在人工智能、5G等新領(lǐng)域，中國企業(yè)與國外同行處于同一起跑點(diǎn)，部分領(lǐng)域中國甚至還取得了較領(lǐng)先的地位。中國制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)面臨著一次歷史性機(jī)遇，這是越來越多中國人來到漢諾威的重要原因。

       希臘傳說中，掌管集市與交易的神赫爾墨斯發(fā)明了鉆木取火、尺子、數(shù)字以及字母，這可能算是那個(gè)神話時(shí)代人類所能掌握的最尖端的技術(shù)。

       4月初的漢諾威，赫爾墨斯的側(cè)頭像遍布全城：這是一年一度的漢諾威國際工業(yè)博覽會(huì)（下稱工博會(huì)）的標(biāo)志，已有73年歷史的漢諾威工博會(huì)是“工業(yè)4.0”這一概念的發(fā)源地，也是觀察全球工業(yè)技術(shù)最新動(dòng)向的風(fēng)向標(biāo)。

       首次并入了CeBIT（漢諾威國際消費(fèi)電子信息及通訊博覽會(huì)）的漢諾威工博會(huì)上，出現(xiàn)了更多ICT技術(shù)的身影，工業(yè)技術(shù)與ICT技術(shù)正在發(fā)生著深度交融。

       工業(yè)5G與工業(yè)智能是本屆工博會(huì)最大的亮點(diǎn)。德國工程院院士Michael Abramovici和Otthein Herzog明確指出，5G與AI正在賦予“工業(yè)4.0”這一來自2013年漢諾威工博會(huì)的概念更豐富的內(nèi)涵。

       以“萬物互聯(lián)”為愿景，坐擁千億級(jí)別容量、10Gbps速率以及低至1毫秒時(shí)延的5G在工業(yè)領(lǐng)域具有無盡的想象空間。它能實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)的全樣本檢測，5G的無線連接也為更柔性的生產(chǎn)提供了可能，而工業(yè)5G也面臨著更嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)。

       隨著傳感設(shè)備的廣泛應(yīng)用，工廠正獲得更豐富的工業(yè)數(shù)據(jù)，而算法上的突破正推動(dòng)人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的落地，制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型正面臨一次難得的歷史機(jī)遇。

       5G競技場：無線連接新機(jī)遇

       5G無疑是本屆漢諾威工博會(huì)最熱門的技術(shù)，在“眾星捧月”的漢諾威展館C位——16號(hào)館，主辦方專門設(shè)置了“5G Arena”（5G競技場）展廳。諾基亞和高通在此搭建了一個(gè)真實(shí)的5G網(wǎng)絡(luò)，一眾競技者展示了一系列5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

       德國蔡司公司展示了基于5G的車身檢測系統(tǒng)：安裝在機(jī)械臂上的傳感器通過發(fā)射藍(lán)色脈沖光線對(duì)汽車部件進(jìn)行全方位掃描，得出車身關(guān)鍵部位的鈑金厚度、接縫寬度、表面粗糙度、激光焊接點(diǎn)質(zhì)量等多個(gè)指標(biāo)，并通過5G網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至APP上。

       在5G環(huán)境下，這形成了包含數(shù)百個(gè)質(zhì)量參數(shù)的可視化三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，質(zhì)量工程師可以借此實(shí)時(shí)識(shí)別產(chǎn)品損壞或者生產(chǎn)運(yùn)行不準(zhǔn)確的情況，也可以通過5G將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋給產(chǎn)線上的沖壓、焊接等工序。

       更重要的是，基于5G的生產(chǎn)檢測是一種全樣本的分析監(jiān)測，相較以往汽車生產(chǎn)線上的隨機(jī)抽樣檢測，這大幅提升了生產(chǎn)過程的準(zhǔn)確性和可靠性，也提高了汽車產(chǎn)品的合格率。

       不同于消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)，5G的三大場景中mMTC（海量機(jī)器通信）和URLLC（低時(shí)延高可靠通信）均是物聯(lián)網(wǎng)場景；千億級(jí)別的容量、10Gbps的速率以及低至1毫秒的時(shí)延更使5G在工業(yè)領(lǐng)域具有無盡的想象空間。

       西門子股份公司管理委員會(huì)成員兼數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)CEO何睿祺指出，當(dāng)5G應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域，將極大地改變企業(yè)形成決策、制造產(chǎn)品和運(yùn)營工廠的方式。

       “工業(yè)5G使生產(chǎn)、維護(hù)與物流網(wǎng)絡(luò)的全面無線化成為可能。強(qiáng)大的寬帶傳輸以及可靠性、超低的延遲將大幅提升工業(yè)價(jià)值創(chuàng)造的效率和靈活性。”

       5G競技場中，生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)不止，機(jī)器臂擺動(dòng)不休。但與傳統(tǒng)車間不同的是，它們都是通過5G網(wǎng)絡(luò)接收指令，而非傳統(tǒng)的電纜。

       華為成都研究所室內(nèi)數(shù)字化領(lǐng)域副總裁孟士帷在展臺(tái)上告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，工業(yè)領(lǐng)域的連接數(shù)量正呈現(xiàn)爆炸式的增長，傳感器越來越多、越來越細(xì)分，這勢必要求通過工業(yè)5G實(shí)現(xiàn)“無線”連接。

       “一方面，越來越小的部件不可能再像以前一樣全部用物理線纜連接，無線連接發(fā)展?jié)摿薮螅?G海量的連接能力能滿足這些需求；另一方面，無線連接也是工業(yè)深度柔性化的客觀需要，以前的生產(chǎn)線都是固定的，而未來很多生產(chǎn)線上運(yùn)動(dòng)的都是可隨時(shí)調(diào)整運(yùn)動(dòng)路徑AGV小車，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線快速調(diào)整，產(chǎn)品快速迭代。”

       博世力士樂展示了一個(gè)未來“無線工廠”的“樣板”：車間內(nèi)看不到走線，所有設(shè)備都通過5G連接，并互相“交流”。比如，機(jī)器人抓取物品后可實(shí)時(shí)判斷載具位置，并將物品置于載具上，數(shù)臺(tái)載具同時(shí)在車間移動(dòng)，互不干擾。

       現(xiàn)場工作人員介紹，“工業(yè)4.0”時(shí)代強(qiáng)調(diào)“柔性制造”，即根據(jù)客戶需求進(jìn)行小批量定制化生產(chǎn)，針對(duì)市場變化快速精準(zhǔn)地調(diào)整生產(chǎn)線。然而，車間走線的規(guī)劃和施工往往需要較長周期，耗資不菲。一旦要改變生產(chǎn)，調(diào)整線路就將成為一項(xiàng)大工程。而基于5G的“無線工廠”讓“柔性制造”成為可能。

       工業(yè)5G面臨安全與成本挑戰(zhàn)

       賽迪顧問通信業(yè)高級(jí)分析師李朕告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，作為公共移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用面臨著更低的容錯(cuò)率，工業(yè)領(lǐng)域一個(gè)數(shù)據(jù)包出錯(cuò)不但會(huì)影響生產(chǎn)，更可能帶來生產(chǎn)安全的問題。數(shù)據(jù)安全也是很多工業(yè)企業(yè)在應(yīng)用5G時(shí)普遍存在的疑慮。

       比如當(dāng)設(shè)備提供商通過5G實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠的遠(yuǎn)程維護(hù)，對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控，對(duì)能源、水和燃?xì)獾然A(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的控制時(shí)都會(huì)面臨更嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)。

       西門子數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)公司工廠自動(dòng)化部首席執(zhí)行官Ralf-Michael Franke接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)指出，新技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，過去一般存在十年的創(chuàng)新周期，5G作為一種由消費(fèi)類產(chǎn)品推動(dòng)的高速迭代的技術(shù)，正在滲透到工業(yè)領(lǐng)域，它有可能將這一周期縮短，但這畢竟需要一個(gè)過程。

       此外，他指出，在工業(yè)場景中，已經(jīng)存在多個(gè)基于工業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)體系的通信方式，5G非常好，但并非必須的通信方式，在可預(yù)計(jì)的未來，5G將與PROFINET（新一代基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)化總線標(biāo)準(zhǔn)）等有線通信以及虛擬局域網(wǎng)等技術(shù)一起推動(dòng)未來的生產(chǎn)自動(dòng)化。

       何睿祺介紹，相較于5G的帶寬，他更關(guān)注的是時(shí)延，未來將推進(jìn)工業(yè)5G與TSN（時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò)）與OPC UA（統(tǒng)一架構(gòu)的工控通信）的融合發(fā)展。

       致力于推動(dòng)5G在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的5G-ACIA在展會(huì)上介紹，目前5G標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布到第15版，可滿足消費(fèi)級(jí)5G網(wǎng)絡(luò)的使用；到2020年第16版發(fā)布后，5G的性能可以達(dá)到工業(yè)級(jí)的應(yīng)用水平。

       另一個(gè)挑戰(zhàn)在于成本：由于頻率更高，運(yùn)營商需要鋪設(shè)更密集的基站，還要在室內(nèi)安裝相關(guān)設(shè)備，企業(yè)也需要相應(yīng)的改造投資，這將增加了5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護(hù)成本。

       孟士帷指出，華為正在推進(jìn)5G與WiFi共同鋪設(shè)，從而節(jié)約成本。

       李朕指出，5G進(jìn)入工業(yè)意味著，原來移動(dòng)通信的B2C商業(yè)模式將逐漸轉(zhuǎn)向B2B模式，工業(yè)企業(yè)的需求既是5G應(yīng)用的牽引，也將成為5G重要的收入來源，這是一片有待探索的價(jià)值藍(lán)海。

       漢諾威工業(yè)展主辦方德國會(huì)展公司董事長科克勒表示，工業(yè)界是5G世界的“半壁江山”，“漢諾威工業(yè)展展示的不僅是5G網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)領(lǐng)域的巨大潛力，更將打響工業(yè)5G的發(fā)令槍。”

       諾基亞副總裁Robrecht也堅(jiān)信，“5G競技場”中的技術(shù)將是兩年后工業(yè)世界的縮影。

       工業(yè)智能：當(dāng)AI走入工廠

       如果說5G是未來工業(yè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，那么人工智能就是其大腦。

       今年漢諾威工博會(huì)的主題是“工業(yè)智能”，聚焦人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)在生產(chǎn)和能源行業(yè)中方興未艾的應(yīng)用。展會(huì)展出了100多個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，包括利用AI實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作、預(yù)測故障、優(yōu)化機(jī)器運(yùn)行等案例，相較往年，人工智能的應(yīng)用明顯增多。

       展臺(tái)上，四只機(jī)械臂舉起了一輛汽車，操作人員站在傳感器前分別做出移動(dòng)、抓取、捏握等不同的動(dòng)作，一組類似人類雙臂的機(jī)械臂在汽車底盤上做出同樣的動(dòng)作。這是德國企業(yè)IBG展示的人機(jī)協(xié)作。

       與此類似，F(xiàn)ESTO的仿生機(jī)械臂能實(shí)時(shí)效仿人類在傳感器前做出“石頭、剪子、布”等各類手勢，工作人員稱，通過機(jī)器學(xué)習(xí)，這類機(jī)械臂也可以實(shí)時(shí)做出贏得這個(gè)簡單游戲的手勢；思愛普研發(fā)的控制系統(tǒng)能通過眼球來操控機(jī)械臂，機(jī)械臂上的傳感器還可以實(shí)時(shí)追蹤人的眼球，從而“看眼色行事”。

       西門子也演示了一系列人工智能的案例：不論零件在何處、形狀如何，機(jī)器人通過機(jī)器學(xué)習(xí)都能獨(dú)立地找到零件；采用靈活系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，機(jī)器人能自主制造電動(dòng)車電池，并自動(dòng)將電池與底盤組裝起來。

       何睿祺指出，人工智能為自主生產(chǎn)系統(tǒng)開辟了全新的可能性。機(jī)器人以前需要在熟悉的物體上進(jìn)行長時(shí)間的訓(xùn)練，每個(gè)動(dòng)作都需要被定義并進(jìn)行極其詳細(xì)的編程；而人工智能則使它們能夠識(shí)別未知的物體，并計(jì)算出最合適的抓握點(diǎn)。這在汽車等復(fù)雜產(chǎn)品的全自動(dòng)裝配線中頗具價(jià)值。

       德國信息技術(shù)、電信和新媒體協(xié)會(huì)在展會(huì)期間發(fā)布的報(bào)告顯示，半數(shù)工業(yè)公司認(rèn)為機(jī)器學(xué)習(xí)會(huì)給現(xiàn)行的商業(yè)做法帶來廣泛改變。其中，47%的公司預(yù)測生產(chǎn)率會(huì)提高，39%的公司認(rèn)為會(huì)將人工智能用于“預(yù)防性維護(hù)”。上述協(xié)會(huì)會(huì)長阿希姆·貝格表示，約有12%的工業(yè)公司已在使用人工智能技術(shù)，人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的快速應(yīng)用有可能會(huì)帶來一場新的工業(yè)革命。

       算法與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型

       算法與數(shù)據(jù)是人工智能在工業(yè)領(lǐng)域落地的兩個(gè)支點(diǎn)。

       近年來，深度學(xué)習(xí)算法不斷突破，加上邊緣計(jì)算的興起，分析利用機(jī)器設(shè)備的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)正在成為可能；而隨著通信技術(shù)的進(jìn)步以及生產(chǎn)設(shè)備感知原件的廣泛應(yīng)用，大量工業(yè)數(shù)據(jù)的獲取也日漸便捷。這正在驅(qū)動(dòng)制造業(yè)的深度變革。

       中國生物科技公司凱賽在漢諾威展示了一件灰色的球衣，鮮有人能料到其原料并非傳統(tǒng)的石化，而是來自其旁邊金黃的玉米棒。

       相較造成嚴(yán)重環(huán)境污染的化學(xué)工藝，生物制造具有原材料可再生、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，但也面臨著生物反應(yīng)可控性差、目標(biāo)產(chǎn)物收率低的挑戰(zhàn)。

       “如果能從實(shí)驗(yàn)、篩選、試錯(cuò)過程中積累更多的數(shù)據(jù)，那么就可以從中找出不同菌種、不同反應(yīng)條件和目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)出率之間的關(guān)系，從而提高生物反應(yīng)的效率。”凱賽董事長兼首席執(zhí)行官劉修才稱。

       為此，他在新疆建立了全新的數(shù)字化生產(chǎn)基地，通過軟硬件的控制把整條生產(chǎn)鏈集成起來，自動(dòng)收集、處理、分析數(shù)據(jù)，再將分析結(jié)果反饋于生產(chǎn)，這使該工廠生產(chǎn)效率獲得了跨越式的提升。

       “多數(shù)情況下，實(shí)驗(yàn)室一年試驗(yàn)50多萬個(gè)樣品，最后可能只有1個(gè)符合工業(yè)化生產(chǎn)的要求，實(shí)驗(yàn)人員必須不停重復(fù)篩選過程，而借助SIPAT軟件的智能數(shù)字化分析，研究人員可以直接找到某些重要參數(shù)和最后產(chǎn)率之間的關(guān)聯(lián)性，從而極大簡化了繁雜的篩選工作。”

       值得注意的是，中國擁有世界上最完整的工業(yè)體系，如能實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，將產(chǎn)生最龐大的工業(yè)數(shù)據(jù)，這將成為驅(qū)動(dòng)工業(yè)智能的不竭動(dòng)力。

       SAP全球高級(jí)副總裁、中國區(qū)總經(jīng)理李強(qiáng)則指出，近年來中國工業(yè)的智能化水平有非常明顯的提升。“第一，中國企業(yè)數(shù)字化、智能化投資的意愿不斷增強(qiáng)；第二，中國出現(xiàn)了大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商，芯片、傳感器等成本大幅降低，這使中國企業(yè)可以以較低的價(jià)格快速實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)字化與智能化。”

       他表示，在人工智能、5G等新領(lǐng)域，中國企業(yè)與國外同行處于同一起跑點(diǎn)，部分領(lǐng)域中國甚至還取得了較領(lǐng)先的地位。

       中國制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)面臨著一次歷史性機(jī)遇，這是越來越多中國人來到漢諾威的重要原因。

       來參加漢諾威工博會(huì)時(shí)，中煤科工的技術(shù)研究人員楊林和他十余名同事已在漢諾威進(jìn)行了為期數(shù)月的全職訪學(xué)，他告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道，國內(nèi)有一大批企業(yè)存在著迫切的轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要，像他一樣赴德訪學(xué)的中國企業(yè)為數(shù)眾多。

       “我知道的光在漢諾威的全職訪學(xué)團(tuán)就幾十個(gè)，三個(gè)月的、半年的、一年的都有，智能制造是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型的一個(gè)大方向，漢諾威是一個(gè)很好的觀察窗口和學(xué)習(xí)平臺(tái)。”

       實(shí)際上，在漢諾威工博會(huì)上，很容易就能看到這些來自中國企業(yè)的訪學(xué)團(tuán)。流連于漢諾威展臺(tái)上的這些中國青年或是駐足參觀、或是低聲交談，這是轉(zhuǎn)型升級(jí)背景下中國制造的一個(gè)時(shí)代縮影。