数字化转型热潮下,5G如何赋能智能制造?(内含标杆案例)

近年来,随着“云大物移”等新技术的发展与应用,新冠疫情的倒逼,以及数字经济的飞速发展,数字化转型浪潮席卷全球。5G作为数字经济发展的重要推动引擎,在各行各业数字化转型进程中正扮演着越来越重要的角色,并将释放出前所未有的价值。

近日,工信部发布了《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》(征求意见稿),并提出:到2023年,我国5G应用发展水平显著提升,综合实力持续增强。打造IT(信息技术)、CT(通信技术)、OT(运营技术)深度融合新生态,实现重点领域5G应用深度和广度双突破,构建技术产业和标准体系双支柱,网络、平台、安全等基础能力进一步提升,5G应用“扬帆远航”的局面逐步形成。

面对数字化转型热潮与蓬勃发展的5G,推进数字化转型的价值何在?如何面对数字化转型加速下的网络新挑战?如何利用5G等新技术来进行更深入的智能化升级而获得未来竞争优势?已经成为众多制造企业布局未来的重点。

在数字化时代,5G赋予了制造业数字化转型与智能制造发展新动力。在《Ericsson Talk爱播客》节目,爱立信东北亚区市场与传播部高级市场经理杨利与爱立信商业咨询部门的咨询总监邹玉辉和PTC售前技术总监张锦存,围绕“数字化转型、智能制造、5G、生态系统”等话题展开了深入访谈,本文引用了部分观点。

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制造企业为什么要做数字化转型

在各种新兴的信息技术、自动化技术和先进制造技术纷至沓来之际,制造业的数字化转型势不可挡。对于数字化转型的内涵?PTC售前技术总监张锦存认为:数字化转型是将数字技术应用于产品和企业运营中,以用户为中心,以数据为驱动,构建贯通全寿期、全价值链的产品数据链路,实现产品与业务的深度融合,最终推动盈利模式优化和用户体验提升。

数字化转型是企业从传统信息化模式向数字化模式转变的过程,这是一个持续迭代、自我颠覆的过程,它不仅仅是拥抱并应用数字技术,而是用数字技术赋能整个企业,需要企业战略乃至企业组织、文化的转型,给企业重新注入数字化基因。

数字化转型不是目的,而是制造企业持续提升竞争力的途径。具体来看:

● 推进数字化转型可以实现业务洞察,高效运营,精准决策,提高生产效率,提升客户满意度等,从而建立显著的竞争优势。例如,通过对采购、生产、库存、质量、能耗、设备状态等业务数据的及时洞察,可以帮助企业对运营管理中的各类复杂问题知其然,也知其所以然;通过对营销数据的采集与分析,可以在市场上真正做到知己知彼,更好地服务客户;通过数字主线打通企业的信息孤岛,贯通企业研产供销服,可以实现企业全价值链高效协同;通过将产品转化为具有计算、通信和控制能力的CPS系统,可实现数据采集、状态感知与远程控制,从而提高产品附加值;等等。

● 推进数字化转型可以更好地应对各种不确定性,提高抗风险能力。自全球新冠疫情以来,越来越多的企业正通过数字化转型变革传统业务,如利用数字技术开展远程协同办公、数字化营销、AR自助服务、远程专家指导等,以摆拖疫情影响。而事实证明那些数字化转型领先的企业由于远程协调能力更强、整体工作效率更高,其对疫情的抗风险能力也明显更强。

● 推进数字化转型可以重塑员工,让其工作变得更高效。通过应用AR/VR、大数据、工业APP等新技术,能提升员工技能水平,简化工作界面,提高员工效率,实现员工数字化。员工数字化是缩小员工技能差距,激励员工创新能力的有效途径,是企业数字化转型的重要一环。例如将AR技术应用于培训环节,能极大提升员工获取工作所需信息的互动体验,减少培训成本,从而提升员工的工作质量。

● 另外,制造企业推进数字化转型是实现智能制造的基础和必要条件。智能制造涵盖了数字化、自动化、精益化、智能化和绿色化,而其中,数字化在智能制造推进过程中,发挥着穿针引线的核心作用,如自动化系统要实现柔性,也必须依赖数字化系统的支撑。e-works黄培博士曾总结了智能制造的十大应用场景,并指出:在智能制造应用的各个范畴,数字技术都提供了重要支撑(如下图)。

智能制造十大场景及对应数字化支撑技术

总之,数字化潮流不可逆,制造企业只有顺应这一大潮才能随需而变,实现可持续发展!

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数字化转型的网络新挑战

网络连接是数字化转型的基石,没有高质量网络支撑,数字化转型将无法进行。近年来,随着企业数字化转型的不断加速,企业对于数据资产高效流动的需求日益旺盛,特别是生产环节面临着更加强烈的自动化与智能化需求,进一步也对网络连接提出了更高的要求和挑战。主要体现在以下几个方面:

● 高稳定与可靠。

当前,以人工智能、VR/AR、数字孪生等为代表的新兴技术已成为企业实现数字化和智能化转型的重要使能技术。这些技术的应用,对数据传输的稳定性和可靠性提出了更高的要求。例如通过AR技术开展远程装配指导的应用,在远程协助装配的过程中需要实时传递装配引导信息,对装配动作进行精准识别及装配结果进行校验,还得保证AR眼镜显示画面的清晰、稳定,及与AR设备中摄像头的运动同步,这些信息的传输、存储与反馈,都需要强大的无线网络支撑,以满足高速稳定、实时的数据传输要求。即使是4G网络也难已满足AR/VR更高程度的视觉沉浸。

AR装配指导(来源:e-works黄培博士 PPT)

● 灵活部署。

在数字化转型大背景下,越来越多的设备开始联网。当企业进行生产工艺变更时需对产线进行调整,特别是一些小批量个性化定制企业,需要频繁调整生产线。传统的有线网络无法灵活调整产线,需要不断重新走线,大大增加了线缆、人工与时间成本。尽管以WiFi、4G等为代表的无线网络可以解决部分问题,但基于系统容量、可靠性、时延等方面的不足,仍无法满足智能制造的很多应用场景,无法适应数据复杂多变的工业现场。尤其是,在面对大量密集设备连接时,WiFi的诸多劣势将显现。

● 提高安全性

数字技术的广泛与深入应用,使得企业越来越多的资产数字化,这也增大了攻击的暴露面,使得安全风险越来越大。确保数字资产在安全的网络连接环境下正常地传输、存储和应用,是企业最基本的诉求。

面对以上挑战与要求,5G凭借低时延、高速率、高可靠等多种优势,以及覆盖范围广、支持海量连接、快速部署应用、安全性高等特点,成为了部分领先企业在推进智能制造和智能工厂建设中的重要基础设施。

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5G如何使能智能制造

作为新一代移动通信网络,5G是“新基建”的重中之重,它不仅开启了万物广泛互联、人机深度交互的新时代,也为数字化转型与智能制造打开了全新的应用场景。特别是智能工厂,它会是5G未来改变非常大的细分场景,这些场景或使得生产作业更具灵活性,或呈几何级提升工作效率,或极大保障生产作业安全性等。

当前,5G正在阔步向前,一些前瞻性的企业已展开了5G网络的布局。然而,对于许多传统制造企业而言,如何找到5G与自身业务结合的场景,最终推动应用落地——这个过程往往充满挑战。

爱立信作为5G技术的领先者,在5G技术创新、行业应用等方面都具有较强优势。其不仅拥有强大的5G产品和解决方案组合,更有专门为工业企业量身定制的5G行业专网解决方案。同时,爱立信在积极推动5G赋能垂直行业的过程中,已携手全球领先企业在各行业积累了丰富的应用案例和经验。

例如,爱立信南京工厂已在真实生产场景中完成了诸多5G创新应用落地。该工厂从2018年开始进行智能化改造,于2019年9月完成5G智能工厂转型升级。目前南京工厂已实现了爱立信工业专网解决方案在国内的首个商用部署,并上线了多种5G应用,包括AR远程专家指导/培训和质检、视频监控、工控机、AGV调度系统、环境监控、装配拧紧监控、机器视觉导引装配、智能线阵扫描和叉车信息化等,覆盖生产、物流、质量、监控等各个领域。

爱立信南京5G智能工厂

那么,5G的应用对南京工厂的价值有多大?爱立信商业咨询部门的咨询总监邹玉辉在视频访谈中以5G无人机库盘与AR远程培训为例进行了介绍。他表示:南京工厂以前是采用人工进行库存盘点,由于库房较高,需要叉车先把货物从货架上面运送下来,再通过手持终端扫码,这种方式效率极低;现在通过5G无人机盘库,小型5G无人机可自动定期盘点物料,并通过无人机上的摄像头扫描数据,经由5G自动回传生成报告,可提高库存盘点效率50倍以上,还降低了库存差异。而5G AR培训轻松实现了沉浸式学习,解决了工人培训需占用实体产线,造成停产与物料损耗等问题,还可以将知识固化下来,以更直观、炫酷、有趣的方式开展培训。

5G无人机盘库

此外,南京工厂是新产品引进、研发和制造基地,需要频繁地调整生产线,通过5G的应用让生产线实现了灵活、定制、可靠等多方面要求,令产品更快推向市场;南京工厂还在5G专网部署、接入IOT平台和革新传统企业网方面开始了新的探索,5G专网取代了WIFI和有线网络后,将显著简化网络结构,降低部署成本,提高效率和网络灵活性。

值得一提的是,历经多年的建设和运营,南京工厂已是爱立信全球最重要的新产品工业化中心之一,也是爱立信全球数字化生态系统的关键一环,扮演了5G智能工厂转型实践的先锋角色,具有“标杆效应”。未来,爱立信会将南京工厂的经验,尤其是5G之于制造业的价值不断淬炼、沉淀,进而赋能各行各业。

再比如,爱立信还助力奔驰“56号工厂”建设了全球首个用于汽车生产的5G移动网络。采用爱立信提供的5G专网,奔驰可以优化其工厂现有的生产流程,包括实现装配线上的数据链接或产品跟踪;取消生产线上的轨道,由AGV承载全部等待完成制造的汽车并随时抵达需要的工位上,制造产能提高了25%等等。

“除了在制造环节,5G还可以帮助企业在智能互联的产品研发、运营与服务,以及员工的互动体验等环节发挥更大的作用。” PTC售前技术总监张锦存在视频访谈中如此说。

例如,对于智能互联产品,企业或产品运营方通过5G技术可以实时、海量的收集产品运营数据,并基于数据分析结果,加速产品迭代,开展产品的健康管理、远程诊断、预测性维护等,实现用户体验提升,产品运营与服务模式创新。德国e.Go汽车制造商在创立之初就规划建立了车辆远程监控与服务系统,通过车联网获取车辆运行的位置、速度、电池电量、环境温度等大量数据,进行建模分析以提升车辆运营水平及用户满意度。另外,5G+AR技术,是提高员工互动体验的典型应用。

携手生态伙伴,共推5G行业应用落地

“无论是工业4.0,还是智能制造,这些愿景,都不是通过单打独斗可以实现的。”爱立信东北亚区市场与传播部高级市场经理杨利在视频访谈中如此表示“推动一个生态系统的建设,对于5G行业应用的切实落地,尤为重要”。

网络连接是数字未来的基石,但仅仅有连接是不够的。5G网络的出现,为制造业数字化转型与智能制造提供了新动能,但要实现5G与工业更好的融合,需要企业不断提升数字化水平,还需与大数据、人工智能、物联网、AR/VR等技术紧密结合。因此,5G行业应用和落地离不开整个生态圈的共同合作,5G厂商必须持续完善自己的生态系统,通过跨领域的协作创新来打破技术、行业壁垒,才能真正释放5G的潜力,更好地服务制造企业。

爱立信作为5G设备供应商,基于自身在5G专网方面的强大实力,一直致力于联合各个垂直行业开展 5G 业务创新,推进 5G 产业生态的构建,尤其是在工业互联网、智能制造等领域,已和全球多个企业展开广泛合作。例如,爱立信南京工厂即是爱立信与江苏移动共同合作探索“5G+智能制造”创新应用的成果,其中,江苏移动通过中国移动5G尊享专网,结合5G网络切片技术,为爱立信南京工厂打造了智能制造的网络基础设施。

另外,爱立信还与工业物联网与数字化解决方案领导厂商美国PTC公司在物联网与AR等方面开展了合作。据PTC售前技术总监张锦存在视频访谈中的介绍,PTC 在数字领域拥有30多年经验,最早叫参数技术公司,是业内首个提出“参数化设计”理念的企业。历经多年的发展,PTC的产品线已从最初的CAD、PLM延伸到了AI、AR/VR、IoT,形成了涵盖CAD+PLM+AI+AR+IoT等技术的工业创新体系。通过这些技术可以帮助企业构建完整的数字主线,并打通企业产品研发、制造与供应链、销售与市场、客户运营、产品服务等各个领域的数据,实现数据驱动,以及物理世界与数字世界的连接。

爱立信与PTC在2018年围绕“蜂窝物联网的应用及服务开发”展开了战略合作,通过将PTC的工业物联网平台ThingWorx添加到爱立信物联网加速器(Ericsson IoT Accelerator)云平台,从而简化蜂窝物联网解决方案的开发和推出。另外,在爱立信南京工厂,基于PTC的AR平台实现了5G AR远程专家指导/培训和5G AR质检等应用。

结语

面对当今世界的不确定性,推进数字化转型已成为了制造业高质量发展的必做题。5G作为制造企业推进数字化转型与智能制造的关建基础设施,随着新基建的大规模推进、《5G应用“扬帆”行动计划》的贯彻落实以及应用场景的大量落地,商用步伐必将全面加速,并推动更多企业迈向万物互联的智能制造新时代。

而有着百年通信经验的爱立信,基于领先的通信技术优势、服务能力、全球经验和日臻完善的生态系统,在5G赋能智能制造的道路上步伐坚定。相信未来爱立信将携手合作伙伴,帮助更多制造企业通过5G开创未来!

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