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5G技术使制造业变“智造业”

【作    者】 施喜平
【出    处】 《电子技术与软件工程》2019年第23期
【标    签】 5G  制造业  智能化  通信技术 
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5G技术使制造业变“智造业”

施喜平

(长江工程职业技术学院,湖北省武汉市,430212)


【摘要】本文首先阐述了新中国成立以来我国制造业的发展状况,其次分析了5G技术带给制造业的机遇以及挑战,在此基础上提出了自身的看法。

【关键词】5G技术;制造;智造

新中国成立70年来,中国迎来了从站起来、富起来,进而强起来的伟大跨越。作为主要经济的支柱、技术革命的重要来源、创造人民美好生活的物质保障,中国制造业在推动经济社会发展中起到了主要作用。我国的制造业在“一穷二白”的基础上起步,经过70年来的快速发展,中国制造业己经成为名副其实的“世界工厂”和世界制造业第一大国。

2019年6月6日中国正式发放5G牌照,中国正式进入5G商用时代。4G改变了我们的生活,5G则会改变整个社会,由此也会对中国制造产生重大改变。

5G技术即第五代移动通信技术。2019年4月,我国知名民企三一重工和中兴通讯达成了战略合作,合作内容是共同探索5G技术与工业领域的深度融合,两家公司将全面深化5G合作,共同推动智能制造产业升级,加快数字化转型。也率先推动了5G技术对制造业的影响。

今天工业技术发展到了4.0时代,而工业4.0的技术直接影响制造业,要在工业4.0的基础上进一步发展必须搭载5G技术,那么5G技术到底能给工业制造提供什么技术支持?本文从以下几个方面进行简述:

1、新中国成立以来我国制造业的发展

新中国自成立以来,我们就是一个传统的农业发展大国,工业制造非常薄弱,产业链结构不完善,工业化程度很低。据相关数据报道,建国之初农业生产比重高达84.5%,工业生产不到15.5%,这其中重工业仅占到了4.5%。经过70年的快速发展,我国工业制造取得了阶段性成就。联合国工业发展组织的数据公布,现在我国22个制造业大类行业的增加值均居世界前列,这其中纺织、服装、皮革、基本金属等产业增加值占世界的比重超过30%,钢铁、铜、水泥、化肥、化纤、发电量、造船、汽车、计算机、笔记本电脑、打印机、电视机、空调、洗衣机等数百种主要制造业产品的产量居世界第一位。尤其是我国的高铁建造、建桥、陶瓷、汽车发动机(比亚迪)、巨型水电站建设、激光等技术已经成为了我国展现在世界各国面前的靓丽名片。今天的中国已经从一个传统农业大国发展成为一个拥有世界上最完善的产业体系、最配套的制造业大国,以及全世界的加工制造业基地。

新中国成立的70年,随着国家对科技、制造业的大力发展与扶持,我国制造业不仅实现了量的累积,更是得到了质的突破。科技成果(包括SCI论文发表量、专利申请和授权量)的直接转化使得我国制造业在诸多领域实现了重大突破,千万吨级大型炼油设备、超超临界火电机组、750千伏交流输变电成套设备,百万吨级钾肥等技术装备实现技术自主可控、技术水平居世界前列,高铁及系统成为“中国制造”的特有名片。

2、5G技术带给制造业的机遇

5G技术下的网络理论下行速度为10Gb/s(相当于下载速度1.25GB/S),这样的高速网络,除了直接改变通信行业的网络传输速率,能给制造业带来什么改变?5G技术搭建了传统制造企业智能制造转型对无线网络的应用需求,能满足工业环境下制造设备网络连接和远程信息传输、交互应用需求。通过物联网、自动控制、物流追踪、工业AR、工业机器人等工业应用领域,将建立新型的智能制造业,而这些都是需要5G技术支持。

2.1 基于5G技术的新型物联网

今天的制造业从传统中发展而来,随着科技、信息、新能源、新材料等方面的发展以及人才的影响,将网络与实体、人才、技术紧密的联系在一起。将材料采购、生产现场、传感器、工业机器人、远程维护连接起来,而完成这些的就是制造业物联网的现状。实现所有这些的通信技术,就要靠5G技术来完成。今后人和机器的分工越来越不明确,未来,人和机器将使紧密合作的工作模式。而制造行业的采购、生产、销售、售后将在5G技术支持下实现大数据实时共享,更快的制造速度,更高的工作效率,更精准、更高的合格率也会不断刷新。有了5G的支持将创造新型物联网模式。

2.2 自动化生产线升级为智能化生产线

制造业生产需要的生产线目前逐步实现了自动化生产线,制造业的生产线已经实现了自动化的加工、装配和检测,例如机械标准件生产用上了自动化生产线。目前制造业中核心控制系统是闭环控制系统。闭环控制系统优点是效率高,缺点也很显著,无法实时更新数据,做技术参数的更改。而一旦加入了5G技术,可以将闭环控制系统变为通过高速网络连接的可控制的开环控制系统,从而提供极低时延长、高可靠,海量连接的网络系统,进而提高了生产过程的控制程度,减少了人工因素的干扰,优化了资源的整合,提高的产品质量。

2.3 5G高效物流系统

中国制造的产品目前已经送达全球各地,各制造厂商,特别做出口贸易的制造商,如果可以实时监测到制造的产品从仓库管理到物流配送的各环节,实现广覆盖、深覆盖、低功耗、大连接、低成本的大数据系统,必要要高速网络技术支持。此外,虚拟工厂的端到端整合跨越产品的整个生产周期,到产品使用的终端,同样要有一个低成本和大覆盖的网络,而生产企业之间的横向信息共享,也需要无所不能的网络,5G技术的高速度,都能很好的满足这类需求。

2.4 工业AR技术将高技能型人才作用最大化

人才的竞争一直是制约各行业发展的首要因素,特别是制造业的发展。由于工业机器人参与程度度越来越高,使得工业制造中的工人越来越少,但不意味着制造业对人才的需求量会越来越少,相反的,因为智能化的程度日益提高,对掌握最新先进技术的人才将是越来越多了,新型生产线和设备,需要更多高技能型人才,如果制造业投入使用工业AR技术,则高技术人才的作用不再拘泥于现场解决问题了。而要实现工业AR技术,必须要有高速的网络实时传输视频和现场数据,而这些通过5G高速网络都可以解决,5G网络的高速足以满足VR中海量高清视频、图片数据实时交互要求,极低时延使得传感器触觉感知网络数据。通过工业AR技术远程监控、远程指导、远程维护,从而让远程专家24小时灵活、实时开展工作;需要多人协作共同完成的情况下,位于不同国家的专家也可以通过各自工业VR设备和先进的传感器设备,同时“聚集”在故障现场共同排除故障,完成修复操作,远程解决疑难问题,从而使企业创造了更高的效率和获得更多的经济效益。

3、5G技术带来制造业的挑战

5G技术带来了制造业全新的机遇和高速、高效的发展,但也给制造业带来了挑战。

3.1 企业投资

要实现新型的物联网系统、智能化的生产线、高效5G物流系统、工业AR技术等技术,都要在现有工业硬件设备上升级,甚至是设备产品的更新;而设备更新,需要企业有较大的购置新的生产线设备,配套的5G技术设备,这些需要企业大量的资金支出。

3.2 高技能型制造业人才短缺

更新的设备和数据系统,5G技术应用在新的制造领域,各个环节要配备产生新的技术人员完成产品的投入使用和维护。这些就会使得传统的,需要简单操作的低技能型人才面临淘汰或新职业技能培训。短期大量的高技能型人才的需求突增,给各高校的传统制造业专业人才培养工作带来新的机遇与挑战。学校培养技能人才有周期,而5G时代已经到来,制造业人才市场势必会面临高技能型人才的大缺口。人才的短缺反过来又制约着制造业的发展进程。

3.3 安全问题

5G技术使得信息传输:高速、低耗、低延时,加载5G技术的制造业,优化了制造业各个环节,使得制造信息在网络中实时高速传输。如果传输环节出现故障,带来的后果也是严重的。正确的信息传输可以保证制造的精准,而网络的安全遭到攻击,也将给企业,甚至行业带来严重的后果。因此,如何应对5G情况下的网络安全问题,也是制造业发展要面临和解决的难题。如何确保设备不被攻击,确保网络信息不被攻击,是5G技术服务于制造业首要面临的问题,如何为工业技术信息安全创建一个防护体系,是制造业和信息业共同要解决的问题。定制基于5G技术下相关的行业标准,是解决问题的一个有效途径。

4、结束语

四次工业技术的革命,五次信息技术的革命,促使我国制造业一步一步发展到今天,获得举世瞩目的成绩。无论是传统的制造业,还是大国重器的制造业,都在发生日新月异的进步,今天的5G技术的到来,为制造业带来了新的契机与挑战。如何接受新技术挑战,是制造业转型的突破口。迎接新技术,开创新局面,通过5G技术带来的契机,使制造业变“智造”业!

参考文献

[1]李金华.新中国70年工业发展脉络、历史贡献及其经验启示[J].改革,2019(04).

[2]张峻恺.5G和垂直行业结合:值得期待的淘金风口[N].证券时报,2019-04(A03).

[3]唐红祥,张祥祯,吴艳,贺正楚•中国制造业发展质量与国际竞争力提升研究[J1.中国软科学,2019(02).

[4]中国工业发展^|艮告[M].经济管理出版社:中国社会科学院工业经济研究所,2018.

[5]王峰.运营商“万物互联”能力刚刚起步[N].通信产业报,2016-12(010).

作者简介:施喜平(1982-),女,湖北省黄冈市人。讲师。主要研究方向为电力、电气自动化及高校班主任工作研究。
 
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