又一场工业革命即将到来

姜浩峰

“你看我们没有驾驶室的，所有的行车靠激光定位。起重在以前是个高危行业，目前我们整个仓库看不到人。理论上不开灯就可以去做。”鲁刚是宝钢股份成品智能仓库的负责人。这一仓库是宝钢股份新近打造的一批智能车间、“黑灯工厂”之一。作为工业和信息化部智能制造试点示范项目，他们正在引领整个行业的深度变革！

以鲁刚负责的仓库为例，原本需要配备130名员工来维持运转，在转型智能仓库以后，只需原本人员规模的一个零头—— 30人，即可担负整个仓库的运转。因为库区照明灯光经常关闭，节省了不少能源。然而，在此一片漆黑下又热火朝天的情况下开工，无人化行车作业稳定率仍能达到99%。比之过去主要靠人力来，智能仓库还能做人力所不能及的事。譬如钢卷的摆放——智能系统能迅速算出如何在空间上最经济，又在同批出库时最划算。

至于生产一线，同样有“黑灯工厂”的出现。譬如在宝钢股份冷轧厂第三分厂，无人行车穿行不息，捞渣、拆捆、贴标这些从前人力最苦最累的岗位，已被机器人完全取代。两条生产线原先六个操作室，合并成一个，工作人员像打电子游戏一般对着屏幕就能操作。经智能化改造后，投产已有十年的第三分廠，用工下降16%，产能提高10%。而通过对大数据的深入挖掘，算法持续迭代，后续仍有提升空间。到了真正的5G时代，这一黑灯工厂将更具“智慧”。

如果中国可以用机器人和其他先进技术来改造从未有过自动化的生产类型，这可能将中国从现在的世界工厂变为高科技创新中心。

“在短期内就会看到，我们将从传统互联网、移动互联网时代进入物联网亦即工业互联网时代。”在接受《新民周刊》采访时，毕马威中国管理咨询服务主管合伙人刘建刚如此分析，“随着5G技术和量子计算等的应用，机器和机器之间可以‘通话，机器的生产数据可以高速上网，进行实时分析。”刘建刚拥有超过20年在信息技术策略策划、信息技术治理、信息技术风险管理等方面为客户提供建议的经验。在他看来，4G颠覆了传统零售业，5G将颠覆传统制造业。

更有人直指——又一场工业革命即将到来。幸运的是——中国已经深度参与甚至引领了这一趟工业革命的“高铁列车”。

中国制造别无选择的出路

早在2016年，《麻省理工科技评论》（MIT Technology Review）高级人工智能话题编辑威尔·奈特（Will Knight）就曾预测：中国制造业将面临自动化变革，黑灯工厂将成为别无选择的一条出路。

威尔·奈特认为，在中国，劳动力已经不像过去那么廉价，尤其是与亚洲其他快速成长的制造中心比较时，劳动力成本已非中国的优势。另一方面，中国制造业一旦实现自动化变革，更会带来全球性的影响。“如今，全世界几乎四分之一的产品都是在中国制造。如果中国可以用机器人和其他先进技术来改造从未有过自动化的生产类型，这可能将中国从现在的世界工厂变为高科技创新中心。” 威尔·奈特表示。

在刘建刚看来，目前，中国的首席执行官（CEO）们，绝大多数将技术颠覆、数字化转型看做一个机会，而非对企业未来发展的威胁。“最近，我们做的调查显示，有91%的中国CEO看好这场技术颠覆，这一比例远高于国外的同行。”刘建刚又称，在对全球500强企业的首席信息主管（CIO）的问卷调查中，有超过六成的人将公司战略核心锁定为数字化转型。这超过六成的CIO中，又有60%的人认为，自己的公司已因数字化转型而获得了比之竞争对手的优势。而无论中外，在这次技术变革来临之际，所面临的情况并没有特别的区别。

“2017年，中国的数字经济达27.2万亿元，占全部GDP的32.9%。无疑，这一比例仍将持续提升。”刘建刚说，“电子商务也好，‘双11也好，各种移动支付也好，让数字经济深入人心。”而这，也为未来制造业的数字化转型奠定了普遍的心理基础。必须认识到，无论是目前已实现工业机器人大量上岗的黑灯工厂，还是已在中国遍地开花的基于4G的电子商务，确实是实现5G时代工业互联网的基础。

然而，仅有这些是远远不够的。在刘建刚眼中，未来企业的智慧采购、智慧制造等等，需要大数据的支撑。据他了解，目前，许多企业已经分门别类建立起了各种数据库——风险数据采集、财务数据库、客户数据库、经营数据库等。然而，未经整合的这些数据，根本无法完成企业级的数字化转型。

随着2018年底工信部向三家电信运营商发放5G中低频段试验频率，工信部部长苗圩近日接受媒体采访时表示，2019年将在若干个城市发放5G临时牌照，中国许多地方正在做着迎接5G到来的准备。譬如以宝钢为例的一些工信部“中国制造2025”的试点示范项目即是一例。2019年各地方两会，则也传出不少迎接5G时代的声音。譬如北京市政府工作报告中提出，2019年北京市将加快5G、工业互联网等新型基础设施建设，继续大力拓展各类创新技术的应用场景建设；上海提出，打造智能化信息基础设施体系，大力推进5G网络、新型城域物联专网等建设；四川表示，将实施新一轮大规模技术改造，完成技改投资增长10%，加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设，加快5G商用步伐；福建表示，将开展新一轮技改专项行动，设立100亿元的省技改投资基金，扩大制造业技改投资覆盖面，实施500项省级重点技改项目，深化“互联网+先进制造”，推动4000家以上中小企业“上云上平台”……

即将到来的工业互联网时代，工厂机器的生产数据都可以高速上网，进行实时分析。对制造业将形成一种颠覆。

“三超”启动革命按钮

当中国从中央到地方在为迎接5G做积极准备之际，今年1月，香港中文大学（深圳）理工学院院长陈长汶教授分析道，物联网浪潮已经全面到来，5G网络将是物联网，特别是工业机器人的助推器。唯有5G，才能让工业机器人在更大范围内执行任务。

“目前使用的互联网，3G、4G等等，都是以人作为典型的使用对象。这种情况下，对有些参数的要求不会如未来5G时代那么苛刻。”在接受《新民周刊》采访时，上海电机学院教授李民政如此说。譬如双11之类电子商务等等，出现短暂的网络流量“爆掉”，网络完全可以等一等，延后一些完成后台的下单、出货之类；再譬如如果到了网速不那么够的地方，在网上无法观看高清电影，那就看看标清也罢。然而，如果在工业领域想要实现数字化转型，那必须做到所谓“三超”——超高速大数据流量，以及超低的时延、超大连接或者说是广连接。

英特尔全球运营商事业部总裁沃纳·舍费尔（Werner Schaefer）认为，5G将是开启第四次工业革命的核心技术。未来的工厂是数字虚拟和物理现实相融合，信息通信技术（ICT）与现代制造业相融合，以提高工业生产的灵活性、可追溯性、多功能性和生产效率的一种新模式。

李民政说：“工业革命发展的历程，可以分为四个阶段——机械化、电气化、信息化、智能化。无论是‘德国工业4.0，还是‘中国制造2025，只是不同的国家不同的提法，大致的走向都是工厂智能化发展，将人工智能、大数据、云计算、机器人这些技术整合起来，其关键在于如何将这些分散的技术有效地连接。”

在李民政看来，5G的超高速大数据流量和超低时延，是为了确保未来工业生产和物流等领域的正常运转。如今人与人的联网，一旦出现网络阻塞，人可以等。然而未来，物联网时代，机器可不能等。比如工厂的行车系统，要判断下一步该如何运作。在过去，是行车驾驶员通过眼睛、耳朵来观察，然后人的大脑做出判断。到了物联网时代，自动驾驶的行车就需要通过工业AR等全面感知各方面的情况，这些随机感知到的情况要传到处理器，处理器做出判断后要第一时间作出判断并传达给自动行车。

还譬如在智能工厂里，当某一物体故障发生时，故障被以最高优先级“零”时延上报到工业机器人。一般情况下，工业机器人可以根据自主学习的经验数据库在不经过人的干涉下完成修复工作。另一种情况，由工业机器人判断该故障必须由人来进行操作修复。

如果网络做不到超低时延，那这一套自动工厂系统就根本运作不起来。

在李民政看来，目前国内已实现的一些黑灯工厂等，还不算5G环境下的黑灯工厂，而是为进入5G时代做准备的黑灯工厂。其一大原因是——尚没有实现广连接。

“目前的4G网络来说，能够实现人与人的链接。譬如我国人民如果全部成为网民也就是十几亿人。全世界人口70多亿。何况目前并没有实现人人上网。”李民政说，“然而到了5G時代，物，要加入到网络中来，任何东西都可以连接进网。家庭生活将实现智慧家庭，生产领域将实现智慧工厂，可以按需生产。”换言之，目前已实现黑灯工厂的生产企业，未来可以根据社会需求总量的大数据，来进行生产和物流。

刘建刚告诉记者：“即将到来的工业互联网时代，工厂机器的生产数据都可以高速上网，进行实时分析。对制造业将形成一种颠覆。这就如同传统互联网让电子商务大发展，导致了对传统零售业的一种颠覆。同时也令传统零售业向新零售业发展，增加了许多餐饮、亲子项目一般。”刘建刚甚至举例称，未来物联网技术能够捕捉客户行为，做出分析。譬如在热门商圈部署包括智能垃圾箱在内的智能设备，通过收集大数据来预测客户行为，并可进行天气等环境参数变化的弹性分析。

迎接5G的过程有多长

记者了解到，从2016年到2018年，中国的5G基础研发测试分为三个阶段。第一阶段是5G关联技术试验，第二阶段是5G技术方案验证，第三阶段是5G的系统验证。可以预见，在5G技术场景支撑下，中国制造业向智能制造转型升级步伐将加快。

但罗马不是一天造就。基于5G的工业应用，也是逐步展开，而非一蹴而就。“5G与前代互联网最大的区别，在于其将突破人与人联网的模式，而达到在工业上的应用。”李民政说，“然而，这确实需要一个过程。其发展过程，将提高工业生产的智能化水平及产品性能。等到其正式商用，将带动新技术的发展。既然是发展，就将是一个过程，可以说，2025年并不是一个终结。就全球范围来说，大家也都在探索如何将5G应用到工业界去。”各国之间，关于5G，将是共同前进，相互竞争，却绝非并驾齐驱的。

刘建刚一直向记者表述一种看法——大数据相当于生产资料，云相当于生产力，互联网相当于生产关系。这三者的结合，能决定人工智能应用的水平。“我觉得5G时代摩尔定律依然有效，量子计算等将让计算力不断持续提升，5G对数据通信、互联网做出质的提升，能不断推出更多新的应用。”刘建刚说。在他看来，在5G领域，依然如前代一般中外有别。“目前看，全球几大云服务商，譬如亚马逊等，占据了全球云的四成多。而在中国，第一名是阿里云，占据市场的近五成份额。”刘建刚认为，未来的生产厂商仍必须注意到中国特色对生产领域的影响。

作为培养现场工程师的一所院校——上海电机学院的教授，李民政认为，随着5G应用于生产领域，各行业的更新与发展将更快。这也是刘建刚所认为的——未来各行业都有可能出现新的入局者。譬如人工智能医生替代了传统的普通门诊；譬如科技公司与会计师事务所竞争，入局审计、税务领域……

就高校来说，李民政认为，一方面要做好教材、教案的每年更新，另一方面要加强实践环节的培养。譬如让学生到学校所在地临港的智能科技公司实训，邀约专家做更多前沿讲座等。

在刘建刚看来，即使未来5G充分发展了，在工业领域，人的作用仍不能小觑。他说：“新技术如何与传统业务相结合，是所有从业者需要考虑的问题。”

5G技术支撑主要领域

物联网：随着工厂智能化转型的推进，物联网作为连接人、机器和设备的关键支撑技术正受到企业的高度关注。这种需求在推动物联网应用落地的同时，也极大地刺激了5G技术的发展。工业自动化控制：这是制造工厂中最基础的应用，核心是闭环控制系统。5G可提供极低时延长、高可靠，海量连接的网络，使得闭环控制应用通过无线网络连接成为可能。

物流追踪：从仓库管理到物流配送均需要广覆盖、深覆盖、低功耗、大连接、低成本的连接技术。此外，虚拟工厂的端到端整合跨越产品的整个生命周期，要连接分布广泛的已售出的商品，也需要低功耗、低成本和广覆盖的网络，企业内部或企业之间的横向集成也需要无所不在的网络，5G网络能很好地满足这类需求。

工业AR：在智能工厂生产过程中，人发挥更重要的作用。由于未来工厂具有高度的灵活性和多功能性，这对工厂车间工作人员有更高的要求。为快速满足新任务和生产活动的需求，增强现实AR将发挥很关键作用，在智能制造过程中可用于如下场景：如监控流程和生产流程。生产任务分步指引，例如手动装配过程指导；远程专家业务支撑，例如远程维护。在这些应用中，辅助AR设施需要最大程度具备灵活性和轻便性，以便维护工作高效开展。

云化机器人：在智能制造生产场景中，需要机器人有自组织和协同的能力来满足柔性生产，这就带来了机器人对云化的需求。5G网络是云化机器人理想的通信网络，是使用云化机器人的关键。