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冲出1.2兆美元产值》5G连线製造业 打造製程0偏差

时间:2020-06-02 17:33来源:未知 作者:admin 点击:
【文/胡林 图片提供/达志影像】 5G要改变娱乐、通讯及运输业可能仍需好几年时间,但它已在製造业发挥作用,因为5G网路速度比4G快100倍,使装置和伺服器之间的通讯速度更快,又

【文/胡林 图片提供/达志影像】

  5G要改变娱乐、通讯及运输业可能仍需好几年时间,但它已在製造业发挥作用,因为5G网路速度比4G快100倍,使装置和伺服器之间的通讯速度更快,又非常容易布建在工厂等相对较小的区域,从而降低生产过程中的错误率,并提高生产力。的确,结合速度、实用性和潜在成本节省等优点,将促使工厂经营者比较愿意尝试5G。不久前,5G供应商爱立信(Ericsson)与德国弗劳恩霍夫生产技术研究所(Fraunhofer Institute for Production Technology)合作,在MTU航空引擎公司(MTU Aero Engines)的工厂内进行实验,结果令製造业者振奋不已。

  这座生产喷射引擎金属叶片盘的工厂,採用「金属铣削」製程,製作时间长达20小时,并需要进行极精确的切割,但製程的错误率高达25%。更令人沮丧的是,通常在完成前无法检测到错误。但如今将5G感应器放在零件或工具上,就能即时侦测故障,错误率降低至15%,叶片的平均生产成本降低了3,600欧元。5G让设备与伺服器的沟通几乎没有「延迟时间」,这也是它对製造商如此有用的原因。爱立信资深副总裁坦森斯(Åsa Tamsons)说:「由于5G只有1毫秒(千分之一秒)的延迟,你甚至可以在工具撞击叶片前侦测到製程是否偏差,在出错前停机。」

  Award Solutions的行动无线技术专家崔帕西(Nishith Tripathi)表示,只有5G可以提供工厂所需的效能:「过去的4G根本无法完成这项工作,你需要5G的高速和低延迟。除此之外,还有2大功能让5G成为工厂的理想选择─网路相对容易安装、能支援大量装置。」

  爱立信不是唯一实验5G技术的公司,专门从事测试5G的「伍斯特郡5G集团」(Worcestershire 5G Consortium)与伍斯特博世公司(Worcester Bosch)合作,他们在博世工厂的机器上安装数千个监测感应器,经过测试,发现工厂的生产率提高了几个百分点,故障率也大幅降低。

  德国汽车製造商奥迪(Audi)计划在未来几年内推出自家的5G网路,它将更快、更安全,可确保製造机器人和其他设备的运作。其他汽车製造商宝马(BMW)、戴姆勒(Daimler)和福斯汽车(Volkswagen)可能也很快跟进。崔帕西说:「全息技术(Holography)、虚拟实境(Virtual Reality, VR)以及其他5G体验的普及,我们还得等上好多年,但是对于製造业者来说,就是现在。」

  5G网路必定改变许多产业,根据爱立信的研究,在2026年前,5G为各产业所带来的产值达1.233兆美元,其中製造业就几乎占了1/5,而爱立信也认为这项新行动网路技术将从下列5大方面启动工业4.0。

1.工厂作业更灵活

  连网的机器可以做的事比起传统断网的机器还多,然而,目前製造商基本上是使用乙太网路(Ethernet)和WiFi,并且才将要逐步採用4G LTE来连接工厂设备。但随着5G网路的导入,操作员可以用网路无缝启动厂区内外整组设备。自动化技术大厂ABB的数位长祖瑞特(Guido Jouret)说,「机器人只要配置可连接5G网路的SIM卡,作业员就能随插即用,不需要特别建置新网路;同时,有了高速无线连线的工厂,机器人可以全年无休工作,生产效率将更高。」

  5G网路不仅提高机器灵活性、生产力,其低延迟的特性,还使操作员能即时监控机器。爱立信研究中心的5G For Industry项目经理诺林(Mats Norin)表示:「机器可以更容易设定程式且更有机动性,迎接更多个性化的产品和与日俱增的需求。」

2.提高生产力

  对于製造商而言,提高生产力可以节省成本。5G网路可在每平方公里布建多达100万个感应器,且依旧能提供低延迟的即时资料,从而提高生产效率。例如:爱立信和德国弗劳恩霍夫生产技术研究所合作,将MTU航空引擎公司的流程设计阶段缩短了75%。此外,5G网路的低延迟改进了对製程的监控,避免失误;在短短几毫秒内,操作员知道何时需要更改机器参数。爱立信指出,根据其实验案例的经验估计,每年可为1座工厂节省2,700万欧元。实际上,工厂流程越複杂,自动化就越能节省成本。科技管理谘询公司Arthur D. Little的管理合伙人威拉格(Bela Virag)认为,当需要运输的零件、生产步骤和连结的供应商越多,导入5G网路的好处就越大。

3.即时预测性维护

  机器故障而停产所造成的损失,从数千到数百万美元不等。但5G网路驱动的预测性维护,可以协助避免这项损失。伍斯特本地企业合作伙伴关係(Worcestershire Local Enterprise Partnership)主席和密德兰引擎(Midlands Engine)的5G领导人史坦斯菲尔德(Mark Stansfeld)表示:「5G的低延迟特性真的很重要,因为1部过热的机器,只要几秒就会造成数十万英镑的损失。」

  PwC表示,几近100%的製造商希望藉数位科技来达成「预测性维护」,用以提昇效率。採用机器学习(Machine Learning)和分析来改善预测性维护的製造商,预计在未来5年内将增加38%。结合5G无线功能,製造商可以更简单、更有效的进行预测性和预防性维护。研究并显示,在横跨多个製造场所中提高检测故障的準确性,可降低50%或更多的成本。

4.量身订製的连线

  对製造商来说,管理网路连线也是一笔支出,而且难免有安全疑虑,尤其是对于工厂内的关键操作。但若能根据不同机器和操作的特定需求,量身订製产能、速度、覆盖範围和加密,可以提高安全性并降低成本。爱立信和英国电信进行的一项研究发现,与传统网路相比,网路分段(Network Slicing)是物联网服务提供的最佳和最经济的模式,可以提昇150%的经济效益。

  英国创新中心Digital Catapult的5G技术主管卡列许(Dritan Kaleshi)说:「分段(Slicing)为製造商提供了1个可以完全控制的专用系统;它提供可靠的通讯、服务品质保证,以及由运营商绝对控制的云端运算。」

  虽然专用网路已经存在,但5G网路更容易分段,工厂甚至可以依需要提供额外的网路片段以支援不同产量。NOKIA 5G市场开发部的艾略特(Jason Elliott)解释道:「製造商只要支付他们所需的费用,长期来看更省成本。」

5.提昇供应链管理

  包裹在运送时,可能经过许多人的手和检查点,因而衍生了供应链的责任、所有权和保险问题。如果包裹受损,何时发生的?谁该负责?运送路线的能见度,对供应链管理至关重要。不幸的是,利用现代追蹤方法,例如:QR Code和无线射频识别(Radio Frequency Identification, RFID),通常只会在送达时记录位置和时间,一旦发生损毁,很难认定是在运送过程的哪个阶段发生。

  现在,智慧包装已获重大进展,下一代无线通讯技术可以将包裹追蹤提昇到新的层次。在包裹上安装5G感应器,供应链的利害关係人可以找到包裹的即时资讯,包括位置、温度、重量及湿度等,无需费时费力的手动检查。

【完整内容请见《能力杂誌》2019年10月号,非经同意不得转载、刊登】


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