隨著5G牌照的正式發(fā)放,也引爆了人們對未來變化的無限遐想。立足工業(yè)領域,有人表示:未來工業(yè)4.0時代,5G將成為像“水和空氣”一樣的存在,那么5G究竟能給制造業(yè)帶來哪些新機遇?
5G 不止于快
5G,即第五代移動通信技術,也就是用于無線的、可移動設備上的第五代通信技術。相信大家對5G的關鍵屬性已經有了一些了解:速度比4G快十倍、華為5G技術全球領先……然而,如果只把它以“上網更快”來看待,未免過于狹隘了。
綜合來說,5G具有三個明顯的特點:
超高速率
憑借高頻段的天然優(yōu)勢,加之天線矩陣以及波束賦形技術加持,5G網絡理論上的傳輸速率達到 10 Gbps,比4G網絡傳輸速率高10 倍。中國聯(lián)通首次在貴州應用5G基站的實驗表明,5G在實際使用環(huán)境下能夠達到1.8Gbps的下載速率。
總之,“5G之快,話費跟不上”。
超大容量
“4G改變生活,5G改變社會”。5G之所以能改變社會,超大容量這個優(yōu)點功不可沒。
根據國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布的5G標準草案,5G鏈接密度將達到每平方公里100萬臺設備。
這意味著萬物互聯(lián)成為可能,大量的物品將連入5G網絡,從而搭建真正的物聯(lián)網。
超低延時
延時,即信息從源主機到達服務器,再返回源主機所需的時間。在理想狀態(tài)下,5G網絡的延遲將不超過4ms,對比4G時代才突破100ms關口來說,簡直快如閃電。
極低的延時將帶領我們進入新的實時時代,諸如遠程手術、自動駕駛等技術將獲得更多的實操可能性,對于機床行業(yè)來說,意味著工業(yè)機器人等系統(tǒng)可以擁有更快的響應速度,可以替代人做更為精細的工作。
所以說,5G的增強寬帶、海量連接、低延時高可靠等特性,為物聯(lián)網、人工智能等美好愿景的實現(xiàn)提供了后盾,為各種跨界融合和跨行業(yè)應用提供了支撐??梢灶A見,大規(guī)模的5G網絡建設即將啟動,面向各行各業(yè)的5G服務也蓄勢待發(fā)。
根據權威機構的分析,5G技術所撬動的市場份額中將有80%集中于B2B端。工業(yè)互聯(lián)網IIoT應用場景在5G中將占據舉足輕重的地位。
基于5G技術,萬物互聯(lián)成為可能
5G能給制造業(yè)什么變化
5G不僅改變了傳統(tǒng)意義上的下載速度,也改變了設備之間的依存關系和連接模式,可以實現(xiàn)去中心化和網格化,開啟“萬物互聯(lián)”時代。在制造領域,5G到底能帶來變化呢?
硬件——“工廠里的線纜失蹤了”
不要慌,失蹤的線纜并不是被偷了?;?G技術的高速率、高可靠性、低延時等特點,工廠不再需要復雜的線纜進行數(shù)據傳輸,各系統(tǒng)可直接進行無線傳輸、無線控制。
線纜消失后,其購買和維護成本便都節(jié)省了下來,由線纜引起的安全隱患也將極大減少。
現(xiàn)代工廠內被線纜束縛的機器人
柔性制造——“你的機器人會走了”
隨著線纜的消失,制約機器人移動的“繩索”消失了,利用高可靠性網絡的連續(xù)覆蓋,機器人可以裝上輪子(或其他裝置)隨心所欲地在工廠里移動,按需到達各個地點,這將給工廠的生產模式帶來極大的想象空間。
在當下愈發(fā)強調“柔性制造”的時刻,一條能靈活調整各設備位置、靈活分配任務的柔性生產線將成為生產者的新神器。5G利用其自身無可比擬的獨特優(yōu)勢,助力柔性化生產的大規(guī)模普及。
可移動的機器人已應用于物流倉儲領域
信息網絡——“不要和甲方說話”
這并不是讓工廠忽視甲方的要求。現(xiàn)實中,消費者和生產者間的信息溝通是影響生產質量的重要因素,生產效率時常因為溝通不暢而被耽擱。但在5G時代,由于信息網絡的高度覆蓋,人和機器間的信息交換將更加廣泛。如果甲方和你說不清楚需求,那就直接讓他和機器人說吧。在5G時代,通過電腦甚至手機端口,甲方可直接連接到生產網絡,隨時根據生產現(xiàn)狀進行調整,做到“所想即所造”。
維護模式——“維修人員今天來不了”
在當下,這句話簡直是噩夢的開場白,生產線每分每秒的癱瘓都是金錢的流逝。但是在5G時代,這句話將成為新常態(tài)——別緊張,并不是說維修人員無法到達現(xiàn)場,而是維修人員無需到達現(xiàn)場了。
5G帶來的不僅是萬物互聯(lián),還有萬物信息交互,使得未來智能工廠的維護工作突破工廠邊界。在未來,工廠中每個物體都是一個有唯一IP的終端,使生產環(huán)節(jié)的原材料都具有“信息”屬性。隨著更多設備、更多部件被連入5G網絡,故障發(fā)生后,維修方(哪怕是跨越大洲的國外專家)可通過5G網絡第一時間獲取故障信息,“聚集”在故障現(xiàn)場,并利用VR等技術指導工廠實時處理,越來越多的問題可通過在線方式解決。故障高效排除的背后,維修人員也不必再做“日行千里,夜行八百”的千里馬了。
華為聯(lián)合德國電信演示工業(yè)機械臂搬箱子
機器人——“機械手臂天衣無縫的配合”
其實,早在2017年的巴塞羅那世界移動大會上,華為就聯(lián)合德國電信現(xiàn)場進行了基于5G技術的兩只機械手共同完成箱子托舉動作的實驗。
5G網絡端到端的切片技術精準地控制著兩只機械臂動作同步,使之流暢地完成了全套協(xié)同動作。當5G被廣泛應用,你的機器人除了可以靈活移動,也可以靈活配合完成更高難度的任務。在人類逐漸失去力量、精準的優(yōu)勢后,我們手臂的靈活性可能也要被機器人超越了。
5G助你平步青“云”
智能化——“云服務器仿佛近在眼前”
進入萬物互聯(lián)時代,每個設備都可直接接入云服務器并與之進行超低延時的高效互通,海量的信息將進入云服務器網絡,并不斷“喂食”人工智能。
這意味著,云端服務器的應用效率和人工智能的學習進度將大大提高,大量工業(yè)級數(shù)據通過5G網絡收集起來匯總到云服務器,形成龐大的數(shù)據庫,工業(yè)機器人結合云計算的超級計算能力進行自主學習和精確判斷,給出解決方案。也就是說,工業(yè)機器人將擁有一個“遠在天邊,近在眼前”的大腦幫助它進行計算,規(guī)劃生產模式,做出利于全局的決策。
生產制造各環(huán)節(jié)的時間變得更短,解決方案更快更優(yōu),生產制造效率得以大幅度提高。機器人成為人的高級助手,替代人完成人難以完成的工作,人和機器人在工廠中得以共生。
5G,將極大地推動智能制造的實施。5G支撐的工業(yè)應用也將成為智能制造領域的下一個引爆點。
大規(guī)模應用還有一段路要走
工業(yè)級5G的大規(guī)模應用,還有一段路要走
不同于消費領域,工業(yè)制造對可靠性和穩(wěn)定性的要求更高,目前的運營商網絡要滿足工業(yè)級需求還比較難。
此外,對5G的高效應用也要建立在高度發(fā)達的工業(yè)基礎之上,想要充分發(fā)揮5G的作用,不僅需要廠家個體的提高,生產大環(huán)境也需要同時精進,這似乎還有很長的路要走——以實現(xiàn)設備高精高速為基礎,提高生產數(shù)字化水平,促進工業(yè)數(shù)據網絡形成……還有大量的基礎工作需要我們做專做強。
根據中國機床工具工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計,在金屬切削機床領域,2018年我國共生產金屬切削機床 488610 臺,其中,數(shù)控金屬切削機床 190642 臺,數(shù)控機床產量占總體比例不足 40%。
在促進生產數(shù)字化方面,我國依然處在較為落后的地位,要想達到全行業(yè)發(fā)生數(shù)字化、網絡化的轉變,以至大規(guī)模應用5G網絡,還需要機床人更艱苦、更持久的奮斗。不過,5G來了,總是個好事。