5G、人工智能、虛擬現實等新一代信息技術爲拓展工業互聯網帶來新機遇

今天,在一些超市已實現刷臉支付,但你是否能想象,類似的場景正在智慧工廠裏上演:一只搭載著智能攝像頭的機械臂對准産品上密布的質量監測點,一下就能“刷”出缺陷。

在這一場景中,一邊是近兩年發展得如火如荼的工業互聯網,一邊是以5G、人工智能等爲代表的新一代信息技術,當“制造潮流”遇上“技術新星”,會發生怎樣的化學反應?在新技術的支持下,工業互聯網的發展有哪些新機遇?這一融合又將給智能制造帶來哪些改變?

融合應用加速落地

5G、人工智能等新一代信息技術與工業互聯網的融合發展正在由點及面、從易到難實現應用創新

走進海爾青島特種冰箱智能工廠,一條接入互聯網的自動生産線正有序運行,一旁的顯示屏上,數據實時跳動,不斷刷新。再湊近細瞧,似乎沒那麽簡單——一只靈巧的機械臂上信號燈閃爍,宛若長了一只“眼睛”,對著面前冰箱上的質量檢測點一掃,産品的缺陷情況便立馬顯示在電子屏上。

這樣的場景源自一場工業互聯網與人工智能技術的“聯姻”。

“原先的互联工厂提高了生产效率,但产品下线前,工人需要对色差、缝隙大小、外观脏污等七八项表面质量缺陷进行检查,一台近一米八的双开门大冰箱,工人前后左右看一圈,费神不说,缺陷检出率还低。” 海尔工业智能研究院技术总监石恒打了个比方,有了这套外观视觉自动检测系统,相当于请了一个待在生产线上的人工智能专家,检测效率提升50%以上,缺陷检出率高达99.5%,产品质量大幅提升。

主動擁抱工業互聯網的不只是人工智能,5G、虛擬現實、區塊鏈等新技術也在廣泛地將觸角延伸向工業互聯網,“工業互聯網+新技術”的融合應用在制造業加速落地。

叶片和汽缸是工业汽轮机的核心零部件。随着客户需求日益个性化、定制化, “量体裁衣”式制造的零部件外形结构复杂,对精度要求极高,如何对其进行高效检测,成为长期困扰杭州汽轮机公司的难题。

聯雲上網後,檢測自動化程度大幅提升,但由此帶來的海量數據,對網絡帶寬構成了挑戰。總工程師孔建強告訴記者,“以傳統無線方式進行數據傳輸,每只葉片的抽檢時間需要大半天,而通過5G網絡實時將測量數據傳輸到雲端服務器進行快速比對,測量時間縮短至3—5分鍾,大幅提升了生産效率和産品品質。”

5G技術憑借高速率、低時延、高可靠的特性,正成爲助力工業企業加速采用智能制造的關鍵技術。

在上海聯通副總經理沈可看來,與其他信息技術不同,5G是一個全新平台。基于5G可以疊加人工智能、虛擬現實和超高清顯示等各類創新技術,從而在工業互聯網領域派生出更多的應用場景,助力企業構建從線上到線下,從消費到生産,從平台到生態的全方位信息生態系統。

“整體來看,目前基于我國工業互聯網的新一代信息技術應用已經在特定行業和領域有所突破,其與工業互聯網的融合發展正在由點及面、從易到難實現應用創新。”國家工業信息安全發展研究中心主任尹麗波說,機器視覺、深度學習等人工智能技術在智能制造的質量檢測、工藝優化、安全管理等方面已有較爲成熟的應用,爲工業互聯網平台開展基于大數據、人工智能的質量追溯、質量控制、質量預測等服務提供了技術支撐。

前景可期效益可觀

引入新技術將提升企業應用工業互聯網的可能性,工業互聯網的相繼湧現也爲新技術的發展提供了試驗場

新技術以噴薄之勢迅猛發展,遇上炙手可熱的工業互聯網,二者的融合將釋放出何種效應?

對工業互聯網而言,新技術的注入將帶來新機遇。

企業引入工業互聯網需要網絡化和數字化兩個基本條件。“目前一些企業已經初步實現了業務數據化,但缺乏更深入的設備數據,無法預判設備何時發生故障,更重要的是,制造企業的核心業務指標如效率、質量、成本等都能從大量數據中挖掘出來,這是大多數企業的需求。”石恒認爲,新技術的出現恰恰滿足了企業數據采集的技術需求,把數據從有經驗的老師傅那裏拿來,並用數字化描述,真正體現數據的價值。

從生産全流程來看,新技術正在全方位助力設備聯網、數據上雲。在數據采集階段,利用高清攝像頭自動讀取設備操作屏幕上的參數來生成設備運行數據,以人工智能讀屏技術解決了現有設備通信協議不兼容的難題;數據采集到之後便是數據傳輸,大量工業企業內部網絡無法支撐海量數據傳輸和數據時間同步的問題,需要進行網絡升級改造,這便激發了對5G大寬帶的需求。

“可以說,5G、人工智能等新技術的引入,極大提升了企業應用工業互聯網的可能性。”福建中海創集團首席專家兼中海創集團研究院院長鄭松分析,5G讓企業的數據傳輸能力大大增強,人工智能爲企業建立數據模型,區塊鏈技術使企業數據更具可信度,虛擬現實以及超高清顯示增強了企業數據的可視化程度。“在可預見的未來,企業數據流的分布和狀態將成爲衡量企業成長性的重要指標,而所有這些針對企業數據的新技術,提高了工業互聯網將數據轉換爲財富的能力。”

工業互聯網的相繼湧現也爲新技術的發展提供了試驗場。

“5G、人工智能等新一代信息技術,只有匹配豐富的工業應用,才能真正發揮産業倍增器的作用。”沈可建議,重點瞄准沈浸式輔助生産作業、遠程大數據傳輸和機器視覺等場景,豐富各類工業應用。

不僅是互爲助益,事實上,新技術+工業互聯網的融合還將釋放出更大範圍的乘數效應。“新一代信息技術具有創新活躍、交叉性高、滲透性強等特點,與工業互聯網融合發展將有助于更大範圍、更高效率、更加精准地優化生産和服務資源配置,推動技術創新與應用相互促進、相互叠代,構建新工業服務體系。”尹麗波說,新一代信息技術將進一步激發數據這一新生産要素的潛能,以創新爲引領、以數據爲驅動,將從生産方式、組織管理和商業模式等多維度重塑制造業,爲建設制造強國建設提供新動能。

以融合之橋促融合之變

新技術應用門檻高、投入不足,亟須通過打造銜接新技術與應用需求的公共服務平台,彌補供需雙方的能力短板

無論是引入新技術,還是接入工業互聯網,企業都是實施主體。然而,新技術的引入必然會面臨技術不完善和成本上升的問題,新技術與現有企業生産環境能否有效匹配同樣面臨較大挑戰。

“由于不熟悉垂直行業的流程,在信息技術企業眼裏,工業互聯網的市場是叫得響、熱度高,但門檻高、摸不著。”中國工程院院士邬賀铨說,相反,垂直行業的工業企業對本企業熟悉,但缺乏技術人才,而且擔心轉型以後的管理和安全問題,這就造成了供需兩端難以有效對接。

中國信息通信研究院副院長余曉晖指出,當前新技術與工業互聯網的融合還面臨一系列問題和難點。“新技術應用門檻較高,以人工智能在工業領域的應用爲例,需要互聯網企業和工業企業聯合開展創新探索。此外,新技術應用投入還不足,新技術的投資規模大、回收慢,在一定程度上影響了部分企業應用的主動性。一項咨詢公司對500家工業企業的調研顯示,只有2%的工業企業開始全面部署人工智能解決方案。”

前景可期,機遇已現。如何催化新技術與工業互聯網的融合之變?

海爾的實踐是通過打造對接新技術與應用需求的平台,彌補供需雙方的能力短板。石恒介紹,該平台能把某幾個獨立的技術方向融合在一起,來滿足未來工業發展的需求。“目前我們正在牽頭研究的機器視覺+工業互聯網,就解決了傳統機器視覺傳輸距離有限的行業共性問題。”

京東數字科技創新科技業務部區塊鏈業務負責人翟欣磊認爲,用數字科技打造數字工業,要基于對産業需求、産業規律的深度理解和尊重。“這就要求數字科技公司一定要與實體産業共建,而不是向産業方簡單輸出技術或互聯網流量。在多方共建的基礎上,分享産業成本降低、效率提升和終端用戶體驗升級所帶來的增量價值。”

搭好溝通供需之橋,不僅企業要發力,政府也要有所作爲。“企業是發展和應用工業互聯網的主力,而政府的作用是爲企業應用創新提供良好發展環境和條件。”工業和信息化部信息化和軟件服務業司巡視員李穎表示,政府一方面要通過試點示範加強引導,培育推廣系統解決方案,推動新技術與工業互聯網融合應用由點及面普及推廣;另一方面,要多渠道整合産學研用資各方資源,促進産融結合、産教融合,加強複合型人才培養,打造創新發展生態體系。

“未來,工業互聯網一方面將聚焦新一代信息技術與制造技術的聯動發展與創新突破,另一方面將立足垂直行業需求,加快應用創新和推廣。”余曉晖建議,在國家層面要著力營造包容有序發展的環境。在企業層面,要加快推動網絡、平台、安全等功能體系建設,開展新技術研發和試驗驗證,加強面向不同行業場景的應用實踐。此外,高校、科研院所等産業相關方應深入參與工業互聯網研發創新和理論研究,推動創新資源要素自由流動和開放共享。

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