編者按：本文來(lái)源微信公眾號(hào)機(jī)器之能，作者微胖，創(chuàng)業(yè)邦經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。
武漢市江夏區(qū)的藏龍島，盡管距離人們熟悉的光谷很遠(yuǎn)，但與喧鬧的核心商圈不同，這里四面環(huán)湖，綠樹成蔭，風(fēng)景優(yōu)美。
中國(guó)信科虹信通信天饋生產(chǎn)基地正坐落在這里，它也是華中地區(qū)規(guī)模最大的無(wú)線產(chǎn)品制造基地。今年 4 月，中國(guó)第一條 5G 智能生產(chǎn)線正式在這里啟動(dòng)。八月，酷熱難耐，不過一進(jìn)入車間，二十多度的室溫讓人立感清涼。目前，工廠的一樓車間仍然負(fù)責(zé) 4G 天線生產(chǎn)。除了車間頂部懸掛著的 5G 信號(hào)的標(biāo)識(shí)，這里和筆者參觀過的其他制造工廠，并沒有太大區(qū)別：幾乎每道工序都需要數(shù)名身著工服的工人，除了最后的包裝環(huán)節(jié)——在車間的另一邊，一臺(tái)安川電機(jī)的機(jī)械臂安靜地站在鐵籠子里，隨時(shí)待命。虹信的工作人員告訴我們，4G 天線生產(chǎn)過程的非標(biāo)性比較高，也需要更多的人工。將這類生產(chǎn)線改造成 5G 智能生產(chǎn)線，也并非不可行，只是面對(duì)動(dòng)輒數(shù)百萬(wàn)的改造投入，每個(gè)公司都會(huì)三思而行。二樓車間經(jīng)改造后，成為中國(guó)第一條 5G 智能生產(chǎn)線所在地。目前，這條生產(chǎn)線主要用于 5G 天線的生產(chǎn)。5G 天線，是 5G 設(shè)備的一個(gè)核心部件，本質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換器，主要放在室內(nèi)和室外基站當(dāng)中。5G 到底能給哪些行業(yè)帶來(lái)什么樣的利好，仍然不明確，但對(duì) 5G 基礎(chǔ)設(shè)施的生產(chǎn)，比如天線、基站來(lái)說(shuō)，這種利好幾乎是明確的。據(jù)說(shuō)，相關(guān)市場(chǎng)規(guī)模應(yīng)該有萬(wàn)億級(jí)別。一位在某運(yùn)營(yíng)商的員工曾告訴機(jī)器之心，4G 時(shí)代，單幅天線的價(jià)格大概在 2000 元左右，5G 天線的價(jià)格可能飆升到 7000 多，因?yàn)槟銢]辦法向過去一樣單買天線，「5G 天線是有源天線，處理單元和天線被綁到一起了?！?/section>盡管運(yùn)營(yíng)商們的4G 投入還沒回本，5G 的投入翻倍甚至更多，「你知道 5G 有多耗電？！光電費(fèi)每年就要花去 1 個(gè)億，」但是，「咬著牙也得繼續(xù)投啊。」來(lái)到二樓，首先引入眼簾的便是牆上的一個(gè)巨大屏幕。屏幕上方赫然顯示智慧工廠管理平臺(tái)幾個(gè)大字。我們不僅可以在屏幕上直觀地看到諸如人員監(jiān)控、天線生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)周期等情況，還可以看到被監(jiān)控 5G 智慧車間設(shè)備的實(shí)時(shí)三維建模。在屏幕的右下角，一樓車間情況也處于實(shí)時(shí)監(jiān)控中。虹信曾對(duì)比過 4G 和 5G 網(wǎng)絡(luò)條件下的實(shí)時(shí)監(jiān)控，結(jié)果顯示 5G 時(shí)延明顯低于 4G，大約在半秒左右。遺憾的是，拜訪的當(dāng)天正逢 5G 智能生產(chǎn)線進(jìn)行 2.0 升級(jí)，無(wú)法進(jìn)入車間參觀，但透過窗戶，仍然可以看到一條長(zhǎng)約三十米的生產(chǎn)線。這里的「冷清」與一樓車間形成鮮明對(duì)比，由此產(chǎn)生的沖擊力，更容易讓人印象深刻。我們從現(xiàn)場(chǎng)工作人員的介紹和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)直播視頻中了解到，這條生產(chǎn)線主要包括以下幾道工序：
隔離條裝配、自動(dòng)焊接、振子自動(dòng)上料、焊接、視覺檢測(cè)與性能檢測(cè)等。整個(gè)流程，僅需要一名工人，主要負(fù)責(zé)向傳送帶上料（比如電路板、配件），以及裝配隔離條。工人將隔離條裝配好后，系統(tǒng)會(huì)利用 1 分鐘左右的時(shí)間升溫到 100 度，進(jìn)行預(yù)熱。接著，兩條平行擺放的愛普生四軸機(jī)器人以神同步姿態(tài)，焊接隔離條。生產(chǎn)線上，每條焊筆上都安裝有天線，主要通過 5G 工業(yè)無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制。為了保證焊接精確性，機(jī)器臂通常會(huì)帶傳感器，對(duì)焊接電流檢測(cè)并與設(shè)定值比較，進(jìn)行補(bǔ)償和調(diào)整。傳統(tǒng)上，這一環(huán)節(jié)大概需要 4 名工人，現(xiàn)在只需兩條機(jī)械臂，每一條機(jī)械臂相當(dāng)于一個(gè)工人。無(wú)論是焊接一致性還是精度上，機(jī)器人都更勝一籌，據(jù)說(shuō)，機(jī)器人操作精度可達(dá) 0.02。其實(shí)，AI 在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)で舐涞氐倪^程中，一個(gè)很受歡迎的應(yīng)用場(chǎng)景正是機(jī)器人自動(dòng)焊接。
機(jī)器人焊接也難免出現(xiàn)偏焊、氣孔等不足情況，一些 AI 公司利用單點(diǎn)設(shè)備高頻次 7*24 小時(shí)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的形態(tài)建模，實(shí)時(shí)追蹤設(shè)備焊接縫軌跡，發(fā)出警告甚至做出相應(yīng)控制。而傳統(tǒng)的做法通常是焊接完畢后，人工檢查，難以做到亡羊補(bǔ)牢。雖然筆者并未從虹信相關(guān)工作人員了解到這一焊接環(huán)節(jié)是否用到 AI，但是，5G 的搭建至少意味著更加豐富的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這類工業(yè)數(shù)據(jù)更容易建模，或許 AI 應(yīng)用會(huì)出現(xiàn)在正在升級(jí)的 2.0 版本中。焊接完成后，接下來(lái)進(jìn)入讓密集恐懼癥患者很不舒服的環(huán)節(jié)：
四軸機(jī)器人自動(dòng)上料，將振子一顆一顆地放到板子上並進(jìn)行焊接。所謂振子，其實(shí)就是天線上的元器件，具有導(dǎo)向和放大電磁波的作用，使天線接收到的電磁信號(hào)更強(qiáng)。每個(gè)振子都是獨(dú)立實(shí)現(xiàn)功能。4G 天線也有振子，但是數(shù)量和規(guī)模和 5G 天線已經(jīng)不是一個(gè)量級(jí)。比如，現(xiàn)有的 4G 天線一般為 10-40 個(gè)天線振子（根據(jù)通道不等），而目前設(shè)備商測(cè)試 64 通道天線大都采用 96 個(gè)雙極化天線振子，即 192 個(gè)天線振子。這也正是5G 天線核心技術(shù)之一——Massive MIMO（大規(guī)模多陣列技術(shù)）的物理體現(xiàn)。據(jù)介紹，機(jī)器人焊接零缺陷，人工會(huì)存在 10% 左右的不良率。振子焊接好后，會(huì)進(jìn)入自動(dòng)視覺檢測(cè)環(huán)節(jié)。檢測(cè)完畢，系統(tǒng)就要對(duì)每個(gè)振子射頻口進(jìn)行天線的並收並發(fā)性能進(jìn)行測(cè)試。一件5G天線的生產(chǎn)時(shí)間大概僅需4分鐘。大規(guī)模陣列天線板產(chǎn)品實(shí)例不過，目前生產(chǎn)線上的每臺(tái)設(shè)備對(duì) 5G 信號(hào)的使用，都需要通過一個(gè)叫做 CPE（Customer Premise Equipment，客戶終端設(shè)備）的中介。車間 5G CPE 一方面與核心網(wǎng)絡(luò)連接，接收 5G 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)並以此建立 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)；另一方面，也與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相連，車間所有信號(hào)傳遞給 CPE，再由 CPE 傳遞給核心網(wǎng)絡(luò)。CPE 只是 5G 尚未商用普及開來(lái)的過渡產(chǎn)品，也意味著當(dāng)前方案還沒有徹底發(fā)揮 5G 的威力。據(jù)介紹，這條 5G 智能生產(chǎn)線一天的天線產(chǎn)能可供給 100 個(gè)基站：如果按照 5G 信號(hào)覆蓋一公里需要 10 到 20 個(gè)基站來(lái)算，這條生產(chǎn)線一天的產(chǎn)能可以讓 5G 信號(hào)覆蓋方圓 10 公里。「而同等產(chǎn)能的 4G 天線設(shè)備生產(chǎn)線，需要 30 名工人協(xié)同作業(yè)，生產(chǎn)效率提升 30% 以上?！惯@是官方報(bào)道中給出的數(shù)字。目前，工廠僅設(shè)有一條 5G 智能生產(chǎn)線?？紤]到生產(chǎn)線從建成到真正投產(chǎn)，中間還有好幾個(gè)關(guān)卡，也沒有諸如良品率之類的數(shù)字，筆者以為，目前這條生產(chǎn)線的試驗(yàn)性質(zhì)更濃一些。一位通信行業(yè)的從業(yè)者試著解釋道，主要是因?yàn)?5G 標(biāo)準(zhǔn)還沒有完整出來(lái)，還要等到明年三月。「標(biāo)準(zhǔn)出來(lái)后再等半年，商用才有可能起來(lái)?！?/section>屆時(shí)可以再根據(jù)實(shí)際需求加以復(fù)制、擴(kuò)充，包括當(dāng)前沒有展示到的物流自動(dòng)化方案。每當(dāng)看到類似 5G 工業(yè)落地的消息，心中總會(huì)升起一個(gè)問題：現(xiàn)有的 4G 和有線解決不了這些問題嗎？事實(shí)上，不少人也表示看不出 5G 對(duì)工廠的變革意義。他們認(rèn)為，有線網(wǎng)絡(luò)比 5G 更快也更安全，控制部分加上無(wú)線模塊，4G 也能滿足。就拿這條 5G 智慧生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，無(wú)論是自動(dòng)焊接還是上料，有線方案足以滿足需求。即便加上 AGV 移動(dòng)機(jī)器人，接入 WiFi 就可以。即便是二樓門口的工廠管理平臺(tái)，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，與 5G 關(guān)系不大，是一個(gè)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算相關(guān)的 IT 問題。即使沒有 5G，工廠還是可以建造這樣的系統(tǒng)。一位運(yùn)營(yíng)商 5G 部門負(fù)責(zé)人曾告訴機(jī)器之心，現(xiàn)有的工業(yè)場(chǎng)景，只要不是很極端的需求，4G 和有線都可以做。即使是港口遠(yuǎn)程操作，也可以牽光纜，「可以一邊卷，一邊用。」在他心目中，無(wú)人駕駛才是 5G 的殺手級(jí)應(yīng)用。正如 R、G、B 才能打出彩色畫面，討論 5G 的價(jià)值，單純的技術(shù)緯度，是不夠的。落地的成本、與產(chǎn)業(yè)未來(lái)趨勢(shì)能否兼容的靈活性等因素，均會(huì)影響技術(shù)對(duì)未來(lái)的變革能力。不是每個(gè)企業(yè)都是土豪。某龍頭化工企業(yè)的生產(chǎn)流程非常嚴(yán)格，企業(yè)擁有數(shù)以千計(jì)的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，一旦檢測(cè)到數(shù)據(jù)異常，必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)應(yīng)急控制。因此，分布在廣大園區(qū)不同地方的大量數(shù)據(jù)采集終端，采用了有線連接的方式，僅線纜部署工廠就花去了近百萬(wàn)，這還不考慮后期的維護(hù)成本。即便安裝好后，一旦出現(xiàn)故障，事后排查也十分困難。某港口為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，不僅需要鋪設(shè)有線，日常作業(yè)還要反復(fù)卷、放光纜，非常折損纜線。再土豪的企業(yè)恐怕也經(jīng)不起長(zhǎng)期類似的損耗。更何況，并非所有的工廠環(huán)境適合鋪設(shè)有線，比如腐蝕性環(huán)境。另外，有線最為剛性的需求就是實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備內(nèi)的控制，這是當(dāng)前 4G 根本無(wú)法滿足的，無(wú)論是時(shí)延還是安全方面。但是，隨著生產(chǎn)制造走向柔性，需要非常靈活地根據(jù)需求改變?cè)O(shè)備部署的形態(tài)，改變機(jī)房模具，如果設(shè)備都被綁在有線上，柔性從何談起？5G 可協(xié)同大小基地臺(tái)工作，完全不受這個(gè)限制。除了滿足不了工業(yè)設(shè)備的控制需求，即使面對(duì)需求很佛系的 AGV，也有很多問題。比如，干擾非常多，信號(hào)不穩(wěn)定，安全性不可靠等等。如果是基于視覺定位和視覺控制的移動(dòng)機(jī)器人，由于其對(duì)畫面精細(xì)度要求會(huì)非常高，會(huì)超過 WiFi 的能力范圍。儘管在一些特殊場(chǎng)景下，比如礦廠開采、港口作業(yè)，優(yōu)化后的 WiFi 還能用，但也限制了機(jī)器的「才藝展示」：比如，只能處理自動(dòng)化中那些簡(jiǎn)單、重復(fù)性的任務(wù)；在一些遠(yuǎn)程控制作業(yè)中，由于只能支持中等質(zhì)量視頻的傳輸，限制了遠(yuǎn)程控制的能力。5G 條件下，下載一部高畫質(zhì)電影只需一秒鐘，做到現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)監(jiān)控完全沒問題。另外，由于 WiFi 并不是為戶外大區(qū)域覆蓋設(shè)計(jì)的，連接能力有限，也限制了新增連接其他自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備的可能。講到這里，或許大家會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)很有趣的現(xiàn)象：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)包含著各種不同的網(wǎng)。除了我們剛才談到的有線、WiFi，其實(shí)還有用于采集傳感器信號(hào)的短距無(wú)線 (比如藍(lán)牙）；彼此難以兼容、非常窄的工業(yè)專網(wǎng)（如 WIA-PA/FA）；還有以 2G/3G 為主，用于大型設(shè)備或者遠(yuǎn)程監(jiān)控。每個(gè)設(shè)備服務(wù)的目的不同，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求自然各異：工業(yè)設(shè)備控制對(duì)時(shí)延、安全要求高，但那些安防監(jiān)控設(shè)備，可能更關(guān)心電池能用多久。沒有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以滿足所有這些需求，除了 5G：這些訴求不同的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，基本上可以被替代成一張 5G 的核心網(wǎng)。這也是 5G 最核心技術(shù)之一。5G 就像一把瑞士軍刀，其模塊化設(shè)計(jì)可以幫助它實(shí)現(xiàn)功能上的因地制宜：
比如工業(yè)自動(dòng)化控制、機(jī)器人協(xié)作、遠(yuǎn)程控制對(duì)可靠性、時(shí)延要求很高，可以將這類設(shè)備接入控制網(wǎng)絡(luò)（切片）；物料和環(huán)境監(jiān)控，對(duì)電池能耗、海量連接更敏感，可以接入物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)（切片）；工業(yè) AR、人機(jī)交互對(duì)帶寬要求高，可以通過多媒體切片來(lái)滿足。這就是 5G 的切片功能，不同功能通道彼此獨(dú)立，互不影響。在改造過程中，虹信架設(shè)了 30 個(gè) 5G 室內(nèi)小基站（室分），每個(gè)可以覆蓋半徑 30 米的范圍，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)車間的全覆蓋，所有對(duì)象統(tǒng)一接入。一間工廠要自動(dòng)化，需要大量網(wǎng)絡(luò)流量，如何解決大量設(shè)備吃流量的難題，答案就是這些小基站。不過，當(dāng)下的 5G 切片，更多只是主觀上的一種有意為之，畢竟現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，還沒有海量設(shè)備來(lái)吃流量。「5G 無(wú)線+5G 邊緣計(jì)算+移動(dòng)云平臺(tái)」組網(wǎng)模式。
除了架設(shè)了 30 個(gè)室內(nèi)小基站，項(xiàng)目還在虹信機(jī)房部署移動(dòng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了 5G 流量的本地卸載，保證了網(wǎng)絡(luò)的低時(shí)延。
同時(shí)，可以作為工廠內(nèi)外網(wǎng)的統(tǒng)一管理節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)流量的靈活分流，保證企業(yè)關(guān)鍵信息安全。這也是中信科自己的技術(shù)。在一些通信行業(yè)從業(yè)者心目中，無(wú)論是 4 分鐘的生產(chǎn)時(shí)間，還是全程幾乎無(wú)人，都不足以媲美邊緣計(jì)算，「我覺得這才這個(gè)項(xiàng)目最大亮點(diǎn)?！?/section>5G 有兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)切片是一個(gè)，另一個(gè)就是邊緣計(jì)算。談 5G 不談邊緣計(jì)算，是有問題的。5G 時(shí)延最低可降至 1ms，僅指終端設(shè)備與距離最近基站之間的通信?；局g的傳輸效率就是另一回事了，數(shù)據(jù)傳到核心網(wǎng)絡(luò)再返回，其時(shí)延不可能控制在 1ms。這意味著，只有在靠近數(shù)據(jù)產(chǎn)生的工廠附近，再建立一個(gè)小規(guī)模、或者便攜式數(shù)據(jù)中心，進(jìn)行一些計(jì)算和存儲(chǔ)的工作（也就是所謂的核心網(wǎng)絡(luò)功能的下沉），大量數(shù)據(jù)就地得到處理，才可能真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)所需要的低時(shí)延。事實(shí)上，工廠產(chǎn)生的很多數(shù)據(jù)也沒必要傳到核心網(wǎng)絡(luò)，擠壓資源，耗費(fèi)金錢。比如，工廠布了幾百個(gè)高清攝像頭進(jìn)行監(jiān)控，攝像頭產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不僅特別多，也沒必要出廠。類似這種需要高清攝像或者大流量業(yè)務(wù)的監(jiān)控類業(yè)務(wù)，非常適合邊緣計(jì)算。另外，對(duì)于絕大多數(shù)工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，邊緣計(jì)算中心就設(shè)在廠區(qū)，大部分的數(shù)據(jù)就在自己廠區(qū)里面，意味著數(shù)據(jù)泄密和發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)的概率大大降低。這也是他們喜聞樂見的。憑藉更實(shí)時(shí)、更快速的處理能力，成本更低，邊緣計(jì)算成為 5G 的當(dāng)之無(wú)愧的殺手鐧。除了在工廠附近建立了邊緣計(jì)算，虹信還在湖北移動(dòng)未來(lái)城 IDC 的云服務(wù)器上部署了云平臺(tái)，與邊緣計(jì)算和公網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)。云上部署企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，為產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同提供了網(wǎng)絡(luò)條件，并且與企業(yè)內(nèi)現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)靈活互聯(lián)。至此，形成「5G 無(wú)線+5G 邊緣計(jì)算+移動(dòng)云平臺(tái)」組網(wǎng)模式，也是一套可複製模式。我們是一個(gè)技術(shù)驅(qū)動(dòng)的行業(yè)
「我們這個(gè)行業(yè)和其他行業(yè)最大的不同就是，我們是技術(shù)驅(qū)動(dòng)的?！挂恍┩ㄐ判袠I(yè)從業(yè)者和我聊到道，「我們只管修路，把路修寬，至于這條路最適合什么樣的車，那不是我們關(guān)心的。」他們反復(fù)強(qiáng)調(diào)5G標(biāo)準(zhǔn)還沒有完全出來(lái)，現(xiàn)在去回答一些預(yù)測(cè)性問題不合適。不過，有趣的是，他們?nèi)匀粯酚诨卮饚в蓄A(yù)言性質(zhì)的問題。「5G 場(chǎng)景最為硬核的行業(yè)應(yīng)用會(huì)是什么？」我問道。所有人將選票投給了自動(dòng)駕駛，大多人也將第二票投給了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。3G 和 4G 實(shí)現(xiàn)了地球 74 億人口之間的連接，但是，這和千億規(guī)模工廠設(shè)備連接比起來(lái)，就不算什麼了。當(dāng)初研發(fā) 4G 時(shí)，有人曾經(jīng)疑惑過，這么大的帶寬，研究出來(lái)給誰(shuí)用? 怎么用？誰(shuí)也未曾預(yù)料到短視頻出現(xiàn)。3G 也是如此，誰(shuí)知道會(huì)孕育出一個(gè)蘋果帝國(guó)呢？「5G 將成為未來(lái)工廠的中樞神經(jīng)」，這是大多數(shù)人的回答。問題只是，誰(shuí)會(huì)是下一個(gè)快手和蘋果。本文（含圖片）為合作媒體授權(quán)創(chuàng)業(yè)邦轉(zhuǎn)載，不代表創(chuàng)業(yè)邦立場(chǎng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系原作者。如有任何疑問，請(qǐng)聯(lián)系
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