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5G價值觀︱5G對工業制造的改造
5G商業模式的嘗試剛開始,它引發的變革要比3G和4G來得更徹底,尤其它通過物聯網對社會生產力的推動跟3G、4G不在一個量級。在3G時代、4G時代,物聯網的通信方式受制于網絡限制,其應用場景更多是在家庭,不能應用到工業領域,當帶寬達到2個G的5G到來之后,工業物聯網才會出現,一些以前無法想象的應用隨之出現。
工業仿真模擬
首先,5G會徹底改造企業傳統的網絡架構。現在的企業基礎網絡布網,一般是從每個員工的辦公終端,或者車間和工廠的終端,通過兩三層轉換構成一個公司的局域網。因為帶寬局限,一個核心交換機連接的終端數量有限,必須層層堆疊起來,如果一個大企業有上萬人,就需要上萬個端口,相應的需要多臺交換機,這些交換機連起來,再轉換到上一層,這是傳統的組網方式。
但5G到來后,這個架構會被抹平,從終端設備直接連接到5G基站,企業網完全扁平化,這樣管理起來安全性和可靠性會更高。之前層層交換的方式掛載的設備越多,故障率越高,防入侵的保障越難做,對終端的管控能力也越弱。
更重要的是,工業級的虛擬現實以及混合現實會成為成熟應用,VR和AR近幾年被炒作得火熱,但因為受帶寬限制,在商用、AR和VR的體驗不太好,更不用說把AR技術和VR技術應用到工業領域的研發制造和設備運營。
因為工業級應用的VR、AR模型數據非常龐大,以我們的設備為例,每臺設備一般有1萬多份文件,如果真正要應用到生產中,就要把每個零件按1:1的大小模擬出來,并且以零件實際的精度裝配起來,然后通過物理算法建成一個VR的模型,它可以用于現實的研發系統。
在設計階段,一個項目會有很多供應商,當每個供應商所的模塊都VR化,最終組合起來可以形成整個設備的總控。在生產過程中,分散在各地的各方設計的模型,可以實時組裝起來,進行優化或系統設計、仿生。復雜設備或者高端設備制造,需要許多供應商的參與,你設計一塊,我設計一塊,最后再整合起來。使用了什么樣材料、材質的強度,都可以通過虛擬的方式建模計算。甚至就不需要去把物理樣機做出來。通過虛擬樣機進行一些認證或者跑模擬仿真,對研發效率的提高和研發成本的節約有極大幫助。
在生產階段,由于設備很復雜也很昂貴,很多設備幾千萬元才能買一臺,它的安裝培訓調試過程相當復雜。傳統做法是按照紙質操作說明書、安裝說明書,所有工人先接受培訓,再去現場安裝,但由于設備更新迭代非常快,手冊也需要相應的變更,但如果有的地方沒有更新到或者沒有實時被通知到,就可能出錯。
而現在的產品交付時,同時會交一套VR、AR的作業指導。安裝工人通過AR眼鏡可以直接看演示,如果有問題,遠程專家可以在線支持,雙方在視野里同步互動,戴上VR、AR眼鏡,雙方都能看到1:1情景再現,而且這并不僅僅是簡單的情景再現,而是設備該怎么裝配,實際的裝配尺寸有多大,檢驗應該怎么去檢驗。
同步在虛擬世界的數字孿生,代表著真實世界的東西,甚至設備的物理特性、物理模型、特性、機能都是跟真實世界一樣。
之前這些設想無法落地,是因為受制于機器數據的物理分割,沒辦法做到實時化和精細化,如果數據做得太精細化,轉動VR和AR鏡頭或者視角轉變時,新的數字模型要重新加載,因為傳輸速率不夠,無法渲染,會產生延遲,畫面有抖動,眼睛很不舒服,人會頭暈。當5G之后,這些問題就迎刃而解,它至可以達到4K和8K的分辨率。當然在民用和商業領域也會出現心的機會,以后直播比賽可以出現多角度,甚至3D或者AR、VR的模式,完全是沉浸式體驗。
對生產關系的改造
目前我們在研發、協同、生產、制造和設備的售后和運維領域做嘗試,也有方案提出來。從目前的幾個場景來看,隨著5G的深入推進,會有越來越多的應用模式出來。
從目前的嘗試來看,我們獲得一些啟發,今年大家還在尋找5G的應用路徑,但是再過兩年可能沒有人去思考5G該怎么發展,因為5G到處都是了,小到城市,大到國家、社會體系,所有的信息、流程、數據都在5G的基礎上,所有信息系統都基于5G,它已經是一個理所當然的東西,所有的軟件設計、流程設計、業務應用場景都是基于5G來搭建的,很多難以想象和無法實現的應用會爆發出來。
因為在5G落地之前,廠家沒有更多的積極性去投入研發5G應用,但如果5G通道打通之后,會對生產環境起到革命性的改變。很多以前的技術可能在某方面已經萌芽了,具體的商業使用也已經有了,但是因為網絡帶寬的限制,效果很差,譬如全息技術一致做得不太完善,相應的回報也不好,企業沒有動力、沒能力將它成功商業化。但是突破5G網絡落地之后,很多技術會實現商業化,會推動各種各樣的新產品加速落地,甚至會有革命性的東西出來。
它們來到我們身邊的速度會非常快,像從動車到了高鐵,之前大家還在懷疑它的接受度會如何,但是當它真的到來之后,有些地方甚至一票難求,大家會不由自主地去選擇坐高鐵,哪怕價格高一點,因為體驗完全不一樣。
如果一個更好的體驗出來之后,即使價格更貴,人們肯定還是愿意去嘗試。國家也希望通過5G對經濟進行驅動,因為之前主要靠房地產來拉動經濟,但5G到來后對所有產業鏈、生態有很大的推動。每個國家都會不遺余力的去推動,產業的升級對經濟的推動力是實實在在的。
今年5G落地打響了發令槍,大家都開始跑了,明年是搶賽道的時候,很多傳統巨頭,如果沒有占領這個賽道可能就要衰落。有很多新興的機會,新興的企業,如果它占領了這個點,可能會爆發式成長。
5G對傳統制造業應該有滯后效應,因為需要生態的再造。譬如機械制造領域的模具制造,它是很多制造業產業鏈的中間一環,譬如在汽車業,整車廠把車設計好之后,發給它訂單,發包一個模具,把一堆圖紙給它。
而以后,在整車商設計的設計階段,模具制造商就會參與進來,因為模具汽車行業用得很多,這邊的零件設計圖出來,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,對加工精度、生產良率等做預判。如果整車有變更,模具的設計制造也能同步變更。
將來的制造業肯定會出現大規模定制需求,以前的生產還是大規模生產,要保持庫存的規模量,要保證穩定性。5G來了之后,每個批次,每一個零件都可以按照個性需求去定制生產,所有的信息都會同步到整個制造供應鏈。
雖然以前可能也定制出現,但是整車商不能將個性化需求的信息及時傳遞給供應商,甚至供應商的供應商,個性需求不能通過產業鏈一層層傳下去。個性定制的程度很低,像汽車的定制,目前也就是顏色、內飾等簡單的個性化。
如果5G打通了,前端后端要想都實現大規模定制,就要求把整個產業鏈打通,整個供應鏈要實現扁平化,汽車供應鏈就不會再分一級、二級、三級了,整車商可以直接打到最末端的供應商。這樣將會極大改造汽車產業的生態。
要實現大規模定制,社會分工會越來越明確,即便不說全球化分工,至少行業內分工會更加細致。將來的企業競爭絕對不是一家企業跟一家企業的競爭,而是一家企業或者一兩個核心企業帶著他的小伙伴、帶著他的朋友圈跟另外一個企業來競爭,競爭力最重要的是你的生態。我們所有的生產全部外包出去了,就要對供應鏈有極強的控制能力,不僅僅是一級二級三級供應商,連原材料廠商都要有控制力。
這一塊我們建得比較早,要求建立整個生態鏈的協同。因為我們的設備是典型的大規模定制,我們客戶的每一臺機器沒有一臺相同的,它的技術指標、配置都完全不一樣的,所以我們必須要具備統籌整個產業鏈的能力,把客戶個性化定制迅速傳遍產業鏈,讓他們跟我們高度協同。甚至兼容同一個生產系統,同一個研發系統。
由于信息通道的打通,企業的競爭模式也會發生巨大變化。之前企業靠傳統的壟斷性優勢或者技術上積累,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。所以要面對未來,企業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。
[作者董祥國系中微半導體(上海)有限公司IT/ERP總監。本文由澎湃新聞采訪整理。]





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