利用 5G 和邊緣推動工業 4.0 進展
別無它法了:您若是目前是採用工業 3.0 的製造商,如果您希望未來不被淘汰,那麼您的廠房日後必須轉向工業 4.0,並且做好迎接 5.0 的計畫。
然而,製程必須如何改變,才能達成這項目標?5G 或許是解方。
我們與數位轉型、技術與工程設計全球領導廠商 Capgemini 的全球數位製造解決方案架構設計師 Philippe Ravix 對談,瞭解未來的發展藍圖、邊緣運算在製造業所扮演的角色,以及 5G 如何助工業 5.0 一臂之力。
製造空間近期無疑出現了大幅改變。自從物聯網問世以來,製造業演進的情況如何,可以請您談談嗎?
我們目前身在數位轉型的時代,也就是所謂的工業 4.0、未來工廠、智慧工業或是智慧工廠。那些名詞不僅透露出我們需要以資料為導向的方法,更說明我們必須與製造業的基礎合作,也就是以 PLM、MES 與 ERP 這三大系統為基礎的金三角。
物聯網問世將會影響以即時資料收集與分析為基礎的製程,同時能輔助偏製程導向的現有系統。因此,淘汰並非解答。真正的解答是:我會輔助管理廠房與製造商的現有系統,並且與它協同合作。
物聯網顯然是工業 4.0 運動背後的驅動力之一。我認為物聯網會先帶動大規模的自動化。這正是其中一個關鍵點:首先,善用從廠房到雲端的資料收集,最終充分利用進階分析。為什麼?為了將製造商內部的工作流程與製程最佳化。這將是接著精實策略之後登場的下一步;它將是某種精實軟體,可以在公司和廠房推動下一步的製程最佳化。
製造商發展及擴大物聯網方案時,面臨了哪些挑戰?
在我們看來有三大挑戰,分別是自動化、彈性與永續性。
第一項挑戰是自動化,這顯然是我們在市場觀察到的關鍵主題之一。我們能如何整合技術,將製造程序自動化?
下一項挑戰是彈性。如果產品是透過生產線製造,若要為了製造另一項產品變更這條生產線,這個過程目前曠日費時。
最後一項挑戰是永續性:提升設備與程序的效率,讓製造符合成本效益;儘可能減少能耗;縮短製造時間與前置處理時間;減少浪費及減少使用的材料。
隨著 5G 問世,令人雀躍的全新可能性紛紛出現。5G 將如何因應製造業接下來的發展?
在我看來,今日物聯網兩個改變競爭態勢的主要助力,將會打造未來的物聯網。第一個是 5G,這絕對是其中一個改變競爭態勢的主要助力。另一個則是邊緣。我 10 年前開始投身物聯網時,它是將資料傳送到雲端進行分析與人為介入的裝置。它比較偏向雲端到人類。這屬於從裝置到雲端的南北向連線,而且沒有大量資料。
如今,有鑑於資料量和已部署的裝置數目,工作結束時會留下大量資料,也無法將所有資料傳送到雲端。因此,邊緣成了重中之重,而因應這項製造挑戰的關鍵,便是讓這個中繼平台負責收集資料、將資料標準化,以及運算資料。在此之後您就可以說:我可以傳送到雲端、我可以傳送給我的同事、傳送給另一個邊緣等等。因此,邊緣顯然是改變製造業物聯網態勢的主要助力。
5G 當然也是物聯網的關鍵技術。為什麼?5G 的有趣之處在於,您可以避免廠房進行有線連線。因此,除了邊緣的各項功能(意味著速度與將近零延遲)之外,5G 將會淘汰有線連線,並且為萬物增添移動性,提供在過程中構成主要挑戰的那種彈性。
您可以再稍微多談談從這個新範式嶄露頭角的邊緣架構嗎?
邊緣平台確實是您可以在裝置層級、在機器層級、在工廠層級擁有的中繼平台。此外,每個邊緣層級都會擁有運算與儲存用的特性或功能。因此,這是邊緣的價值。
邊緣是一種平台,因此它 100% 是雲端型架構。我們大可將邊緣視為雲端的一環,這樣一來我們才不會使邊緣和雲端成為互各自為政的環節。事實上,邊緣視同雲端的一環,架構風格相同。因此,Microsoft Azure、AWS 或 Google 這類大型雲端供應商,才會在市場推出自家的邊緣平台。這正是各大參與者一開始對雲端感興趣的原因。
有了這種架構,從裝置到雲端這種由南到北的連線方式成了當今的主流,這件事也頗令人玩味。透過邊緣,可以建立東西向的協同合作。大家可以建立東西向的連線意味著,邊緣將能夠討論及管理整合,並且在不同的特定使用案例的邊緣之間交換資料。
這樣一來,廠房層級的一切會將程序最佳化,也就是說,大家不必為了最佳化程序將資料傳送到雲端;在廠房層級就能將程序最佳化。這正是邊緣與所有資料之間這種協同合作存在的原因。
Capgemini 如何協助製造商部署這種系統,並且化繁為簡?
製造絕對是複雜的系統,無論是從連線、資料管理、資料、使用案例或架構的角度來看,每個環節都錯綜複雜。因此,我們支援的數位製造轉型客戶很多。為此我們準備了專門的方法,同時從商業視覺與商業使用案例以及架構視圖開始著手。
我們一向以商業與架構為起點,因為數位轉型面臨何謂正確使用案例的問題。這個使用案例的價值是什麼?發展藍圖為何?然而,還有數位,亦即技術的問題。將商業與技術分開的作法,現今並不合時宜。因此,我們開始利用商業與 IT 發展藍圖支援客戶。在我看來,這是第一階段。
每位客戶都歷經了重重實驗,目前的問題關鍵不在於識別或驗證商業價值,而是在於如何擴充。這是現今的挑戰。雖然我們知道可以在物聯網開發大量概念驗證,但物聯網的價值並非概念驗證,因為所費不眥。全球部署才是物聯網的價值所在。
商業與 IT 發展藍圖出爐之後,我們便直接與客戶擬定擴充計畫,也就是架構。關鍵點之一其實是備妥平台策略。連線平台是否準備好了?哪一款?資料平台是否準備好了?哪一款?分析平台是否準備好了?哪一款?該如何管理全球的系統整合?
每個環節的基礎都是平台;一切都是以雲端型架構為基礎。因此,我們定義了這個詳細的架構。從第一階段期間完成驗證的各種關鍵使用案例,或是客戶先前完成的工作,我們挑選不超過五個的使用案例進行開發與全球部署。
斟酌使用案例時,何時會將安全因素納入考量?
安全性可見於全球廠房。我們備妥這個平台,多半在廠房使用私人網路,並且用 5G 管理私人網路。另外,我們也用加密管理系統與機器之間的所有安全性。
接著,我們在雲端使用雲端供應商提供的安全性。我們與 Azure 和 AWS 合作時,意味著我們已經知道這個系統安全無虞,完全不需要添加任何東西。管理工廠與雲端之間的安全性才是重點所在。
因此,我們可以管理從廠房到雲端的安全性,並且在廠房內透過網路管理安全性。我們擁有的解決方案,設計能包辦這一切。
您如何與 Intel® 合作獲致成功?那段關係又是如何支援您其他的業務?
Intel® 是 Capgemini 長年的策略合作夥伴。Capgemini 擁有集團層級的全球聯盟團隊,而 Intel 正是全球聯盟的一環。有了 Intel,我們知道我們隨時都能取得最優異的技術、專業知識與創新。它確實是極為強大的技術夥伴,也是數位轉型界極為強大的企業。
Intel 另一個關鍵點就是,他們的合作夥伴生態系統龐大,這點對我們來說如虎添翼。另外,我們可以善用 Intel 的所有合作夥伴。我們有問題時,Intel 可以推薦提供恰到好處技術的合適合作夥伴,而且我們所有專案都能直接取得合適的技術。這個方法還能加速及維護我們的交付。對我們非常重要的最後一點則是,我們與 Intel 以聯合協同作業的方式開發解決方案。
對於考慮是否部署 5G 和邊緣運算的製造商,您會給予什麼忠告?
明確的市場願景是不可或缺的要素,也就是說,如果你裹足不前,那麼競爭對手將與時俱進,最後你的市佔率將會流失。然而,務必確認客戶對於當今的技術瞭解透徹,並且對於自己未來的方向及其原因了然於胸。
第二點:備妥合適的架構,也就是與邊緣整合的合適平台,因為一切的移動速度都將非常迅速。因此,務必透徹理解架構,並且採用雲端型架構。否則會產生封閉的環境。
最後一點,務必確定客戶有工業 3.0 的基礎,舉例來說,很多客戶沒有 MES。雖然他們有 ERP,但是他們沒有 MES。沒有 MES 的客戶,當前不應該收集資料,因為尚且言之過早。因此,務必備妥合適的基礎,也就是我們所謂的金三角。
然而,如果您想成功,就必須對自己未來的業務展望了然於胸。
若要進一步瞭解 5G 和邊緣在智慧製造所扮演的角色,請收聽我們的網路廣播節目與 Capgemini 攜手打造 5G 未來工廠。