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5G價(jià)值觀︱5G對(duì)工業(yè)制造的改造

董祥國(guó)
2019-07-11 11:09
來源:澎湃新聞
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5G商業(yè)模式的嘗試剛開始,它引發(fā)的變革要比3G和4G來得更徹底,尤其它通過物聯(lián)網(wǎng)對(duì)社會(huì)生產(chǎn)力的推動(dòng)跟3G、4G不在一個(gè)量級(jí)。在3G時(shí)代、4G時(shí)代,物聯(lián)網(wǎng)的通信方式受制于網(wǎng)絡(luò)限制,其應(yīng)用場(chǎng)景更多是在家庭,不能應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域,當(dāng)帶寬達(dá)到2個(gè)G的5G到來之后,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)才會(huì)出現(xiàn),一些以前無法想象的應(yīng)用隨之出現(xiàn)。

工業(yè)仿真模擬

首先,5G會(huì)徹底改造企業(yè)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。現(xiàn)在的企業(yè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)布網(wǎng),一般是從每個(gè)員工的辦公終端,或者車間和工廠的終端,通過兩三層轉(zhuǎn)換構(gòu)成一個(gè)公司的局域網(wǎng)。因?yàn)閹捑窒蓿粋€(gè)核心交換機(jī)連接的終端數(shù)量有限,必須層層堆疊起來,如果一個(gè)大企業(yè)有上萬人,就需要上萬個(gè)端口,相應(yīng)的需要多臺(tái)交換機(jī),這些交換機(jī)連起來,再轉(zhuǎn)換到上一層,這是傳統(tǒng)的組網(wǎng)方式。

但5G到來后,這個(gè)架構(gòu)會(huì)被抹平,從終端設(shè)備直接連接到5G基站,企業(yè)網(wǎng)完全扁平化,這樣管理起來安全性和可靠性會(huì)更高。之前層層交換的方式掛載的設(shè)備越多,故障率越高,防入侵的保障越難做,對(duì)終端的管控能力也越弱。

更重要的是,工業(yè)級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)以及混合現(xiàn)實(shí)會(huì)成為成熟應(yīng)用,VR和AR近幾年被炒作得火熱,但因?yàn)槭軒捪拗疲谏逃谩R和VR的體驗(yàn)不太好,更不用說把AR技術(shù)和VR技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)制造和設(shè)備運(yùn)營(yíng)。

因?yàn)楣I(yè)級(jí)應(yīng)用的VR、AR模型數(shù)據(jù)非常龐大,以我們的設(shè)備為例,每臺(tái)設(shè)備一般有1萬多份文件,如果真正要應(yīng)用到生產(chǎn)中,就要把每個(gè)零件按1:1的大小模擬出來,并且以零件實(shí)際的精度裝配起來,然后通過物理算法建成一個(gè)VR的模型,它可以用于現(xiàn)實(shí)的研發(fā)系統(tǒng)。

在設(shè)計(jì)階段,一個(gè)項(xiàng)目會(huì)有很多供應(yīng)商,當(dāng)每個(gè)供應(yīng)商所的模塊都VR化,最終組合起來可以形成整個(gè)設(shè)備的總控。在生產(chǎn)過程中,分散在各地的各方設(shè)計(jì)的模型,可以實(shí)時(shí)組裝起來,進(jìn)行優(yōu)化或系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿生。復(fù)雜設(shè)備或者高端設(shè)備制造,需要許多供應(yīng)商的參與,你設(shè)計(jì)一塊,我設(shè)計(jì)一塊,最后再整合起來。使用了什么樣材料、材質(zhì)的強(qiáng)度,都可以通過虛擬的方式建模計(jì)算。甚至就不需要去把物理樣機(jī)做出來。通過虛擬樣機(jī)進(jìn)行一些認(rèn)證或者跑模擬仿真,對(duì)研發(fā)效率的提高和研發(fā)成本的節(jié)約有極大幫助。

在生產(chǎn)階段,由于設(shè)備很復(fù)雜也很昂貴,很多設(shè)備幾千萬元才能買一臺(tái),它的安裝培訓(xùn)調(diào)試過程相當(dāng)復(fù)雜。傳統(tǒng)做法是按照紙質(zhì)操作說明書、安裝說明書,所有工人先接受培訓(xùn),再去現(xiàn)場(chǎng)安裝,但由于設(shè)備更新迭代非常快,手冊(cè)也需要相應(yīng)的變更,但如果有的地方?jīng)]有更新到或者沒有實(shí)時(shí)被通知到,就可能出錯(cuò)。

而現(xiàn)在的產(chǎn)品交付時(shí),同時(shí)會(huì)交一套VR、AR的作業(yè)指導(dǎo)。安裝工人通過AR眼鏡可以直接看演示,如果有問題,遠(yuǎn)程專家可以在線支持,雙方在視野里同步互動(dòng),戴上VR、AR眼鏡,雙方都能看到1:1情景再現(xiàn),而且這并不僅僅是簡(jiǎn)單的情景再現(xiàn),而是設(shè)備該怎么裝配,實(shí)際的裝配尺寸有多大,檢驗(yàn)應(yīng)該怎么去檢驗(yàn)。

同步在虛擬世界的數(shù)字孿生,代表著真實(shí)世界的東西,甚至設(shè)備的物理特性、物理模型、特性、機(jī)能都是跟真實(shí)世界一樣。

之前這些設(shè)想無法落地,是因?yàn)槭苤朴跈C(jī)器數(shù)據(jù)的物理分割,沒辦法做到實(shí)時(shí)化和精細(xì)化,如果數(shù)據(jù)做得太精細(xì)化,轉(zhuǎn)動(dòng)VR和AR鏡頭或者視角轉(zhuǎn)變時(shí),新的數(shù)字模型要重新加載,因?yàn)閭鬏斔俾什粔颍瑹o法渲染,會(huì)產(chǎn)生延遲,畫面有抖動(dòng),眼睛很不舒服,人會(huì)頭暈。當(dāng)5G之后,這些問題就迎刃而解,它至可以達(dá)到4K和8K的分辨率。當(dāng)然在民用和商業(yè)領(lǐng)域也會(huì)出現(xiàn)心的機(jī)會(huì),以后直播比賽可以出現(xiàn)多角度,甚至3D或者AR、VR的模式,完全是沉浸式體驗(yàn)。

對(duì)生產(chǎn)關(guān)系的改造

目前我們?cè)谘邪l(fā)、協(xié)同、生產(chǎn)、制造和設(shè)備的售后和運(yùn)維領(lǐng)域做嘗試,也有方案提出來。從目前的幾個(gè)場(chǎng)景來看,隨著5G的深入推進(jìn),會(huì)有越來越多的應(yīng)用模式出來。

從目前的嘗試來看,我們獲得一些啟發(fā),今年大家還在尋找5G的應(yīng)用路徑,但是再過兩年可能沒有人去思考5G該怎么發(fā)展,因?yàn)?G到處都是了,小到城市,大到國(guó)家、社會(huì)體系,所有的信息、流程、數(shù)據(jù)都在5G的基礎(chǔ)上,所有信息系統(tǒng)都基于5G,它已經(jīng)是一個(gè)理所當(dāng)然的東西,所有的軟件設(shè)計(jì)、流程設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景都是基于5G來搭建的,很多難以想象和無法實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用會(huì)爆發(fā)出來。

因?yàn)樵?G落地之前,廠家沒有更多的積極性去投入研發(fā)5G應(yīng)用,但如果5G通道打通之后,會(huì)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境起到革命性的改變。很多以前的技術(shù)可能在某方面已經(jīng)萌芽了,具體的商業(yè)使用也已經(jīng)有了,但是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)帶寬的限制,效果很差,譬如全息技術(shù)一致做得不太完善,相應(yīng)的回報(bào)也不好,企業(yè)沒有動(dòng)力、沒能力將它成功商業(yè)化。但是突破5G網(wǎng)絡(luò)落地之后,很多技術(shù)會(huì)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,會(huì)推動(dòng)各種各樣的新產(chǎn)品加速落地,甚至?xí)懈锩缘臇|西出來。

它們來到我們身邊的速度會(huì)非常快,像從動(dòng)車到了高鐵,之前大家還在懷疑它的接受度會(huì)如何,但是當(dāng)它真的到來之后,有些地方甚至一票難求,大家會(huì)不由自主地去選擇坐高鐵,哪怕價(jià)格高一點(diǎn),因?yàn)轶w驗(yàn)完全不一樣。

如果一個(gè)更好的體驗(yàn)出來之后,即使價(jià)格更貴,人們肯定還是愿意去嘗試。國(guó)家也希望通過5G對(duì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),因?yàn)橹爸饕糠康禺a(chǎn)來拉動(dòng)經(jīng)濟(jì),但5G到來后對(duì)所有產(chǎn)業(yè)鏈、生態(tài)有很大的推動(dòng)。每個(gè)國(guó)家都會(huì)不遺余力的去推動(dòng),產(chǎn)業(yè)的升級(jí)對(duì)經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)力是實(shí)實(shí)在在的。

今年5G落地打響了發(fā)令槍,大家都開始跑了,明年是搶賽道的時(shí)候,很多傳統(tǒng)巨頭,如果沒有占領(lǐng)這個(gè)賽道可能就要衰落。有很多新興的機(jī)會(huì),新興的企業(yè),如果它占領(lǐng)了這個(gè)點(diǎn),可能會(huì)爆發(fā)式成長(zhǎng)。

5G對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)應(yīng)該有滯后效應(yīng),因?yàn)樾枰鷳B(tài)的再造。譬如機(jī)械制造領(lǐng)域的模具制造,它是很多制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的中間一環(huán),譬如在汽車業(yè),整車廠把車設(shè)計(jì)好之后,發(fā)給它訂單,發(fā)包一個(gè)模具,把一堆圖紙給它。

而以后,在整車商設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)階段,模具制造商就會(huì)參與進(jìn)來,因?yàn)槟>咂囆袠I(yè)用得很多,這邊的零件設(shè)計(jì)圖出來,那邊同步把模具的制造圖拿出來,大家可以按虛擬仿真的方式,對(duì)加工精度、生產(chǎn)良率等做預(yù)判。如果整車有變更,模具的設(shè)計(jì)制造也能同步變更。

將來的制造業(yè)肯定會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模定制需求,以前的生產(chǎn)還是大規(guī)模生產(chǎn),要保持庫存的規(guī)模量,要保證穩(wěn)定性。5G來了之后,每個(gè)批次,每一個(gè)零件都可以按照個(gè)性需求去定制生產(chǎn),所有的信息都會(huì)同步到整個(gè)制造供應(yīng)鏈。

雖然以前可能也定制出現(xiàn),但是整車商不能將個(gè)性化需求的信息及時(shí)傳遞給供應(yīng)商,甚至供應(yīng)商的供應(yīng)商,個(gè)性需求不能通過產(chǎn)業(yè)鏈一層層傳下去。個(gè)性定制的程度很低,像汽車的定制,目前也就是顏色、內(nèi)飾等簡(jiǎn)單的個(gè)性化。

如果5G打通了,前端后端要想都實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制,就要求把整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈打通,整個(gè)供應(yīng)鏈要實(shí)現(xiàn)扁平化,汽車供應(yīng)鏈就不會(huì)再分一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)了,整車商可以直接打到最末端的供應(yīng)商。這樣將會(huì)極大改造汽車產(chǎn)業(yè)的生態(tài)。

要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制,社會(huì)分工會(huì)越來越明確,即便不說全球化分工,至少行業(yè)內(nèi)分工會(huì)更加細(xì)致。將來的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)絕對(duì)不是一家企業(yè)跟一家企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng),而是一家企業(yè)或者一兩個(gè)核心企業(yè)帶著他的小伙伴、帶著他的朋友圈跟另外一個(gè)企業(yè)來競(jìng)爭(zhēng),競(jìng)爭(zhēng)力最重要的是你的生態(tài)。我們所有的生產(chǎn)全部外包出去了,就要對(duì)供應(yīng)鏈有極強(qiáng)的控制能力,不僅僅是一級(jí)二級(jí)三級(jí)供應(yīng)商,連原材料廠商都要有控制力。

這一塊我們建得比較早,要求建立整個(gè)生態(tài)鏈的協(xié)同。因?yàn)槲覀兊脑O(shè)備是典型的大規(guī)模定制,我們客戶的每一臺(tái)機(jī)器沒有一臺(tái)相同的,它的技術(shù)指標(biāo)、配置都完全不一樣的,所以我們必須要具備統(tǒng)籌整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的能力,把客戶個(gè)性化定制迅速傳遍產(chǎn)業(yè)鏈,讓他們跟我們高度協(xié)同。甚至兼容同一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng),同一個(gè)研發(fā)系統(tǒng)。

由于信息通道的打通,企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)模式也會(huì)發(fā)生巨大變化。之前企業(yè)靠傳統(tǒng)的壟斷性優(yōu)勢(shì)或者技術(shù)上積累,所建立的壁壘,可能某一天突然就被打破,更可怕的是你幾乎無從知覺。所以要面對(duì)未來,企業(yè)只有自己不停地去打破自己的壁壘,不要等著別人打來了再做攻防戰(zhàn)。

[作者董祥國(guó)系中微半導(dǎo)體(上海)有限公司IT/ERP總監(jiān)。本文由澎湃新聞采訪整理。]

    責(zé)任編輯:柴宗盛
    校對(duì):張亮亮
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