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与5G融合后,工业互联网何以“轻装简行”?

千人智库  · 公众号  ·  · 2019-05-27 13:31

正文

导读

“要根据企业自身情况开发定制化的服务和应用。有些企业可能第一时间并没有发现5G的潜力,但我相信这只是时间问题,终有一天5G技术会被‘赏识’。 ”


文:《千人》杂志记者 张玉洁

原标题: 5G赋能工业互联网,“寒冬”将逝,“春日”已来

注: 原文载于《千人》杂志2019年总第71期,转载请注明来源,未注明来源转载将视为侵权。



5G来了!有人说,5G能为现有能源产业的生产、传输、分配及使用带来新的解决方案;有人说,5G可以促进物联网设备在农业上的应用;还有人说,5G能够通过多种方式改善全球医疗保健……


众所周知,5G的出现给各行各业的发展带来了新的机遇。那么,5G在这些行业中扮演着什么角色?5G到底能给具体行业的发展带来哪些影响?对此,本期杂志专访了富士康科技有限公司深圳5G研究所所长、富华科精密工业公司总经理 罗为 ,请他从 制造业 角度出发,谈谈5G在 工业互联网 中的应用。


工业互联网,将信息技术赋予工业现场


工业互联网(Industrial Internet)有时与工业物联网相交叉。具体来说就是把人、设备和材料三个主要的要素相结合,以达到提高工业制造 生产效率 的目的。“工业互联网相对工业物联网来说,涵盖的范畴比较广,相对于我们平常理解的互联网,它更多的是指信息技术在工业制造中的应用。”


罗为


就工业互联网的发展水平而言,罗为认为我国工业互联网有着天然的 优势 和良好的 基础 ,但与一些发达国家相比还有一定 差距 。“工业互联网以制造为基础,我国是制造大国,在制造这一块积累了不少的经验,尤其是在3C电子等方面,所以我国在工业互联网上有一些天生的优势。相比很多其他国家来说,我们有比较好的制造业基础。但相对于德国、日本或者美国而言,我们的制造更多是属于制造业中 技术含量 稍微低一点的地方,所以从工业互联网的应用上来讲,德国、日本和美国在提高 产品质量 上深度要比我国更深一点。”


目前,我国工业互联网发展特点是:在推动过程中起引导作用、占据较多话语权的是BAT(百度、阿里巴巴、腾讯)等 互联网公司 ,移动、电信、联通等 运营商 ,以及政 。“我觉得在工业互联网这一块, 制造企业 也在参与,但是在推动方面它们更多的是处于配角地位。”


罗为提到,工业互联网在我国制造业上应用 前景广阔 。“因为工业互联网主要是设备连接,然后将智能化的信息融入到工业智能制造中,这在提高产品质量、促进产业升级等方面潜力巨大,所以很多制造企业都非常愿意尝试工业互联网,尝试将大数据和通信技术应用到他们的工厂中去。”


图片来自网络


有人说,工业互联网核心层的功能是采集工业数据,因此这个“核心层”应该属于边缘层。对此罗为解释道:“核心和边缘是相对的, 视角 不一样称呼就不一样。对于网络公司而言,设备端离得较远,核心网离得最近,所以设备端是边缘,核心网是核心。但对于制造业来说,例如富士康工厂,工业现场离得最近,所有的通信计算、大数据的采集,都是围绕着工业制造现场来运转的,所以 靠近工厂的设备就是核心层 。因此,核心层边缘层取决于说话人的出发点在哪,并不是说有个绝对的核心或边缘。”


工业互联网的 核心层包括 制造的设备、数据采集传感器的网关、边缘的一些PLC控制器,以及把这些数据的不同格式转化成一个通用标准格式,能够供后端边缘计算、云端的信息处理的一些网关设备。


核心层包含的 工业设备问题 ,如刀具、物流、网关等方面,富士康有良好的解决方案。


刀具问题的解决主要是在传感器方面做振动检测、电流检测,各种方面的传感器进行数据采集,采集完之后进行数据建模,来分析 刀具的使用寿命 。“富士康在刀具的预测性维护方面做了相当多的工作,比如前不久富士康开放了刀具的大数据,举办了工业互联网大数据竞赛,鼓励单位和个人来参加数据分析等等。”


在物流方面富士康引入了 无人导引车AGV 。“在AVB的物流运营方面我们也做了很多尝试,比如将视觉的、自然导航的AGV集成在工业生产的整个系统规划中,来提高生产的效率。”


核心层网关的主要问题在于如何将各种设备的传感器所产生的 数据整合 。在生产过程中有的设备可能用了好几十年,有的设备可能是新的,它们所采取的数据的 制式标准 不同。“我们在这一块做了不少工作,让网关能够采集到这些数据,然后把这些数据整理成后端或者云端能够理解的数据格式,统一进行数据处理,发掘这些数据的关联性,建立模型,从而更好地进行生产规划以及解决一些实际问题。”


图片来自网络


富士康的这些解决方案的 创新点 在于,通过网关、软件、工业互联网平台BEACON等,更好地把工业制造经验提炼出来固化到工业平台上,进行 自动化处理 。“而不是通过有经验的工人,或者一些人员的规章制度,口口相传”。


5G赋能工业互联网,任重道远


工业互联网平台需要5G技术的加持,主要是因为5G作为第五代无线通信,在 技术 方面有所 创新 。“5G最主要的特点是有很宽的频率带宽,使通信能以更高的速度进行传输,能够支持更多的用户,也能够有更低的延迟和更高的可靠度。”


总的来讲,5G在工业的实际应用方面,主要有以下两点 优势 :第一,无线通信相对于有线来讲, 布线更容易,连网更方便, 更有利于满足“少量多样”的现代制造要求。 第二, 对于移动的设备,无线是唯一的通信选择。 “在工厂里,如果是固定的生产线,有线就够了,但是现在的生产线很多时候需要比较灵活的部署。而且有时候生产线里面更多的是使用移动的终端设备,这种情况下5G能为我们带来有线不能提供的通信优势。”


在工厂使用5G技术的过程中, 边缘计算 作用 重大。罗为表示:“这个边缘是相对于网络端来说的,对于工厂来说边缘计算实际上发生在生产制造的核心层,边缘计算使我们能够把更多生产制造的智能能力部署到生产现场。”


边缘计算 带来的 优势 是很明显的。第一, 提高计算通信的效率 。很多数据能够靠近设备端进行处理,这样不仅能够降低通信的延迟,还能提高可靠度。“不需要经过一大串的网络才到基层端,所以通信的环路、计算的环路能够大大地缩小”。第二, 防止信息泄露 。工厂对数据的安全非常看重,边缘计算能够保证数据在本地处理,处理之后能够有效地归还到数据中,不需要经过核心网来进行数据传输。“这样有效地保证了本地数据不出本地厂区,所以安全性会更好。”


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5G在工业领域的应用分 工厂内 工厂外 两个大的方面,工厂内从以太网到下面的操作网络是难度逐渐加深的过程。5G赋能工业互联网,可以说是任重道远。罗为提到,在工厂内,5G在 工业部署 方面还有一些门槛需要跨过。在工厂外,问题主要在于目前5G设备的 成本 比较高。


“5G在工业制造现场更多的是起到像WiFi这样的 无线局域网 的作用。相对于WiFi来讲,5G频宽比较宽,速率延迟,可靠性远远高于WiFi,所以在 技术 上有很多优势。但是从 部署 来讲,还需要跨过一些 政策、频谱 这方面的一些问题。”目前5G所用的频谱大都是 授权频谱 ,对于企业来讲,部署WiFi比较容易,部署5G网络在手续上会更复杂一些。


在工厂外,5G的部署跟公网的5G网络类似,目前设备成本较高。罗为认为这个问题只是 暂时的 ,“我们可以预期随着技术的发展,工艺会更加成熟,生态环境会更加完善,5G成本会因此迅速下降,给5G未来的发展带来更大的推动力。”


5G在工厂的应用,能促进工厂实现 自动化 。罗为解释道,工厂自动化并不是简单地机器替代人,而是更多地强调 人与机器的协同 。“确实有一些无人工厂,从原材料输入到产品输出,整个生产过程中不需要人。但是在实际的生产领域,大多数情况还是需要人。当机器出现问题,或者在有些少量多样的情况下不大可能设置一个生产线,去生产一个少量的产品,这个时候就需要人的灵活配置。”


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在机器与人的协同过程中,5G发挥了重要作用。“人是移动的, 5G会给人带来更高速的、低延时的通信能力 。比如在一些应用场景中让现场的工人使用AR眼镜,这样一来他们不仅能看到实际的生产现场,还能将远端的指示通过AR眼镜显示在视野中间,然后结合远端的指示跟现场的实际场景有效地进行操作。如果没有5G,工人可能就是拿着一个手册,操作的时候需要一边看着设备,一边翻看手册。这样的一种操作方式既不直观,也容易出问题。”


5G可以给制造业实际应用助力,一旦在工厂普及,将会带来哪些 影响 ?对此,罗为有自己的看法: 首先 ,能给智能生产提供非常有效的通讯工具,建立一个像有线通信一样可靠、高速、可控的 无线通信机制 其次 ,工厂使用5G会给其 移动和部署 带来优势。“设备移动性会更高,而不是像有线那样需要经常固定在场景里,而且设备可以做更多模块化的设计,进行更自由的组合来提高生产的灵活度。” 最后 ,对富士康 人才招聘 方面也会带来影响。招聘人数也许会变少,但是对于工人的要求可能会提高。


“我们在招聘重复性比较高的工种上面遇到了一些困难,像90后的工人,对重复性高的这种工作类型兴趣普遍偏低。对于这种重复性高的工作,我们通过5G与工业互联网自动化的设备相融合,能够 降低这种重复性工种的需求数目 ,也会降低对重复性高的工种的依赖性。随之而来, 技术性工种需求会有所提高 。技术性工种能够利用5G技术使用智能化设备,以此来改进生产效率。”


作为5G服务的重点领域之一,工业互联网与5G相融合可能会产生新的 商业模式 。“目前来讲5G的频谱还是由运营商所有,所以5G目前的商业模式由运营商来推动。5G与工业互联网融合,强调的是一个 端到端的解决方案 ,是这个解决方案能够给客户带来怎样的价值。所以工业互联网领域的商业模式不仅仅提供一个通信连接,还要提供包括软件和硬件的一个解决方案,与5G的连接能够有效地结合。只有对垂直行业和技术(不光是5G,还包括大数据、边缘计算等)的生产机理进行深刻理解以形成一个更加 专门的知识 ,才能提供这样一个解决方案。所以从商业模式来讲,更加碎片化的一些服务需求和服务模式会涌现出来,通过 小碎片化的企业来提供这种垂直的解决方案 ,而不是由覆盖范围广的大企业来提供这样一个服务。”


富士康的5G之路


因为富士康在人流、物流、金流、过程流、讯流和技术流方面都有涉及,因此有人戏称“ 富士康是一个六流的公司 ”,对此罗为表示:“这个‘流’从英文来讲,既有flow的意思又有process的意思,这些生产要素包括 物质的流向和流程 。富士康被称为‘六流的公司’,跟富士康发展这么多年来能够管理100多万人的企业特质有关。比如说在人流方面,在用人高峰期,一个工厂每天进来的大概就有两三千人,一天八个小时,每小时招聘进来的人数可能就有三四百,而且还是个平均数。要想有效地将这么多人招聘进来,必须要有一个非常 稳定可靠的流程 。所以富士康不光是生产产品,其在人员招聘、原材料的质量管控、产品和财务管理等方面,都有非常多的经验积累。在工业互联网上,富士康希望能把这些经验通过软件固化到模型中,以达到 经验传承 的目的,也希望把这些经验开放给除了富士康以外的其他企业。”


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在2018年(暨第六届)IMT-2020(5G)峰会上,富士康第一次展示了自己的5G通信系统。8K的视频流通过5G的无线传输到另一端,然后在电视上进行播放。当记者问及8K和5G的结合意味着什么,罗为表示:“8K是目前显示图像技术的最高点,5G是目前通信技术的最高点。8K的传输需要5G的承载,5G也在寻找这样一个高带宽需求的应用,所以 8K和5G是相互依赖的 。不管是在个人消费品还是在工业领域的应用, 视觉部分 都占据一个非常大的比重,大部分的数据传输和数据存储都是视频、照片之类。在工业应用中,视觉信息的信息含量相对于其它的传感器来说, 信息丰富度 远远高于其他传感器,但想要挖掘这些数据,让机器能够理解,需要更高计算机的 算率服务器 来处理,然后应用到具体实践中去。8K和5G提供了这个技术支撑,能将更清晰的影像数据通过5G传输到有计算能力的算率服务器进行处理,然后能够把处理后的数据归还到消费者手中或设备中。”


罗为认为富士康在5G技术上的发展有 两条路 走:第一, 挖掘5G在工业中的应用 。“5G是一种较理想的支持视频传输的技术,举个例子,我们可以把一些视觉的信息通过移动传输到边缘服务器,然后通过边缘计算引导这些机器做一些动作。这是5G在应用方面的一个提升。希望富士康能乘5G的东风,开发出更多5G的应用。”第二, 生产5G通讯设备 。“比如像适合工厂应用的5G基站或者终端能够将这些5G通讯设备开发出来,然后应用在工厂和其它的领域里。”


针对5G技术的普及应用,富士康也有自己的的 战略计划 。“一方面 跟各大运营商、设备商合作 ,将5G技术应用到工厂里,我们希望能够成为首批将5G技术应用到工厂的企业。另一方面也希望在应用中进一步 提升技术能力 。这个技术能力既包括5G的应用能力,又包括5G如果在应用中出现问题,能够最快地在设备应用中得到解决的能力。”


在5G技术日益兴盛的大背景下,从富士康的5G之路出发,罗为认为中国的企业要想与时俱进,获得新商机,需要把握好以下两点:第一,企业要用 开放的心态对待新技术 ,准确判断新技术能给自身发展带来哪些助力;第二,企业







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