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5G 智慧工廠推手製造業升級智造業
● 5G 可以使數據傳輸率提高到現行的100 倍、網路延遲降低5 倍,行動數據量增加1,000 倍,能為企業創造新商業模式或延伸、開拓更多領域的商機。
● 運用5G 行動網路遠端控制、監控及重新配置,工廠設備可自我優化,達到生產線及整體規劃簡化的目的,滿足市場更多彈性的產品需求。
● 5G 智慧工廠實踐競賽的下一個戰點,將會是比拚應用場景及更多元的想像力。企業想享有5G 智造的好處,就要把握高彈性、高整合、高效能原則。
文/藍硯琳圖片提供/中華電信、達志影像
無人車自動地在產線穿梭,技術人員則在中控室運用擴增實境(Augmented Reality, AR) 技術,隨著無人車鏡頭四處監看,以維護機台設備…… 2020 年12 月,電信龍頭中華電信,結盟日月光、高通(Qualcomm),聯手打造全世界首座5G 毫米波(mmWave) 企業專網智慧工廠,大幅推升台灣網通產業競爭力。
5G 當世界各國陸續宣佈5G 開台後,企業如何垂直應用5G,便成為市場熱議的話題。根據全球行動通訊供應商協會(GSA) 報告顯示,截至2021 年4 月中旬,全球133 個國家/地區中有435 個運營商已在5G 上進行了投資;其中,在68 個國家/地區的162 家運營商已啟動了一項或多項3GPP 相容5G 服務,為5G 商用時代迎來新局。
5G 高低頻混搭帶企業從製造轉型智造
身為台灣電信業龍頭,中華電信不僅成為全球採3.5GHz 與2.1GHz 高低頻搭配佈建、成為台灣首家快速提供N2100 室內場域5G 信號涵蓋的電信業者外,在企業5G 專網商用上的佈建,更為台灣製造業應用智慧升級帶來新轉型機遇。
說起5G 科技的發展,將帶給全球產業什麼樣的影響時,中華電信行動通信分公司副總經理胡學海分享,「5G 技術具有高速率、低延遲與大連結特性,可以使數據傳輸率提高到現行的100 倍、網路延遲降低5 倍,行動數據量則較現在增加1,000 倍,藉由這些技術能力,可創造新的網路使用方式、營收來源及商業模式。此外,除了固守原有一般消費者市場,可再延伸至物聯網(Internet of Things, IoT)、車聯網、公共安全、智慧醫療、智慧製造等新領域與新產業。」
如何借力政府資源與關注5G 實際案例,將有助於企業導入5G 應用服務以提昇商機!
對於電信業者而言,5G 專網建設對於企業客戶經營扮演舉足輕重的角色,可先行協助客戶導入5G 網路,解決既有實體網路佈線異動彈性低、WiFi 資安等級較不完善等問題。
「以智慧製造為例,過去產線以人工方式檢驗產品良率,為避免人為辨識精準度較不足的風險,部分廠商已利用5G 結合AOI 影像辨識技術於產線製程,除了可大幅降低良品誤判機率外,透過大數據及AI 技術整合,針對產品良率辨識建立模型,未來應有機會延伸新型商業模式,複製成功案例輔佐廠商技術升級,提昇產值營收。」胡學海表示,工廠內大量AIoT 感測裝置可經由5G,即時將監測生產品質、環境數據、原物料等大量的蒐集生產數據回傳至管理平臺,而先進的工業物聯網平臺整合大量生產數據,透過戰情室,讓管理者更易進行決策。
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▲中華電信結盟日月光、高通,聯手打造全世界首座5G mmWave 企業專網智慧工廠。
聯手日月光、中華精測5G 智慧工廠聯網
為加速台灣5G 產業升級,經濟部技術處新世代通訊技術推進辦公室召集中華電信、日月光、高通,共同建置台灣首座5G mmWave專用網路的智慧工廠。工廠導入5G 將使製造商能夠利用自動化、人工智慧(Artificial Intelligence, AI)、AR 以及物聯網, 讓「製造業」革新為「智造業」的革新。
身為全球封測大廠,日月光早自2011 年便展開智慧製造佈局,不僅利用自動化及流程管制有效控制設備、人力與生產狀況效率,生產線機器大多都已聯網,時至2020 年已建構18座關燈工廠,不難看出其看好智慧工廠所帶來的成效。
日月光半導體執行長吳田玉也在記者會上表示,與中華電信合作導入5G mmWave 後,日月光可拓展智慧工廠及自動化可涵蓋的範圍及複雜度,以「工業4.0」的目標,實現與客戶產品設計的連結,使製造流程成為客戶實踐異質整合的場域,期許未來與業界經驗分享,讓台灣企業保持全球前瞻性發展的敏銳,持續在國際上發光發熱。
據瞭解,首座導入「台廠」基地台的5G企業專網,將以「自動化」、「高異質性機器設備整合」、「高異質性微系統封裝整合」三大方向為原則,導入日月光集團高雄廠生產線,包含「AI+AGV 智慧無人搬運車」、「AR 遠端維護協作(Remote AR Maintenance Assistance)」、「綠科技教育館AR 體驗環境」,爭取商業轉型與建立全球接軌的利基。
胡學海指出,「5G 高低大特性,讓生產運作變得更加靈活並兼顧效率,同時,因應製造業少樣多量化、客製化的產品需求,產品生命週期縮短,製造業需要提高生產精確和彈性的生產機制,滿足市場需求。」此時工廠端即可透過5G 行動網路遠端控制、監控及重新配置,使工廠內的機械及設備自我優化,達到生產線及整體規劃簡化的目的。
傳輸不再斷線滿足資安、大量聯網需求
此外,過去無人搬運車(Automatic Guided Vehicle, AGV) 多以WiFi 方式連線傳送AGV 運行資訊,但WiFi 連線品質易受幹擾,也有資安風險,加上WiFi 切換不同基地台時,需要重新連線,可能造成無人車在行進中有斷線、停下來的狀況,影響到產線運作。對此胡學海表示,「5G 可以完全解決這個問題,尤其是超高頻28GHz 頻段的毫米波技術,訊息傳送的速度更快。也正因為5G 具備高速傳輸的特性,現在大家開始運用AR 遠端維護協作,就可讓位於不同地方的操作員,能夠同步執行任務。」
中小企業可以多關注5G 案例,從中找到自身企業的優勢,並思考及想像結合5G 三大特性的跨領域應用,用創意開拓 5G 新商機。
除了與半導體廠合作外,中華電信整合集團資源,並結合5G 通訊技術與中華精測「AllIn House」智慧製造解決方案,雙方的合作由中華電信為中華精測在桃園平鎮廠區打造5G企業專網,在廠區內部署專用的MEC 邊緣運算系統及基地台。一系列的智慧製造方案主要運用5G、邊緣運算及AIoT 技術,用以即時偵測化學藥液金屬(離子)、有機、無機化合物的濃度,經由5G 網路實現智慧製造的大量設備聯網需求。
當5G 與邊緣運算結合後,能整合生產設備、MES、RFID、AGV、PLC 可程式化邏輯控制、AIoT,在邊緣運算系統執行AI,再透過5G 的低延遲, 對生產設備作智慧化的監控;另外,5G 與AI 的結合,可達成即時蒐集與分析數據,監測產品的品質及環境是否出現異常,並因應高解析度影像、大量深度學習料傳輸及運算的需求,依生產動態預測結果,調整參數回傳至設備。
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▲「All In House」智慧製造解決方案是由中華電信與中華精測共同打造5G 企業專網,在廠區佈署專用的MEC 邊緣運算系統及基地台。可即時偵測化學藥液有機、無機化合物的濃度,同時實現智慧製造的大量設備聯網需求。
器材、資金成痛點激發5G 想像力是成功關鍵
在全球供應鏈重新洗牌的佈局之下,台灣中小企業也看準數位轉型趨勢龐大潛力,紛紛追求提昇產能效率的精實生產,然而,要導入5G 技術有效提昇工廠執行效益,對無資源的企業來說,仍有一段需克服的陣痛期。
胡學海觀察到,製造業面臨彈性生產、少量多樣、高度客製化等趨勢, 為了製造高度客製化產品,產線與設備配置將具備高度彈性調整特性,需要導入感測器與智慧計算,因此將產生龐大的通訊傳輸需求以及邊緣運算需求,「初期需要投入資金,但短期不易看到效益的商業模式,是多數中小企業導入5G 的痛點。」
對此胡學海強調,中華電信身為國內電信領導業者,自5G 率先開台後,持續積極拓展產官學合作,以加速5G 創新應用智慧升級;此外,「如何借力政府資源與關注5G 實際案例,將有助於企業導入5G 應用服務以提昇商機!」
為鼓勵中小企業能善加利用5G 創新應用服務,經濟部中小企業處公佈「擴大中小企業5G 創新服務應用計畫實證案」, 運用補助方式帶動中小企業數位能力提昇。對於發展5G 應用服務之相關業者,例如:服務整合商、數位內容、策展、行銷、資訊技術等業者, 可提出創新提案申請補助( 最高1,000 萬), 如此可降低中小企業初期進入5G 的門檻。
此外,政府舉辦「推動中小企業 5G 智慧應用服務計畫成果分享會」,讓中小企業對5G 商用有更深入認識,參與分享會的企業,透過中華電信的5G 基地台建設,串聯在地店家及消費者運用5G 平臺,進行線上、線下的社群互動,並利用5G 高速率的特性與軟體支付業者共同打造「5G 實境任意門」,藉由4K直播、多元支付等技術,協助在地商家提供更多元的智慧觀光與智慧體驗方案。
胡學海強調,中華電信身為國內電信龍頭,可協助有意參與實證案的企業,建構5G通訊環境,提供5G 通訊技術支援及5G 終端設備,讓企業可以快速及無痛跨入5G 新興領域。「中小企業可以多關注5G 案例,從中找到自身企業的優勢,並思考及想像結合5G三大特性的跨領域應用,用創意開拓5G 新商機。」
把握三大原則落實5G 智慧工廠
問起企業該如何因應市場所帶來的機會與挑戰,胡學海建議,「企業要把握高彈性、高整合、高效能原則。」為因應不同的製造需求,需要有變動彈性大的無線通訊裝置來配合各種可移動式設備,用以擺脫對固定線路的限制;其次他強調,在高整合的部分,結合人工智慧、智慧物聯網、AR / VR 裝置等ICT 技術,建構出完整的智慧工廠5G 應用解決方案。最後, 導入高效能的5G 網路, 打造超高頻寬與高速、超高可靠度與低延遲以及大規模通訊使用環境,使得製造領域未來的應用能夠更具有優勢。
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▲中華電信行動通信分公司副總經理胡學海期待,更多企業能善用5G 的3 大特性,開拓製造業的新優勢。
「整體來看,5G 智慧工廠還在初期發展階段,5G 智慧工廠實踐競賽的下一個戰點,將會是比拚應用場景及更多元的想像力。透過5G 技術建置的企業專網,生產線所有設備的資料皆可即時、快速且安全地傳送至中控中心,是協助企業進行數位轉型的重要工具;利用行動通訊技術落實產線數位化的進程,進一步實現工業4.0,未來,中華電信將持續推動更多5G 智慧工廠解決方案,加速5G 發展。」胡學海期許著。
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本文摘錄自
5G 智慧工廠推手製造業升級智造業
能力雜誌
2021/5月號
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