又一場工業(yè)革命即將到來

姜浩峰

“你看我們沒有駕駛室的，所有的行車靠激光定位。起重在以前是個高危行業(yè)，目前我們整個倉庫看不到人。理論上不開燈就可以去做?！濒攧偸菍氫摴煞莩善分悄軅}庫的負責人。這一倉庫是寶鋼股份新近打造的一批智能車間、“黑燈工廠”之一。作為工業(yè)和信息化部智能制造試點示范項目，他們正在引領整個行業(yè)的深度變革！

以魯剛負責的倉庫為例，原本需要配備130名員工來維持運轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)型智能倉庫以后，只需原本人員規(guī)模的一個零頭—— 30人，即可擔負整個倉庫的運轉(zhuǎn)。因為庫區(qū)照明燈光經(jīng)常關閉，節(jié)省了不少能源。然而，在此一片漆黑下又熱火朝天的情況下開工，無人化行車作業(yè)穩(wěn)定率仍能達到99%。比之過去主要靠人力來，智能倉庫還能做人力所不能及的事。譬如鋼卷的擺放——智能系統(tǒng)能迅速算出如何在空間上最經(jīng)濟，又在同批出庫時最劃算。

至于生產(chǎn)一線，同樣有“黑燈工廠”的出現(xiàn)。譬如在寶鋼股份冷軋廠第三分廠，無人行車穿行不息，撈渣、拆捆、貼標這些從前人力最苦最累的崗位，已被機器人完全取代。兩條生產(chǎn)線原先六個操作室，合并成一個，工作人員像打電子游戲一般對著屏幕就能操作。經(jīng)智能化改造后，投產(chǎn)已有十年的第三分廠，用工下降16%，產(chǎn)能提高10%。而通過對大數(shù)據(jù)的深入挖掘，算法持續(xù)迭代，后續(xù)仍有提升空間。到了真正的5G時代，這一黑燈工廠將更具“智慧”。

如果中國可以用機器人和其他先進技術來改造從未有過自動化的生產(chǎn)類型，這可能將中國從現(xiàn)在的世界工廠變?yōu)楦呖萍紕?chuàng)新中心。

“在短期內(nèi)就會看到，我們將從傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)時代進入物聯(lián)網(wǎng)亦即工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代?！痹诮邮堋缎旅裰芸凡稍L時，畢馬威中國管理咨詢服務主管合伙人劉建剛?cè)绱朔治?，“隨著5G技術和量子計算等的應用，機器和機器之間可以‘通話，機器的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以高速上網(wǎng)，進行實時分析。”劉建剛擁有超過20年在信息技術策略策劃、信息技術治理、信息技術風險管理等方面為客戶提供建議的經(jīng)驗。在他看來，4G顛覆了傳統(tǒng)零售業(yè)，5G將顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)。

更有人直指——又一場工業(yè)革命即將到來。幸運的是——中國已經(jīng)深度參與甚至引領了這一趟工業(yè)革命的“高鐵列車”。

中國制造別無選擇的出路

早在2016年，《麻省理工科技評論》（MIT Technology Review）高級人工智能話題編輯威爾·奈特（Will Knight）就曾預測：中國制造業(yè)將面臨自動化變革，黑燈工廠將成為別無選擇的一條出路。

威爾·奈特認為，在中國，勞動力已經(jīng)不像過去那么廉價，尤其是與亞洲其他快速成長的制造中心比較時，勞動力成本已非中國的優(yōu)勢。另一方面，中國制造業(yè)一旦實現(xiàn)自動化變革，更會帶來全球性的影響?！叭缃瘢澜鐜缀跛姆种坏漠a(chǎn)品都是在中國制造。如果中國可以用機器人和其他先進技術來改造從未有過自動化的生產(chǎn)類型，這可能將中國從現(xiàn)在的世界工廠變?yōu)楦呖萍紕?chuàng)新中心?！?威爾·奈特表示。

在劉建剛看來，目前，中國的首席執(zhí)行官（CEO）們，絕大多數(shù)將技術顛覆、數(shù)字化轉(zhuǎn)型看做一個機會，而非對企業(yè)未來發(fā)展的威脅?！白罱?，我們做的調(diào)查顯示，有91%的中國CEO看好這場技術顛覆，這一比例遠高于國外的同行?！眲⒔▌傆址Q，在對全球500強企業(yè)的首席信息主管（CIO）的問卷調(diào)查中，有超過六成的人將公司戰(zhàn)略核心鎖定為數(shù)字化轉(zhuǎn)型。這超過六成的CIO中，又有60%的人認為，自己的公司已因數(shù)字化轉(zhuǎn)型而獲得了比之競爭對手的優(yōu)勢。而無論中外，在這次技術變革來臨之際，所面臨的情況并沒有特別的區(qū)別。

“2017年，中國的數(shù)字經(jīng)濟達27.2萬億元，占全部GDP的32.9%。無疑，這一比例仍將持續(xù)提升?！眲⒔▌傉f，“電子商務也好，‘雙11也好，各種移動支付也好，讓數(shù)字經(jīng)濟深入人心?！倍@，也為未來制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型奠定了普遍的心理基礎。必須認識到，無論是目前已實現(xiàn)工業(yè)機器人大量上崗的黑燈工廠，還是已在中國遍地開花的基于4G的電子商務，確實是實現(xiàn)5G時代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎。

然而，僅有這些是遠遠不夠的。在劉建剛眼中，未來企業(yè)的智慧采購、智慧制造等等，需要大數(shù)據(jù)的支撐。據(jù)他了解，目前，許多企業(yè)已經(jīng)分門別類建立起了各種數(shù)據(jù)庫——風險數(shù)據(jù)采集、財務數(shù)據(jù)庫、客戶數(shù)據(jù)庫、經(jīng)營數(shù)據(jù)庫等。然而，未經(jīng)整合的這些數(shù)據(jù)，根本無法完成企業(yè)級的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

隨著2018年底工信部向三家電信運營商發(fā)放5G中低頻段試驗頻率，工信部部長苗圩近日接受媒體采訪時表示，2019年將在若干個城市發(fā)放5G臨時牌照，中國許多地方正在做著迎接5G到來的準備。譬如以寶鋼為例的一些工信部“中國制造2025”的試點示范項目即是一例。2019年各地方兩會，則也傳出不少迎接5G時代的聲音。譬如北京市政府工作報告中提出，2019年北京市將加快5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新型基礎設施建設，繼續(xù)大力拓展各類創(chuàng)新技術的應用場景建設；上海提出，打造智能化信息基礎設施體系，大力推進5G網(wǎng)絡、新型城域物聯(lián)專網(wǎng)等建設；四川表示，將實施新一輪大規(guī)模技術改造，完成技改投資增長10%，加強人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎設施建設，加快5G商用步伐；福建表示，將開展新一輪技改專項行動，設立100億元的省技改投資基金，擴大制造業(yè)技改投資覆蓋面，實施500項省級重點技改項目，深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造”，推動4000家以上中小企業(yè)“上云上平臺”……

即將到來的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，工廠機器的生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以高速上網(wǎng)，進行實時分析。對制造業(yè)將形成一種顛覆。

“三超”啟動革命按鈕

當中國從中央到地方在為迎接5G做積極準備之際，今年1月，香港中文大學（深圳）理工學院院長陳長汶教授分析道，物聯(lián)網(wǎng)浪潮已經(jīng)全面到來，5G網(wǎng)絡將是物聯(lián)網(wǎng)，特別是工業(yè)機器人的助推器。唯有5G，才能讓工業(yè)機器人在更大范圍內(nèi)執(zhí)行任務。

“目前使用的互聯(lián)網(wǎng)，3G、4G等等，都是以人作為典型的使用對象。這種情況下，對有些參數(shù)的要求不會如未來5G時代那么苛刻。”在接受《新民周刊》采訪時，上海電機學院教授李民政如此說。譬如雙11之類電子商務等等，出現(xiàn)短暫的網(wǎng)絡流量“爆掉”，網(wǎng)絡完全可以等一等，延后一些完成后臺的下單、出貨之類；再譬如如果到了網(wǎng)速不那么夠的地方，在網(wǎng)上無法觀看高清電影，那就看看標清也罷。然而，如果在工業(yè)領域想要實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，那必須做到所謂“三超”——超高速大數(shù)據(jù)流量，以及超低的時延、超大連接或者說是廣連接。

英特爾全球運營商事業(yè)部總裁沃納·舍費爾（Werner Schaefer）認為，5G將是開啟第四次工業(yè)革命的核心技術。未來的工廠是數(shù)字虛擬和物理現(xiàn)實相融合，信息通信技術（ICT）與現(xiàn)代制造業(yè)相融合，以提高工業(yè)生產(chǎn)的靈活性、可追溯性、多功能性和生產(chǎn)效率的一種新模式。

李民政說：“工業(yè)革命發(fā)展的歷程，可以分為四個階段——機械化、電氣化、信息化、智能化。無論是‘德國工業(yè)4.0，還是‘中國制造2025，只是不同的國家不同的提法，大致的走向都是工廠智能化發(fā)展，將人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、機器人這些技術整合起來，其關鍵在于如何將這些分散的技術有效地連接?！?/p>

在李民政看來，5G的超高速大數(shù)據(jù)流量和超低時延，是為了確保未來工業(yè)生產(chǎn)和物流等領域的正常運轉(zhuǎn)。如今人與人的聯(lián)網(wǎng)，一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡阻塞，人可以等。然而未來，物聯(lián)網(wǎng)時代，機器可不能等。比如工廠的行車系統(tǒng)，要判斷下一步該如何運作。在過去，是行車駕駛員通過眼睛、耳朵來觀察，然后人的大腦做出判斷。到了物聯(lián)網(wǎng)時代，自動駕駛的行車就需要通過工業(yè)AR等全面感知各方面的情況，這些隨機感知到的情況要傳到處理器，處理器做出判斷后要第一時間作出判斷并傳達給自動行車。

還譬如在智能工廠里，當某一物體故障發(fā)生時，故障被以最高優(yōu)先級“零”時延上報到工業(yè)機器人。一般情況下，工業(yè)機器人可以根據(jù)自主學習的經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫在不經(jīng)過人的干涉下完成修復工作。另一種情況，由工業(yè)機器人判斷該故障必須由人來進行操作修復。

如果網(wǎng)絡做不到超低時延，那這一套自動工廠系統(tǒng)就根本運作不起來。

在李民政看來，目前國內(nèi)已實現(xiàn)的一些黑燈工廠等，還不算5G環(huán)境下的黑燈工廠，而是為進入5G時代做準備的黑燈工廠。其一大原因是——尚沒有實現(xiàn)廣連接。

“目前的4G網(wǎng)絡來說，能夠?qū)崿F(xiàn)人與人的鏈接。譬如我國人民如果全部成為網(wǎng)民也就是十幾億人。全世界人口70多億。何況目前并沒有實現(xiàn)人人上網(wǎng)?！崩蠲裾f，“然而到了5G時代，物，要加入到網(wǎng)絡中來，任何東西都可以連接進網(wǎng)。家庭生活將實現(xiàn)智慧家庭，生產(chǎn)領域?qū)崿F(xiàn)智慧工廠，可以按需生產(chǎn)。”換言之，目前已實現(xiàn)黑燈工廠的生產(chǎn)企業(yè)，未來可以根據(jù)社會需求總量的大數(shù)據(jù)，來進行生產(chǎn)和物流。

劉建剛告訴記者：“即將到來的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，工廠機器的生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以高速上網(wǎng)，進行實時分析。對制造業(yè)將形成一種顛覆。這就如同傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)讓電子商務大發(fā)展，導致了對傳統(tǒng)零售業(yè)的一種顛覆。同時也令傳統(tǒng)零售業(yè)向新零售業(yè)發(fā)展，增加了許多餐飲、親子項目一般?！眲⒔▌偵踔僚e例稱，未來物聯(lián)網(wǎng)技術能夠捕捉客戶行為，做出分析。譬如在熱門商圈部署包括智能垃圾箱在內(nèi)的智能設備，通過收集大數(shù)據(jù)來預測客戶行為，并可進行天氣等環(huán)境參數(shù)變化的彈性分析。

迎接5G的過程有多長

記者了解到，從2016年到2018年，中國的5G基礎研發(fā)測試分為三個階段。第一階段是5G關聯(lián)技術試驗，第二階段是5G技術方案驗證，第三階段是5G的系統(tǒng)驗證。可以預見，在5G技術場景支撐下，中國制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級步伐將加快。

但羅馬不是一天造就?；?G的工業(yè)應用，也是逐步展開，而非一蹴而就。“5G與前代互聯(lián)網(wǎng)最大的區(qū)別，在于其將突破人與人聯(lián)網(wǎng)的模式，而達到在工業(yè)上的應用?！崩蠲裾f，“然而，這確實需要一個過程。其發(fā)展過程，將提高工業(yè)生產(chǎn)的智能化水平及產(chǎn)品性能。等到其正式商用，將帶動新技術的發(fā)展。既然是發(fā)展，就將是一個過程，可以說，2025年并不是一個終結。就全球范圍來說，大家也都在探索如何將5G應用到工業(yè)界去?！备鲊g，關于5G，將是共同前進，相互競爭，卻絕非并駕齊驅(qū)的。

劉建剛一直向記者表述一種看法——大數(shù)據(jù)相當于生產(chǎn)資料，云相當于生產(chǎn)力，互聯(lián)網(wǎng)相當于生產(chǎn)關系。這三者的結合，能決定人工智能應用的水平。“我覺得5G時代摩爾定律依然有效，量子計算等將讓計算力不斷持續(xù)提升，5G對數(shù)據(jù)通信、互聯(lián)網(wǎng)做出質(zhì)的提升，能不斷推出更多新的應用?！眲⒔▌傉f。在他看來，在5G領域，依然如前代一般中外有別?！澳壳翱?，全球幾大云服務商，譬如亞馬遜等，占據(jù)了全球云的四成多。而在中國，第一名是阿里云，占據(jù)市場的近五成份額?！眲⒔▌傉J為，未來的生產(chǎn)廠商仍必須注意到中國特色對生產(chǎn)領域的影響。

作為培養(yǎng)現(xiàn)場工程師的一所院?！虾ｋ姍C學院的教授，李民政認為，隨著5G應用于生產(chǎn)領域，各行業(yè)的更新與發(fā)展將更快。這也是劉建剛所認為的——未來各行業(yè)都有可能出現(xiàn)新的入局者。譬如人工智能醫(yī)生替代了傳統(tǒng)的普通門診；譬如科技公司與會計師事務所競爭，入局審計、稅務領域……

就高校來說，李民政認為，一方面要做好教材、教案的每年更新，另一方面要加強實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)。譬如讓學生到學校所在地臨港的智能科技公司實訓，邀約專家做更多前沿講座等。

在劉建剛看來，即使未來5G充分發(fā)展了，在工業(yè)領域，人的作用仍不能小覷。他說：“新技術如何與傳統(tǒng)業(yè)務相結合，是所有從業(yè)者需要考慮的問題?！?h3> 5G技術支撐主要領域

物聯(lián)網(wǎng)：隨著工廠智能化轉(zhuǎn)型的推進，物聯(lián)網(wǎng)作為連接人、機器和設備的關鍵支撐技術正受到企業(yè)的高度關注。這種需求在推動物聯(lián)網(wǎng)應用落地的同時，也極大地刺激了5G技術的發(fā)展。工業(yè)自動化控制：這是制造工廠中最基礎的應用，核心是閉環(huán)控制系統(tǒng)。5G可提供極低時延長、高可靠，海量連接的網(wǎng)絡，使得閉環(huán)控制應用通過無線網(wǎng)絡連接成為可能。

物流追蹤：從倉庫管理到物流配送均需要廣覆蓋、深覆蓋、低功耗、大連接、低成本的連接技術。此外，虛擬工廠的端到端整合跨越產(chǎn)品的整個生命周期，要連接分布廣泛的已售出的商品，也需要低功耗、低成本和廣覆蓋的網(wǎng)絡，企業(yè)內(nèi)部或企業(yè)之間的橫向集成也需要無所不在的網(wǎng)絡，5G網(wǎng)絡能很好地滿足這類需求。

工業(yè)AR：在智能工廠生產(chǎn)過程中，人發(fā)揮更重要的作用。由于未來工廠具有高度的靈活性和多功能性，這對工廠車間工作人員有更高的要求。為快速滿足新任務和生產(chǎn)活動的需求，增強現(xiàn)實AR將發(fā)揮很關鍵作用，在智能制造過程中可用于如下場景：如監(jiān)控流程和生產(chǎn)流程。生產(chǎn)任務分步指引，例如手動裝配過程指導；遠程專家業(yè)務支撐，例如遠程維護。在這些應用中，輔助AR設施需要最大程度具備靈活性和輕便性，以便維護工作高效開展。

云化機器人：在智能制造生產(chǎn)場景中，需要機器人有自組織和協(xié)同的能力來滿足柔性生產(chǎn)，這就帶來了機器人對云化的需求。5G網(wǎng)絡是云化機器人理想的通信網(wǎng)絡，是使用云化機器人的關鍵。