面对5G智能制造浪潮,台湾面临三大挑战
借助5G(第5代移动网络或第5代无线系统),短期内可以提供更高规格的单一应用服务,如实时监控毫秒响应能力;从长远发展来看,在5G架构下,更容易整合过去分散的数据,预计2023年全球5G智能制造应用服务市场的单个整体系统规模仅为2.52亿美元。随着5G通信技术的成熟,将带动需求和供给的上升。市场规模可达420亿美元左右。MIC认为,将5G与智能制造相结合的设备监控、AR / VR、AGV / AMR、数字化身、人工智能和网络安全等项目将在未来六年内优先发展。
台湾5G的四大潜在应用
为了解台湾产业对5G智慧制造的需求,MIC对台湾厂商进行了深度访谈,包括:石化行业、钢铁行业、机械行业、光学行业、半导体行业、汽车制造业、机车制造业、电子制造业、智能制造系统集成商等,并总结了台湾行业的5G智能制造相关应用,最有趣的项目有无人巡检、AR / VR、设备监控、安防监控等。
在无人巡检方面,无人机是近年来新兴的巡检工具。无人机具有机动灵活、成本降低、不受地形限制等优点。已逐渐成为行业的日常检查,特别是石化行业园区庞大,管道必须进行常规检查。目前,大部分都是由人力每天重复检查。未来,如果5G和无人车结合,管道将通过摄像头、红外、微波等传感方式进行巡检、动力巡检等无人值守检查,除了减轻人力负担外,还可以减少人为疏忽造成的事故。在AR / VR方面,人们普遍认为,在制造业中,为了满足移动电源和带宽的需求,AR / VR确实需要5G。但业内人士也认为,即使有需求,相关内容仍然是必需的。待制定,如维修操作规程、教育培训等。
台湾系统集成商在全球占有重要地位,客户遍布全球,但客户与系统集成商之间的合同规定,需要在限定时间内(小时或天)到现场进行维护和故障排除。系统集成商认为,如果通过AR / VR的应用,可以快速帮助客户排除障碍,或者远程实时了解障碍的原因,有助于维修和维护的效率,这对客户和行业来说是双赢的。
与维护相比,AR / VR教育培训是第二大需求,生产成本高的企业对AR / VR教育培训的需求更高。原因是那些生产成本低的公司倾向于让新兵在地面上练习和训练。感受,或直接播放视频进行教育和培训。相反,那些生产成本高的企业,由于教育培训造成的报废成本压力大,所以他们愿意使用数字化的教育培训来代替现场培训。
在设备监控部分,无论是机器维护还是生产优化,因为涉及到核心生产,一直是企业关注的话题。设备监控应用已经使用多年,但它大多是用来收集历史数据,然后对机器或生产情况进行估计,然后实施对策。然而,高价值产品,如航空零部件,生产成本很高。它还需要能够随时通过5G进行监控。如果涉及到大量连接的生产设备,5G最吸引人的特点是低延迟和大连接。
在安防监控部分,智能制造的趋势不仅带动了制造业的转型,也带来了工业安全需求的变化。各种传感器(如环境探测器)加上无线通信,可以随时将测量到的信息发送到管理部门。在客户端,员工可以佩戴该设备将信息发送到云端。如果工作人员意外发生事故,5G的低延迟特性可以在第一时间挽救甚至避免伤害。
5G实践面临三大挑战
挑战1:制造业正在升级,5G准备不足是发展的瓶颈。5G智能制造目前面临的主要挑战是大多数企业的智能制造水平较低,大多数台湾中小企业在设备联网、数字化、智能化三个阶段已经面临巨大挑战。5G有技术、有解决方案、有商业模式。未知,公司选择循序渐进而不是循序渐进。
挑战2:主要生产设备严重依赖有线通信,无线应用大多是外设需求。根据工厂的应用情况,核心主要生产设备多采用有线部署,无线应用多为工厂生产的外设或工厂事务应用。例如,无人驾驶货车借用工业Wi-Fi进行维修,可穿戴设备使用Zigbee监控人员安全。通过RFID或LPWAN进行物料跟踪,一般采用Wi-Fi进行办公管理。为了保证工厂运行中生产线的稳定性,大多数企业不敢急于更换现有的以太网部署的核心生产设备。预计5G将首先以工厂周边应用为主要切入点,然后逐步拓展核心生产设备。然而,虽然周边工厂应用大多采用无线传输,但由于不是核心生产设备,企业缺乏对设备进行更新换代的动力。
挑战3:环境尚不成熟,需求端不易评估。全球5G R16标准尚未确定,R16将进一步研究增强URLLC以应对工业物联网(IIoT)应用。因此,在现阶段,5G解决方案提供商正在等待R16版本的确认,然后才能推出解决方案。二是5G技术还不成熟,制造关乎可靠稳定的生产流程。尽管3GPP将在今年年初公布R16,但恐怕企业用户还要再等2-3年的标准和技术验证期来确认设备,但解决方案是稳定完善的。3GPP R16规范预计将于2020年初完成。该版本支持更多的URLLC应用,进一步增强了URLLC对工业物联网的挑战。供应方将逐步推出5G设备和5G解决方案。随着设备和环境的逐步完成,将有助于全球5G智能制造的整体发展。