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未来工厂 | 5G赋能新时代制造业

时间:2019.07.25 字号

5G赋能新时代制造业

智能制造、工业4.0、数字企业、未来工厂等的崛起,正在为行业带来革命性的变化。不同于蒸汽时代的第一次工业革命,这次的工业革命结合了计算能力和机器技术,利用现代信息、操作和通信技术的能力,以打造更好、更高效的工作环境。

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根据《赫芬顿邮报》的报道,早期实行智能制造计划的企业已经收获良好的成效,有82%的采用者表示其作业效率显著提高,而5G的商用将更有力地推动这场革命的发展。此外,根据捷普的《5G技术趋势调查》结果显示,72%的专家预测5G解决方案将首先用于商业应用,而工业物联网将会是短期内推动5G应用的强力驱动之一。5G无线技术拥有低延迟、高带宽、更快的网速和超大容量等特点,正在驱动制造业在人工智能、增强现实、预测性维护和协作机器人等多个领域的数字化转型。

人工智能带来的潜在效益

生产周期的缩短使得制造商难以在满足市场对产品日益复杂的需求时,同时保证高品质的生产标准。尽管产品已经在“飞速”地出货,但客户仍期待更高品质、多功能的产品,因此,企业必须减少产品的缺陷率,尽可能避免产品召回状况的发生。人工智能正好可以解决上述这些问题。

根据市场研究公司MarketsandMarkets发布的一项研究指出,2017年人工智能的市场价值为160亿美元,预计2025年将会超过1900亿美元,年复合增长率达36.6%。随着这项技术的普及和应用范围的扩增,专家们预测人工智能将为整个行业带来重大变革。

除了预测性维护之外,人工智能还可以用于改善工厂的品质把控。没有使用人工智能的视觉检测系统必须接受约100万幅图像数据组的训练,以确保能识别所有潜在问题;而人工智能不但可以加强现有的基础设施和人力的管理,还能帮助作业员迅速识别缺陷,降低生产链失误和产品故障。

捷普已经在使用人工智能捕捉电路板制造过程前期中可能出现的错误,且故障检测的准确率高达80%,节省了17%的返工成本和10%的能耗。故障问题发现的越早,企业运作的效率就能提高,生产周期也能进一步缩短,从而提升客户满意度。然而,要实现这种作业方式的前提,必须使用5G获取大量实时、高质量的数据,达成效率最大化。

利用增强现实技术解决故障问题

增强现实技术可以帮助技术人员更快发现故障。借助增强现实解决方案搭配平板电脑或全息透镜,可以是故障检修人员更快、更有效地识别故障,即时与生产站点共享数据,在更短的时间内解决故障问题。

进行预测性与预防性维护

不当的维护策略会使工厂的整体生产能力降低5%至20%。研究表明,意外停机会造成工业制造商每年约500亿美元的损失,其中42%的意外停机为资产损坏所导致,这个情况也让制造商陷入两难。通常,制造商在资产损坏的情况下有两种选择,一种是让机器脱机以确保全量运行直到停止生产,另一种则是让机器继续运行,但是可能进而导致机器故障造成更长的停工时间。因此,制造商最好能优化停机时间计划,防止意外停机的发生,从而提高机器的使用效率和员工的生产效率,最终提升企业盈利能力。

传统的预防性维护需要大量的人力进行操作,但是这种方式不但低效且耗时,制造商通常无法承担人力维护造成的损失。普华永道的数据表明,几乎所有的制造商都希望通过预测性维护等数字技术提高效率,预计未来5年,制造商采用机器学习和分析技术改进预测性维护的比例将提高38%;如果搭配5G无线技术,制造商将可以利用更简单、有效的流程进行预测性和预防性维护。

加强供应链管理

产品交付路线的可见性对于供应链管理至关重要。然而,现代的追踪方法,如二维码扫描和射频识别,通常只能在产品到达时进行位置和时间的记录。如果产品出现损坏,要准确查明运输过程中事故发生的时间点则异常困难。

智能包装目前已经取得重大进展,下一代无线技术则可以进一步提升包装追踪技术的水平。通过在包裹上安装5G传感器,就可以在供应链各个环节掌握包裹的位置、温度、湿度、重力、湿度水平等信息,在无需经过人工检查站的状况下获得产品状态和状况的实时反馈。

通过人机协作提高安全性和效率

机器人可进行高效、精细的大量生产,长期以来一直被用于自动装配、汽车和其他产品的制造。机器人还可以用来运输货物,或者在实用层面上用以清理工厂地板上的杂物。由自动机器人执行琐碎和重复的任务,就能够让人工抽出更多时间从事更有价值的工作。

尽管自动机器人已经在世界各地的工厂和零售场所投入使用,但要使机器人能够智能地与环境进行实时互动,就必须在瞬间传递大量信息。这对制造商来说是极大的挑战,他们被迫必须建立复杂的机器控制系统,这不但减缓了开发周期,也阻碍了新领域的发展。

由5G支持的云机器人将能够解决这些问题,因为可以通过5G技术将大量系统信息存储于云端,简化机器人在工厂车间的操作,提高它们的易用性和效率。要拥有高生产力机器人的关键在于拥有强而稳定的5G连接,只要数据传输的路径更接近连接源,5G就能比无线连接拥有更快的传输速度,并大幅提升数据传输量。除此之外,5G的灵活性更强,这使制造商能够在保持较低成本调整的同时,适应不断变化的制造环境。

5G将会以多种方式改变世界,包括更快速的视频传输、自动驾驶汽车以及实时远程手术等。5G拥有前所未有的传输速度与覆盖范围,将使世界连接的比以往任何时候都更紧密,同时也将带领包括制造业在内的多个行业产生重大变革。

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