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5G網(wǎng)絡(luò)

智能制造過程中云平臺和工廠生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)時通信、以及海量傳感器和人工智能平臺的信息交互，和人機(jī)界面的高效交互，對通信網(wǎng)絡(luò)有極為苛刻且多樣化的要求，需要引入可靠極高的無線通信技術(shù)。而反過來，5G將賦予生產(chǎn)制造設(shè)備更強(qiáng)的柔性制造能力，降低生產(chǎn)線的建設(shè)、改造的施工和維護(hù)成本。對于想要將其大批設(shè)備接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化乃至智能化生產(chǎn)的制造商來說，5G技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

借助感應(yīng)器采集的大量數(shù)據(jù)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)讓企業(yè)能夠以近乎實(shí)時的速度從聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備上無縫采集數(shù)據(jù)。結(jié)合本文提到的其他技術(shù)，比如邊緣計算、5G、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以幫助企業(yè)利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計、生產(chǎn)、銷售、巡檢、診斷維修、信息統(tǒng)計到報廢的全周期信息管理。此外，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的混流制造模式也能更好地滿足柔性化生產(chǎn)的需求。

機(jī)器人與自動化

近年來，我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速增長期，被應(yīng)用于制造業(yè)中越來越多的領(lǐng)域。但絕大多數(shù)國產(chǎn)機(jī)器人應(yīng)用于搬運(yùn)、碼垛等低端領(lǐng)域，在多自由度機(jī)器人、交互型機(jī)器人、全自主移動機(jī)器人等領(lǐng)域卻成果不明顯。未來隨著協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用場景的豐富，對機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)一步細(xì)化，再加上人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷成熟，工業(yè)機(jī)器人還將獲得更大的用武之地。

另一方面，隨著5G技術(shù)的發(fā)展，軟件應(yīng)用部分將從機(jī)器人端分離出來，通過無線網(wǎng)絡(luò)遷移到云計算平臺，大幅提高機(jī)器人的處理能力，足以應(yīng)付更復(fù)雜的應(yīng)用需求。

人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)讓制造商能夠基于數(shù)據(jù)獲得與各自運(yùn)營活動相關(guān)的洞見。近年來，我國人工智能技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的發(fā)展迅猛，目前已廣泛應(yīng)用于語音識別、計算機(jī)視覺、機(jī)器人等領(lǐng)域。這方面的技術(shù)給制造商帶來的機(jī)會包括：在產(chǎn)品研發(fā)環(huán)節(jié)，通過融入人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)模塊，系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)計師輸入的參數(shù)，自主設(shè)計出大量可選方案；在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，可通過機(jī)器視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主分揀、搬運(yùn)，并可在復(fù)雜工序中實(shí)現(xiàn)與人的協(xié)作，甚至通過搭建模型，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)；在營銷環(huán)節(jié)，可基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型對用戶的購買習(xí)慣以及產(chǎn)品的屬性進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，向用戶進(jìn)行個性化推薦，向銷售端提供相關(guān)建議。

無人機(jī)

無人機(jī)的設(shè)計概念最早應(yīng)用于軍工領(lǐng)域，但近幾年來無人機(jī)技術(shù)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用也獲得了長足的發(fā)展。除了消費(fèi)級無人機(jī)之外，工業(yè)級無人機(jī)的行業(yè)應(yīng)用場景也不斷增加，目前主要集中在安防、巡檢、物流投放方面。未來與制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)的結(jié)合，有可能開發(fā)出與零部件及時交付和運(yùn)營監(jiān)察等功能，為制造業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的優(yōu)化帶來新的機(jī)遇。

可穿戴設(shè)備

可穿戴設(shè)備的種類越來越豐富，也給制造商帶來了越來越多的機(jī)會。目前可穿戴設(shè)備已經(jīng)開發(fā)出的應(yīng)用場景包括：在培訓(xùn)、制造、維護(hù)、檢驗(yàn)、設(shè)計等流程中提供可視化協(xié)助，提高效率；監(jiān)督員工狀態(tài)，對不安全操作和疲勞狀態(tài)進(jìn)行提醒；在受限環(huán)境中提高生產(chǎn)力（比如在高空作業(yè)中解放雙手，通過手勢識別實(shí)現(xiàn)無鍵盤輸入）；聯(lián)系平臺或?qū)＜遥归_大量數(shù)據(jù)，獲得遠(yuǎn)程協(xié)助。未來隨著可穿戴設(shè)備作為載體與人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、虛擬現(xiàn)實(shí)和增益現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的進(jìn)一步結(jié)合，還將開發(fā)出更多的用途。

3D打印和增材制造

在經(jīng)歷了2014-2016年的瘋狂擴(kuò)張之后，國內(nèi)增材制造的市場規(guī)模增速明顯放緩，但在2018年依舊保持了26.2%的增長速度。未來隨著體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)的興起，也將帶動大規(guī)模定制的需求，而3D打印和增材制造技術(shù)的成熟化意味著制造商可以利用更多新材料來滿足這種需求。

由于增材制造技術(shù)在桌面級應(yīng)用以及簡單工藝大規(guī)模復(fù)制的場景下不具備成本優(yōu)勢，目前國內(nèi)的增材制造應(yīng)用主要集中在高附加值、高定制化領(lǐng)域，包括工業(yè)機(jī)械、汽車制造、航天航空等領(lǐng)域，但由于假肢、植入物等醫(yī)用材料高度定制化的特點(diǎn)，未來增材制造在生物醫(yī)療市場的前景也值得關(guān)注。

邊緣計算

隨著生產(chǎn)設(shè)備的不斷升級，總是等待數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行模缓笤俜祷刂噶畹哪Ｊ揭呀?jīng)不現(xiàn)實(shí)了。邊緣計算能根據(jù)靠近需求所在地的原則提供數(shù)據(jù)處理能力，只將其余的關(guān)鍵信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，從而滿足制造業(yè)在敏捷聯(lián)接、實(shí)時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能等方面的需求。采用邊緣計算意味著企業(yè)甚至可以在不需連接互聯(lián)網(wǎng)和無決策延遲的條件下進(jìn)行生產(chǎn)，賦予了制造商更大的靈活性。

區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈技術(shù)主要用于解決非安全環(huán)境中的可信交易問題。目前對于區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用，主要側(cè)重4個要點(diǎn)：分布式數(shù)據(jù)存儲、點(diǎn)對點(diǎn)傳輸、共識機(jī)制、加密算法。對于制造業(yè)來說，區(qū)塊鏈特別適合應(yīng)用于供應(yīng)鏈場景解決追溯問題。比如，飛機(jī)制造商空客集團(tuán)已利用區(qū)塊鏈技術(shù)分析供應(yīng)商及組件源頭，從而有效降低了飛機(jī)零部件修復(fù)的時間與費(fèi)用。

當(dāng)前區(qū)塊鏈在制造業(yè)中相關(guān)的主要應(yīng)用場景包括防偽溯源、產(chǎn)品全生命周期管理、供應(yīng)鏈管理、協(xié)同制造等。但總體而言，目前區(qū)塊鏈在制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用還處于起步階段。未來隨著云制造場景的成熟，區(qū)塊鏈技術(shù)還可以用于在全球分布式制造的場景里，解決標(biāo)準(zhǔn)化的認(rèn)證、訂單分配等問題，為制造業(yè)水平再上一個臺階打好基礎(chǔ)。

量子計算

盡管推出全球第一臺商用量子計算機(jī)的IBM公司承認(rèn)，商用量子計算機(jī)要打敗今天的傳統(tǒng)計算機(jī)還需要時間。但I(xiàn)BM近期發(fā)布的報告《探索量子計算的制造業(yè)用例》（Exploringquantumcomputingusecasesformanufacturing）也樂觀地預(yù)計，未來將量子計算與制造業(yè)結(jié)合可以讓企業(yè)解決傳統(tǒng)計算機(jī)無法應(yīng)付的問題。比如，在新材料開發(fā)領(lǐng)域，量子計算能幫助制造商發(fā)現(xiàn)、設(shè)計和開發(fā)強(qiáng)度重量比更有利的材料、更高能量密度的電池以及有助于能量產(chǎn)生和碳捕捉的、效率更高的合成和催化流程；在控制領(lǐng)域，可用于半導(dǎo)體制造，計算出更加準(zhǔn)確的結(jié)果；在設(shè)計領(lǐng)域，將大大加速建筑結(jié)構(gòu)、流體/空氣動力學(xué)分析，縮短所需時間；還可用于供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)，加強(qiáng)機(jī)器學(xué)習(xí)的分析能力，提升產(chǎn)線優(yōu)化和風(fēng)險建模的能力。