奕瑞科技周詩涵副總分享
AI 影像辨識於製造業應用@TCA AI Forum 2018\10\03
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來源：通信产业报
「5G、物聯網、雲計算」等社新興科技技術，正在迅速發展，並致力於改變社會生活，而製造生產作為社會生活的重要方面即將迎來新一輪革命。
可以發現，經濟發展瓶頸引發了「再工業化」浪潮，德國、美國、中國等國際主流國家，均將「智慧製造」作為重要發展策略，從國家政策出發，全力引導支持。
近日，愛立信與中國移動研究院共同發佈了《5G與智慧工廠研究報告》(以下簡稱《報告》)，進一步推動了智慧製造的發展。據悉，該報告從智慧工廠背景及趨勢、智慧工廠對連接的需求與挑戰、5G智慧工廠解決方案、智慧工廠應用案例等幾個方面，闡述5G網路如何滿足智慧工廠連接需求，以及智慧工廠解決方案的具體實踐。
智慧工廠是什麼？
那麼，智慧工廠將是什麼樣子?
據《通信產業報》(網)記者瞭解，智慧工廠作為實現智慧製造的重要載體，是指以先進的資訊網路技術，和先進的製造技術深度融合，實現工廠生產操作、生產管理、管理決策三個層面，全部業務流程的循環管理，繼而實現整個工廠全部業務流程，上下一體化業務運作的決策、執行自動化。
相較傳統工廠，智慧工廠中將大量使用各類傳感器、機器人，並基於大數據、雲平台的智慧分析工具，將幫助企業實現更為科學的決策。同時，生產的本地性概念不斷被弱化，由集中生產向網路化異地協同生產轉變，資訊網路技術使不同環節的企業間，實現資訊共享，實現全球範圍內的資源，高效協作和配置。
《報告》指出，先有大連接才有大數據，才有智慧，才有智慧生產製造的未來。「連接」是智慧工廠的基礎，網路是連接的載體。網路連接是智慧工廠的基礎，打造低時延、高可靠的網路基礎設施，是實現全要素各環節的泛在深度互聯的前提。（這段話，很多人沒理解清楚！！）
實際上，5G將為智慧工廠實現提供堅實基礎。5G的超低時延、超高可靠性、海量連接、超大頻寬等特性，以及毫米波、高階MIMO(大規模天線)、波束賦形、網路切片等創新技術應用，使得5G在工業領域關注的速率、時延、終端連接數、可靠性、安全性、電池壽命等多個指標優勢突出。
五大場景接入+三張切片+三朵雲
值得一提的是，《報告》指出，對於一個典型的廠區，5G智慧工廠解決方案為——五大場景接入+三張切片+三朵雲。
據瞭解，一個典型的製造執行車間主要由六類要素、五大典型生產製造場景構成。五大典型場景包括：工業自動控制、設備檢測管理、環境檢測控制、物料供應管理、人員操作交互。六類要素包括，生產環境、物料、生產設備、PLC(可編程控制器)、製造執行控制系統、人。
五大場景每個場景，都有對連接的不同需求：
工業自動控制場景，需要自動化機械設備與PLC間的連接；
設備檢測管理場景，需要生產設備與製造管控系統間的連接；環境檢測控制場景，需要生產環境與製造管控系統間的連接；物料供應管理場景，需要物料供應與製造管控系統間的連接；人員操作交互場景，需要人與製造執行間的連接。
工業自動控制場景，需要自動化機械設備與PLC間的連接；
設備檢測管理場景，需要生產設備與製造管控系統間的連接；環境檢測控制場景，需要生產環境與製造管控系統間的連接；物料供應管理場景，需要物料供應與製造管控系統間的連接；人員操作交互場景，需要人與製造執行間的連接。
此外，五大場景中各終端設備、傳感器透過5G模組，接入5G網路；終端根據場景的不同，選擇合適的5G模組。如設備檢測管理、環境監測管理、物料貨架監測管理，符合物聯網場景，需要低功耗終端模組，可採用5G的NB-IOT(窄頻蜂窩物聯網)接入。因此，針對五大工廠場景業務需求，需要設計相應接入方案、切片方案、部署方案。
5G採用切片網路方式，對於某個工廠可提供多個網路切片，根據工廠具體連接需求，對網路要求特點，可構建工業控制切片、工業多媒體切片、工業物聯網切片三張切片。
具體來說，工業控制切片能夠滿足，uRLLC低時延高可靠通信類網路連接需求，適用於對可靠性、時延敏感要求高的業務領域，尤其是在工業自動化控制、機器人調度、遠端操控業務領域。
工業多媒體切片能夠滿足，eMBB增強型行動寬頻網路連接需求，行動性強、高頻寬，適用於大數據量的業務領域，如人員透過AR、高清影像交互場景。
工業物聯網切片，能顧滿足mMTC大規模物聯網連接需求，低成本、低能耗、小數據包、海量連接，適用於終端接入數量大的業務領域，如物料監控、設備監控、環節監控。
此外，5G網路資源深度雲化，根據承載內容及部署位置，可分為營運商營運的邊緣雲、核心雲，以及工廠或其它相關企業的遠端雲。
具體來說，邊緣雲是距離工廠最近的雲，主要承載接入網，及對時延、安全性要求最高的工廠應用。核心雲是距離工廠較遠，主要用於承載核心網路，及對時延、安全性要求不高的應用。遠端雲是相對於營運商營運的雲來講，其它部署雲為遠端雲，包括工廠自己的雲，以及與工廠業務往來的設備商、上游物料供應商、下遊客戶、銷售平台、其它工業內容供應商的數據雲。
每年節省NT 2500萬成本
值得一提的是，中國移動與愛立信已經身體力行，在江蘇南京開展5G智慧工廠改造應用試點，打造智慧製造應用的示範基地。
具體來看，該試點由江蘇移動提供網路環境，愛立信南京工廠作為改造對象。該智慧工廠解決方案，覆蓋了設備檢測管理、環境監測管理、物料供應管理、人員操作交互四種場景，包括智慧螺絲刀等，共7個具體應用解決方案，主要聚焦於工業物聯網及多媒體。
由於當前5G還沒商用，南京工廠採用平滑過渡方案，場景較多選擇物聯網、多媒體，在4G的網路環境下，即可實現一定效果；當5G商用後，整體解決方案扔可延續，只透過升級終端模組等方式，便可實現效果提升。
目前，中國移動-愛立信南京智慧工廠，在繼續測試這些用例的成熟度，和進一步產品化方案，同時開展更多創新用例的開發，結合網路性能測試，打造智慧製造應用的示範基地。
5G網路在智慧工廠中應用，不但能夠降低工廠投資與營運成本，同時工廠與其供應商及其客戶之間，商業模式也將發生變化。
中國移動-愛立信南京智慧工廠項目，計劃在2018年繼續開發更多的創新方案，陸續部署3000左右的連接數量，透過降低人力，提高產能和改善品質，並可以每年節約新台幣2500萬的成本，同時進行行業推廣複製，在其他製造業領域探索創新應用，推動智慧製造技術在工業領域的規模落地。
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