技術,打造虛擬危險區,如果有人進入這個“危險區”,5G高速率低時延的特性發揮出來,機器臂會立刻自動關閉,避免對人造成傷害。

廣泛應用于生產線的優傲機器人大中華區總經理Adam Sobieski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“智能制造”,而融合及利用有關數據支持其有效運作就是依靠5G技術。5G技術將會帶來大量的產品、工藝變革,在這個過程中許多廠商需要快速適應新的生產工藝要求,這也帶來了柔性化生產的挑戰,優傲也在積極拓展與5G設備生產的制造商合作機會,幫助企業降低自動化門檻、迅速適應變化。

一線企業需求不足

然而,以上這些恢宏想象力,并沒有出現在一線企業人員的眼中。

一家市場份額較高的物聯網企業產品遍布各行各業,比如畜牧業管理上,通過貼耳標,就能實現追蹤識別檢測管理。但其相關人員卻告訴記者,5G雖然能夠實現物聯網領域廣連接,但從他們角度而言,需求不大,2G便夠了。

基于工業4.0規劃,博世近期推出了一款內置多個微機電傳感器的VR手套,無須5G助力,就能基于創新算法實現精準的手勢識別和追蹤,可進行手部動作仿真,并可以實現精準的手勢識別和追蹤,進行量化分析,從而改善工業流程,提高經濟效益。

5G的必要性與行業通用性的價值,在工業互聯網領域正遭到挑戰。

一位長期為工廠提供信息化服務的業內人士王秋晨(化名)告訴《IT時報》記者,即使他看好5G技術的發展前景,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、品控、設備管理、產品研發多個領域,通過現有的網絡環境,每個領域都可以做到自動化與智能化。比如物流環節,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以及協同各級分管單位,物流單位,組織生產所需材料工藝設備等全部生產要素以滿足客戶的交期與質量要求。

沒有5G的加持,當前工業物聯網、智能制造按照特定的速度發展起來。在王秋晨眼里,5G似乎沒有特別適合的位置。

“信息化和工業化的融合,依托于網絡環境。無線Wi-Fi容易受到干擾,有線容易被挖斷光纖, 斷網將帶來生產上的巨大損失, 我對5G的期待,穩定性遠高于它的高速率特性。”王秋晨說道,工業領域生產過程中的故障導致停工,往往會影響整條生產線,甚至整個產品交付周期,王秋晨的好幾個客戶都發生過斷網影響到生產的情況,為確保穩定性,工業領域的控制系統還是以本地為主,5G時代到來較為直接的好處是,不被“有線”束縛,網絡的可靠性提高了。

王秋晨的擔憂是,當前中國工業物聯網的發展水平實在不均衡。在Adam Sobieski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知名的企業,還是位于中國東莞以高素質、高密集勞動力著稱的3C工廠;無論是大規模批量生產玩具的制造商,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。

“目前工業互聯網主要是指工業4.0,大多數中國制造型企業中的機床、生產設備等等仍然停留于工業3.0之前,有的處于2.0、1.0階段,很多行業80%都依賴人工。”王秋晨說,“人工能夠搞定的業務,生產企業看不到長期利益。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,制造業本身財務收緊,一向現金流很差,很難拿出幾百萬、上千萬去做純支出的智能化建設。”

另眼看5G

工業通信服務質量尚無法保證

英特爾中國區物聯網事業部首席技術官張宇表示,對于工業互聯網而言,僅憑5G遠遠不夠。因為低延時如何控制在通信協議中沒有完全解決,因此服務通信質量不能充分保證,而工業應用中對延時的要求更加苛刻,必須有新的技術進行輔助。這就是為什么業界如今在普遍探討TSN(時間敏感網絡)的原因。

王秋晨同樣考慮5G生態,5G通信技術發展起來后,還需要配套的軟件去支撐,當下都是集中式系統,5G配套的分布式系統發展也需要一定的時間。

IHS的5G分析師Syed Mohsin Ali以及Alex West專家們還強調一點是,制造業是一個技術采用周期比消費者長幾倍的領域。例如,行業中大多數新連接的節點仍然是基于現場總線的,以太網還沒有成為默認技術。如前所述,我們仍處于5G部署的初期,在工業領域采用這種技術發展還需要5-7年的時間。

此外,5G的發展,還帶來了新的安全問題需要解決。比如,4G時代面臨的網絡安全問題還將在 eMBB 中延續,并在低時延業務(uRLLC)擴大了網絡攻擊面。360的安全專家黃琳告訴《IT時報》記者,針對特殊垂直行業結合工業領域,5G 使得以前難以實現的場景變得可行。在安全性方面,uRLLC 會使原來不聯網或相對封閉的網絡連接到互聯網上,這無形中擴大了網絡攻擊面。未來更多關鍵基礎設施和重要應用,都會架構在 5G 上。工業物聯網具備很高的商業價值,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。

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