【深度分析】開拓 AI、VR 潛能,看 5G 如何顛覆「未來製造業」

一場由 5G 驅動的工業革命正在發生,催生更快、更低延遲、更大容量的製造業數位轉型。

【為什麼我們要編譯這篇文章】中興通訊推出第一支 5G 手機、據傳蘋果明年要發表 5G 手機、台灣五大電信商掀搶執照大戰。目前關於 5G 的討論,多半落在電信業、智慧型手機。

事實上,5G 時代來臨也將重新塑造「製造業」的面貌,其「大頻寬、高速率、低延遲」的特性,將能開拓 AI、VR 潛能,快速揀選出生產線上的錯誤,提高良率。此外, 為了能有更快的數據傳輸與更高的安全性,不少汽車製造商計畫打造私人的 5G 網路。(責任編輯:施怡婷

全世界正在迎來 5G 時代,消費者淘換數位裝置的間隔越來越短,人們期待著更新、更即時的服務,這一切好像理所當然,但你是否有想過,製造公司該如何跟上需求不斷增加又日益複雜的產品?

一場由 5G 驅動的工業革命正在發生,催生更快、更低延遲、更大容量的製造業數位轉型。

高通:5G 讓 全球 GDP 增加 3 兆美元

美國高通公司 預測 ,向 5G 的過渡期間會使全球 GDP 增加 3 兆美元(約 93 兆新台幣),並在 2035 年將創造 2200 多萬個職缺,相當於增加一個印度大小的經濟體。 此外,根據捷普(Jabil)的 5G 技術趨勢調查,72% 的專家預測 5G 將先應用於商業,而物聯網將成為短期內最大驅動因素之一。

在號稱 5G 元年的今年,科技報橘主辦了 〈2019 智慧製造論壇〉,其中聯發科與 AppWorks 董事長林之晨都再次用「高」、「低」、「大」來強調 5G,即為:高速率(eMBB)、低延遲(URLLC)、大連接(Massive MTC)。

而高、低、大所引領的製造業數位轉型,會讓這場「5G 製造業」發生在哪些領域呢?

再開拓 AI 潛能,人工智慧是 Game Changer

不斷縮短的生產週期讓製造商難以在維持品質的狀況下,跟上日益複雜的產品需求,而為了要達到客戶對高品質產品的期望,廠商必須減少缺失並降低召回率。

根據全球市場調查公司的一項 研究 ,2017 年人工智慧 市場價值 160 億美元(約新台幣 5 千億台幣),至 2025 年將增長為 1900 億美元(約 5.8 兆新台幣)。 隨著 AI 技術應用的普及,它將成為產業的規則改變者,改善工廠的品質管理。

一般的影像檢查系統需要使用約一百萬個圖像的數據庫來訓練,才能識別所有潛在的缺陷,而加入 AI 可以加強現有的設備和人力資源,讓員工能更迅速的檢查出生產鏈與產品品質中的錯誤。而要讓 AI 達到最高效率,就需要 5G 來實現大量高品質的即時數據。

除了資訊與影像重疊,AR 也可以偵錯

擴增實境(AR)除了工業 4.0 最夯的 digital twin(數位雙胞胎或影子工廠), 將數位資訊和實體物件重疊,也可以幫助技術人員更有效率地發現問題 ,當零件故障或需要拆換時,AR 平台能夠即時當場教學,這樣的引導即使是菜鳥也能立即勝任。除此之外,員工也能藉由 AR 頭戴裝置看見產線問題,再對機器下指令。

愛立信研究與工程 團隊已經利用 AR 簡化並改進了疑難排除程序。在過去,查找並連接電路圖與檔案佈置、錯誤訊息,就花費了一半的維修時間,而通過 AR 可以直接找出問題所在,將省下時間用於更有價值的工作。

預防意外停機,改善預測性維修

錯誤的維護策略會阻礙工廠生產力提高。 研究 顯示,意外停機造成工業製造商每年損失約 500 億美元(約 1.5 兆新台幣),工廠為了確認機器是否滿負荷運載,需要將機器離線從而暫停生產。理想的狀況是能有計畫好的停機時間,並預防意外停機,提升機器使用效率以提高盈利。

傳統的預測性維修,需要繁雜的數字與時間運算,卻還不一定準確。 普華永道 報告顯示,而 若製造商採用機器學習與分析來改善預測性維修,將能在未來五年進步 38%,結合 5G 無線技術,廠商可以用更簡單、更有效的流程來進行預測與預測性維護 ,提升工作效率的同時,將預測成本降低超過 50%。

企業建造私有 5G ,取代 Wi-Fi

雖然 Wi-Fi 已成為我們的生活必需品,但顯然它還不夠快速。以製造業來說,這些傳輸的延遲可能代價高昂,它限制了生產力並減少利潤。

為了能有更快的數據傳輸與更高的安全性,一些以汽車領域為首的製造商,正在準備私人的 5G 網路 。除了網路速度提高 10 倍以上、降低延遲 50 倍之外,5G 比 4G 支援更多的裝置。對於需要連接大量裝置的物聯網公司在集中區域(如製造廠)非常有幫助。

因此,對比過去電信應用以一般消費者為大宗,5G 應用將有很大一塊會在產業界。5G 可以依據不同類型的數據與設備編寫程式, 因此能與不同產業合作開發新應用。

企業專網或者 5G 私有網路在國際上已被廣泛討論。 例如德國汽車製造商奧迪,就計劃在未來幾年內建設自己的 5G 網路。為了確保設備比現有網路更快、更安全,並能涵蓋不同地區的產線需求,企業認為這是一項必要的投資。其他汽車製造商,如 BMW、戴姆勒和福斯汽車,可能也在跟上腳步。

加強供應鏈管理,抓出錯誤負責人

現階段的包裹物流追蹤,如 QR Code 掃描或無線射頻辨識(RFID),通常只在包裹到達時紀錄位置與時間,而若包裹有損壞,很難確認是在運送的哪個階段發生、而誰又該為此負責?

而未來在包裹上安裝 5G 感測器,供應鏈關係人能確定包裹相關訊息,如位置、溫度和濕度等 。不用手動檢查,就能獲得關於包裹狀態的即時反饋。

人機合作,提高安全性和效率

根據 麻省理工學院的一項研究 ,BMW 員工與機器人的合作將人員閒置時間縮短了 85%,從而立即提高生產率。

過去長久以來,機器人都被用於自動組裝、運輸貨物、清理工廠等瑣碎和重複的工作。而如果要讓機器人能即時的與環境中其他因素互動,需要大量訊息的瞬間傳輸,而現階段機器人所需的大量智慧與複雜的控制系統,減緩了它的開發週期。

若透過 5G 飛躍進步的數據傳輸速度支援雲端機器人,且將系統智慧存放進雲端並簡化,將能提升機器人的使用性及效率。此外,5G 也有更大的彈性,廠商能用較低的修改成本,來適應不斷變化的製造條件

愛立信表示,雖然雲端機器人有利於許多產業,但製造業是採用該技術的領頭羊之一。Nokia 在芬蘭奧盧有近 100% 的機器自動化流程,而通過 5G 能再加強該流程。

5G 將以各種方面改變世界,這不只是更快速的下載影片、即時遠程操作的自駕車技術。即使是現有應用的再增強,也可能出現全新商機。它前所未有的速度和覆蓋範圍將更拉近世界距離,把人類生活及產業發展帶到不同境界,製造業將只是其中之一。

 

參考資料來源:
1.《iotforall》:〈How 5G Will Empower a New Era of Manufacturing
2.《科技報橘》:〈【2019 智慧製造論壇】備戰 5G 智慧未來,台灣關鍵下一步是什麼?
3.《科技報橘》:〈【2019 智慧製造論壇】5G 將是 Game Changer,改變台灣產業協作新模式

(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源:Pxhere, CC Licensed。)

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