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聚焦未来投资核心赛道 中国5G重塑智能工厂

来源:21世纪经济报道 时间:2020-09-30 09:23:28

自去年正式商用以来,5G技术的应用落地,已成为当下热门话题。

截至2020年7月底,我国已累计开通5G基站超46万个,计划2020年底开通超过60万个基站,覆盖全国地级以上城市。基础设施铺设的背后,庞大的5G应用场景初现,工业互联网首当其冲。

中国科学院院士尹浩此前表示,人类社会正迈进万物互联的智慧时代,工业互联网将引发制造模式的巨大变革。2019年,我国工业互联网产业规模已达到2.13万亿元,预计2025年,这一数字将突破5万亿元。

“目前5G在制造业的应用,已经形成一定的典型工业应用场景,包括5G+远程运维、5G+工业控制、5G+仓储物流等。”近日,在21世纪经济报道主办的“2020中国智造业年会”上,赛迪顾问股份有限公司副总裁董凯在发布《2020中国新基建产业赛道与投资价值研究白皮书》时,将“5G+工业互联网”列为当前五大核心赛道之首。

而作为5G技术在工业制造领域的“集大成者”,5G数字工厂的发展也吸引着人们的目光。随着包括联想集团等众多企业的5G应用进入实质性阶段,当前我国5G工厂的发展走向了新的征程。

5G重塑智能工厂

业内对于智能制造的探索已有多时。早在2013年汉诺威工业博览会,工业4.0的概念便得以抛出。随后,围绕工业4.0展开的改革大浪潮,席卷了全球制造行业。

事实上,经历了前三次工业革命之后,以信息物理融合系统(CPS)为基础,以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命中,随着物联网及服务的引入,企业能够建立全球网络,整合其机器、仓储系统和生产设施。

由此,“智能制造”开始走入人们的视野,与之相对应地,智能工厂成为此次革命的核心所在。事实上,通过智能化生产系统和网络化分布式生产设施,为智能生产提供条件,这是整个智能制造的精髓所在。

然而,智能制造的发展面临着诸多挑战。譬如,如何实现生产全要素、全产业链和全价值链的安全可靠互联互通,如何实现面向工业生产和服务系统的人、机、物网络化协同等问题还亟待解决。

5G技术的加入,则为智能制造带来新的想象空间。“未来5G的应用,可能80%都将在制造业上,”董凯判断道。他表示,制造业的重要诉求在于零部件检测上,这是一个大的集成装置,需要无线传播技术、超高清视频等,而这一切目前仅5G技术能够满足,“部分工业制造企业集成5G模块后,在工业控制层有极大机会打开新的蓝海。”

IDC中国高级研究经理崔凯则进一步指出,当前传统制造业更多停留在自动化阶段,5G新技术的应用则有望跨越数字化、网络化阶段,令产业跃级至智能化场景。

“传统智能化工厂更多还是通过有线网络或Wifi网络来进行数据传输,5G网络则能够真正实现稳定的无线传输从而为生产提供更多的灵活性,”崔凯分析道,“同时5G的一大优势在于上行及下行的高带宽速率,在工业制造中无论是机器视觉进行产品质量检测,或是机器人控制与操作,对带宽均有严格的要求。”

同时,崔凯表示,5G技术可以原生支持边缘计算,将大带宽或大流量业务从以数据中心为核心转变为部署在边缘终端,从而大大降低延时和响应速度。

中南财经政法大学数字经济研究院执行院长、《5G新产业》作者盘和林强调,5G的三大应用场景完全契合智能工厂的未来建设方向。

“5G高速度、低延时、大连接的特点,正在满足了智能工厂建设,产生的最大变化在于柔性生产,生产的适应性变强,使企业能够更好对市场做出反应。”盘和林表示,“另一方面,智能工厂能够显著降低人力成本,并实现产品工艺的整体提升,使得产品标准化程度更高,提高良品率。”

探路5G工厂

作为未来的重要投资赛道,国内制造企业也纷纷将目光瞄准了5G+工业互联网,开始进行5G工厂实践。

据不完全统计,目前在国内,包括联想集团、中国商飞、海尔集团、三一重工、华菱湘钢、天津港、南方电网等多家制造企业均进行了5G的应用探索,5G工厂的垂直应用场景已覆盖至航空、3C家电、机械制造、钢铁、港口等“大国重器”的领域。

而在这个过程中,运营商、通信设备及服务提供商以及相关硬件和系统厂商都在积极推进5G工厂相关的技术和解决方案。

例如,联想集团早已开始布局,其长期锚定智能化变革的战略发展方向,凭借独有的“端-边-云-网-智”架构在“新基建”核心层全面布局,为实现基础设施的数字化、智能化——即“智慧基建”提供全面解决方案。

与此同时,三大运营商也在紧锣密鼓输出自己的5G能力。例如,中国移动已与爱立信联手,开展5G智能工厂改造应用试点,该试点由江苏移动提供网络环境,爱立信南京工厂作为改造对象,智能工厂解决方案覆盖设备检测管理、环境监测管理、物料供应管理、人员操作交互四种场景,包括智能螺丝刀等共7个具体应用解决方案。

从模式而言,目前大部分的5G工厂的建设是由运营商、设备商与制造企业联合进行。在这个过程中,各方的密切配合成为技术落地的前提和关键所在。有多位业内人士直言,当前5G的推广更多是运营商手握5G网络去寻找应用场景。而考虑到5G推广初期建网及运维的高成本,只是单纯建设5G网络、解决信息传输需求的意义不大,更需要挖掘的是在传输基础上探索智能管控等应用模式。

“整个5G工厂确实场景很多,试点项目也很多,但是否真的能够解决产业痛点,仍需要行业知识、背景与技术进行深度结合。”崔凯分析称。

与其他厂商相比,联想集团则走出了自己的5G工厂路径。今年6月中旬,业界首条5G IoT自动化组装线“量子线”在联想武汉基地正式投产,整条产线的设备均通过传感器及5G技术,将底层数据采集并分发至整个后台系统,工作人员即便在后台远程也能即时知晓整个产线的运行状态。此外,今年9月,联想合肥联宝工厂内,“水星线”和“哪吒线”正式开通并将实现5G局部应用。

需要注意的是,联想的5G工厂真正实现了技术“内循环”。依托联想自有云网融合技术的5G专网优势,员工操作细节和自动化生产线上的传感器数据均可被实时连接。搭载联想智能设备业务所提供的自有硬件,每个工序都能够被实时记录并实现生产溯源。

与此同时,联想自有数据中心业务以及联想物联网及工业大数据业务,为海量的生产数据提供了稳定且可靠的存储服务。量子线上的AI技术,则来自于联想研究院的能力积累。

在业内人士人士看来,“内循环”的5G工厂应用,一方面减少了研发成本,同时也强化了团队的协作性,围绕关键设计节点及产品开发上能够更加有效、有针对性地匹配生产。换言之,由联想自身“包办”的全套解决方案,能够更好地消化生产线上的痛点,形成贴合生产实践的独特智力。

同时,从数据及网络层面考量,工业产线也将更加可靠。“联想这种内部建网无疑能够更加契合自身的需求,掌握数据的基础上也能更好地依据数据做出判断,”盘和林直言道,其次该模式能够保证企业对于网络的控制权,保证网络的可靠性、安全性、隐私性等。从一定程度而言,联想的5G工厂探索具有相当的标杆性价值。

有待踏出试点区

尽管5G工厂正在如火如荼地演进,目前绝大多数的应用探索还停留在“试点”阶段。

“我们目前看到5G在工厂的落地,真正大规模商用甚至产生直接投资回报的并不多,大家更多还是在做一些尝试。”崔凯表示。

在他看来,目前绝大多数5G项目并非以盈利为目的。“从一个正常的5G项目而言,在工位需要高清摄像头,还需要搭配其他具备计算能力的设备,一个5G模组也差不多需要1000元左右的成本,再叠加网关、5G基站等,单个工位成本预计在大几千元。”

因此,当前大多数企业仍只是铺设少量的5G产线予以尝试。“如果工位增多,叠加后期的流量传输费用、计算平台费用等,成本还需要进一步核算。”崔凯表示,“从短期来看,5G工厂的部署很难快速产生回报,需要一定的周期。”

此外,由于5G刚刚迈入商用,市场和投融资还处于起步阶段,结合5G新特性的移动化应用生态、运营支持、标准体系也尚未成熟。“我认为当前5G发展确实还属于较早阶段,网络的普及度其实还不高,如果建立智能工厂,可能要支付一定基础设施建设费用,”盘和林表示,“同时,传统工厂与智能工厂的一个更新迭代,不仅涉及设备、也涉及数据、标准等方面,智能工厂未来在打造制造标准上或许还要下一定的功夫。”

不过,当前进行5G产线布局的企业,并非没有大规模推广的“野心”。通过自身技术内循环,将5G工厂模式跑通的联想集团,便是其中之一。事实上,联想集团内部已经算了笔账。据联想武汉制造基地负责人齐岳透露,量子线的建线成本总计1100万元,而这条生产线的投入使用,肩负着许多看不到的意义。

据介绍,导入量子线项目后,其产线的自动化率一跃提升了2倍,达至41%,后期更将进一步提升至48%。相较之下,传统组装线的自动化率仅15%至20%,这背后对应体现的是人力成本的缩减。

与此同时,在5G基础上应用数据分析、机器视觉技术之后,终端生产的良率也得以提升。联想方面称,经内部测算,良率每提升1个点,大概能节省40万元。

据联想方面介绍,目前集团内部探索的5G、Smart IoT等领域应用,将率先复制到投资20亿元、于2022年正式投产的联想南方智能制造基地中。与此同时,联想通过自身的实践落地,也在持续进行对外输出。联想集团全球制造工程负责人王晓岚透露,目前联想已经开展与中国商飞、武汉石化等企业的合作,共同探索智能制造转型的路径。

“如何在5G技术背景下提升生产效率、品质甚至创新商业模式,通过技术手段提升企业竞争力,关键仍在于深耕行业,了解真正的需求及痛点。”崔凯强调,“无论是企业自身去布局,或是结合第三方合作伙伴去做,最终都需要深耕行业,甚至深耕一些应用场景的集成商、解决方案商去做相关的事情。”

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