5G將如何賦能新時代的製造業

5G的低延遲、高帶寬、高速率和大容量將促進製造業的數字化轉型，製造企業可以感覺到產品的市場週期正在縮短。那麼，製造企業如何在繼續生產功能日益多樣化的產品的同時，跟上這種不斷增長的需求?

5G的低延遲、高帶寬、高速率和大容量將促進製造業的數字化轉型。

製造企業可以感覺到產品的市場週期正在縮短。在這個快節奏的世界裡，消費者正迅速地淘汰各種設備，要求最新的設備、最熱門的功能、最即時的服務。

那麼，製造企業如何在繼續生產功能日益多樣化的產品的同時，跟上這種不斷增長的需求?

智能製造、工業4.0、數字企業、未來工廠，或者隨便你怎麼稱呼它，旨在給我們所熟知的行業帶來革命性的變化。與第一次工業革命的蒸汽時代和第二次工業革命的電氣時代不同，這次工業革命是把計算能力和機器技術結合起來，利用現代信息、操作和通信技術的能力，致力於打造更好、更高效的工作場所。

據《Huffington Post》報道，5G將有力地推動這場革命。那些實施了智能製造計劃的早期採用者已經記錄下了具體的結果，82%的採用者表示效率顯著提高了。

高通預計，向5G過渡將使全球GDP增長3萬億美元，到2035年將創造2200多萬個就業崗位，相當於增加一個與印度差不多大的經濟體。此外，根據Jabil的5G技術趨勢調查，72%的5G專家預測，5G解決方案將首先用於商業應用，而工業物聯網將是最強勁的短期驅動力之一。

資料來源：Jabil的5G技術趨勢調查

新一代無線技術所提供的更低的延遲、更高的帶寬、更快的速度和更大的容量，正在有效推動製造業在人工智能、增強現實(AR)、預測維護和協作機器人等多個領域的數字化轉型。

1. 人工智能

根據《 Markets and Markets》雜誌發表的一項研究，2017年人工智能(AI)市場價值160億美元;到2025年，這一數字將超過1900億美元，年複合增長率為36.6%。隨著這項技術的普及和應用，專家們預測，它將成為行業遊戲規則的變革者。波士頓諮詢集團(Boston Consulting Group)和麻省理工學院斯隆管理評論(MIT Sloan Management Review)發表的一項研究發現，在3000名受訪者中，84%的人預計人工智能將使他們獲得或保持競爭優勢。

縮短生產週期使製造商更難以滿足市場對日益複雜的產品的需求，同時保持並遵守質量法規和標準。

儘管產品正以前所未有的速度飛離生產車間，但客戶對高質量、功能齊全的產品的期望並未降低。企業必須與產品合格率作鬥爭，並努力避免產品返廠。這就是人工智能可以起作用的地方了。

除了小編稍後要闡述預測維護之外，人工智能還可以用於改善工廠的質量控制。不使用人工智能的視覺檢測系統必須接受約100萬幅圖像的數據集訓練，以確保它們能夠識別所有潛在的問題。人工智能可以加強現有的基礎設施和人力資源，使工人能夠迅速識別削弱生產鏈和產品質量的故障。

例如，在Jabil，一直在使用這項技術來捕捉電路板製造的早期錯誤，從而能夠在產品生產35-40個步驟中的第2或第3步識別故障。檢測故障的準確率達到80%，節省了17%的返工成本和10%的能耗。當問題被更早地發現時，公司的運作將更有效率、週期更短，從而提高客戶滿意度。這種方法需使用5G來訪問大量實時、高質量的數據，以實現最大的效率。

2. AR

AR可以幫助技術人員更快地發現問題。與虛擬現實(VR)不同，AR不遮掩物理世界，它只是用數字層來增強它。通過使用AR解決方案和平板電腦，相關工作人員可以更快、更有效地識別問題，從而可以即時和生產站點共享數據，以更快的速度解決問題。

愛立信的研究人員和工程師團隊已經使用了這個解決方案：通過使用AR簡化和改進了故障排除過程。

該公司發現，他們的技術人員將一半的維修時間花在了一些沒有價值的活動上，如查找和鏈接佈局文件、故障信息和故障排除說明的示意圖。使用AR技術，技術人員可將簡單地定位問題所浪費的時間降到最低，從而他們有更多的時間來執行對公司更有效益的任務。

3. 預測與預防性維護

不當的維護策略會使工廠的整體生產能力降低5%至20%。研究還顯示，非計劃的停機每年給工業製造商造成的損失約為500億美元，而資產故障是導致42%的意外宕機的原因。這給製造商帶來了一個難題;要麼他們必須讓機器脫機，以確保該技術在滿負荷運行，從而停止生產;要麼他們冒著機器運行時間過長導致機器故障的風險，這可能使停工更長的時間。

傳統的預防性維護需要人為處理，另外製造商無法承擔這個額外的時耗所帶的損失。考慮到它所消耗的時間，它是既單調又低效的。

最好的情況是能夠最大化計劃停機時間，同時防止意外停機，從而提高機器的使用效率，提高員工的生產力，並最終提高盈利能力。

普華永道(PwC)表示，幾乎所有的製造商都希望通過預測維護等數字技術提高效率，預計未來5年，製造商採用機器學習和分析技術改進預測維護的比例將提高38%。再加上5G無線功能，製造商可以利用更簡單、更有效的流程進行預測和預防性維護。

研究表明，在多個製造場景中提高檢測性能可以將成本降低50%或更多。

4. 5G代替WiFi

儘管Wi-Fi改變了我們的世界，並以各種方式擴展了消費的服務功能，但我們都曾在加載網頁時看到筆記本電腦屏幕上的藍色圓圈不停地旋轉。在製造業，網絡延遲背後的代價高昂，限制了生產率，降低了利潤。

在一些國家或地區，移動互聯網連接已優於Wi-Fi。為了擁有更高的數據傳播速率和更高的可靠性，一些製造商，尤其是汽車領域的製造商，正在考慮實現一個專用5G網絡。除了網速比4G快10倍、延遲低50倍之外，5G還可以支持比4G多得多的設備。這對於那些在集中地區(即製造設施)使用較多連接設備的物聯網公司來說，這將是非常有用的。

根據《Technology Review》所述，5G可以被編程以區別對待不同類型的數據或設備。例如，它可能有利於關鍵任務設備，因此即使網絡的其他部分被中斷，它們也能繼續運行。

德國汽車製造商奧迪計劃在未來幾年推出自己的5G網絡。他們認為，這是一項必要的投資，以確保製造機器人和其他設備比現有的互聯網解決方案更即時、更安全地工作。寶馬(BMW)、戴姆勒(Daimler)和大眾(Volkswagen)等其它汽車製造商可能也不會落後太遠。

5. 供應鏈管理

當一個包裹被運送時，它可能會通過無數的手和檢查站。這就提出了責任、所有權的問題和供應鏈保險等問題。如果包裹破損了，那麼它是什麼時候發生的，誰要對此負責?交付路線的可見性對於供應鏈管理的關鍵。

現代的跟蹤方法，如二維碼掃描和射頻識別，通常只在產品到達時進行記錄，只記錄位置和時間;如果發生了損壞，要準確查明事故發生在旅程的哪個階段是很困難的，甚至是不可能的。

智能包裝已取得重大進展。然而，下一代無線技術可以將包裝跟蹤提升到一個新的水平。通過在包裹上安裝5G傳感器，供應鏈利益相關者可以確定包裹的位置、溫度、溼度、重力、溼度水平等信息。他們將能夠收到關於產品狀態和狀況的實時反饋，並避免對人工檢查站的需求。

6. 人機協作

麻省理工學院(MIT)的一項研究顯示，寶馬(BMW)一家工廠的員工與機器人合作，將人類的空閒時間減少了85%，從而顯著提高了生產率。由於機器人能力的不斷提高，它們能夠適應不斷變化的環境，並履行各種職責。

長期以來，機器人一直以一種高效、福特式的方式被用於自動裝配、推出汽車和其他製造產品。它們可以用來運輸貨物，或者在實用層面上，機器人可以清理工廠地板上的雜物。類似的機器人已經在雜貨店使用。GIANT/MARTIN 'S和Stop & Shop品牌最近與Badger Technologies合作，部署了美國最大的店內機器人應用之一。這些機器被親切地稱為“馬蒂”(Marty)，這些有眼睛的機器在商店的地板上巡邏，以處理洩漏並減輕危險。雖然這些自動機器人正在執行瑣碎和重複的任務，但可以將人工從中抽離出來以從事更有價值的工作。

儘管自動機器人已經在世界各地的工廠(和零售場所)使用，但要使機器人能夠與環境實時互動，大量信息必須在瞬間傳遞。

5G支持的雲機器人將解決這些問題，把系統智能放到雲計算中，把簡化的機器人放到工廠車間，從而提高它們的易用性和效率。生產機器人的關鍵是一個強大、可靠的連接，而5G技術可以改善這種連接。通過使數據更接近源，5G提供了比以前的無線迭代和顯著改進的傳輸速度。5G還具有更大的靈活性，這使製造商能夠保持較低的修改成本，同時能夠適應不斷變化的製造環境。

愛立信表示，儘管一些行業將從雲機器人中受益，但製造業是採用雲機器人的領先者之一。諾基亞在芬蘭奧盧的工廠有一個幾乎100%自動化的流程，他們希望通過5G來擴充這個流程。

5G將以多種方式改變世界，從更快的流媒體視頻，到自動駕駛汽車，再到賦予遠程手術以實時反應的能力。其前所未有的速度和覆蓋範圍將使世界聯繫的比以往任何時候都更緊密，併產生前所未有的能力。它將改變包括製造業在內的多個行業。