5G專網推動產業 打造智慧工廠

文:台灣經濟研究院研究第九所組長 林巍|圖:編輯部

COVID-19(新冠肺炎/武漢肺炎/新型冠狀病毒)肆虐全球對各產業與經濟帶來巨大衝擊,近期隨著疫苗的普及,疫情漸漸受到控制,經濟逐漸擺脫疫情陰霾。企業為了從疫情的危機中復原,紛紛開始思索如何透過數位轉型強化企業韌性來面對後疫情時代,加上防疫期間帶動零接觸、遠距作業數位轉型需求,數位轉型已經成為不可逆的新興趨勢。

疫情導致全球製造供應鏈斷鏈及工廠勞動力短缺,使得過往大家熟知且討論許久的「工業4.0」(Industry 4.0)概念再度浮出檯面,工業4.0會運用到的人工智慧(Artificial Intelligence)、工業物聯網(IIoT)、大數據(Big data)、雲端/邊緣運算等科技運用,為近年工業和製造業升級過程中的關鍵技術,更是智慧製造和工業4.0的加速橋。

隨著5G世代到來,智慧製造進一步結合5G網路大頻寬、大連結、超低延遲特性,讓產線具備更敏捷、更彈性的生產能力,有效提高生產效率,在5G商轉的推動下,將加速企業數位轉型力道,創造更多的商機。

根據「美國製造商協會」(National Association of Manufacturers,縮寫NAM)成立的製造研究所(Manufacturing Institute)於2021年調查報告顯示,美國約有75%的製造業者認為,5G將為供應鏈與工廠的運行帶來改變,並有高達91%的製造商認為,導入5G的速度將攸關企業未來在全球競爭。因此,將有56%企業預計於2021年底著手部署5G,期待為企業提升經營效率、節省成本。

為協助臺灣製造業打造智慧工廠,2019年5月我國推動「臺灣 5G 行動計畫」,以扶植國內 5G 網路建設、垂直應用服務開發,希望透過提供5G專網(Private Network),將無線通訊技術廣泛應用於工廠場域。

企業會選擇專網而非公開網路,其原因在於與傳統網路相比,5G專網更具有三大優勢。第一,5G專網獨立運作,整體表現不受公共網路狀況牽制;第二,少了外網干擾,可確保感測設備聯網的通訊品質,保障遠端操作機械、無人搬運車等物聯網應用時的可靠性;第三,專網與公共網路實體部份分離,避免組織機敏資料外流,提高資安保密等級。顯然5G專網建設對於企業客戶經營扮演舉足輕重的角色,可以協助客戶導入5G網路,解決既有實體網路佈線異動彈性低、Wi-Fi資安等級較不完善等問題。

觀察英、德、日等先進國家,為保持工業4.0的領先競爭力,亦提早為企業專網提供頻譜,降低企業成本,催生出5G專網工廠的垂直應用場域。如德國於2019年11月,由負責5G頻譜分配的「德國聯邦網路局」(Bundesnetzagentur, Federal Network Agency,縮寫BNetzA),開放3700-3800MHz頻段之區域性5G園區網路(Lokale 5G-Campus-Netze),供企業申請5G專網,率先成為全球第一個開放企業自建5G專用網路的工業大國。另「英國電信」(BT)於2020年宣布建構英國第一座工業4.0實況5G智慧工廠(Live 5G smart factory),配置「愛立信」(Ericsson)的5G專網設備,幫助「伍斯特博世」(Worcester Bosch)工廠提升2%的產量,均為良好範例。

日前臺灣啟動全球首座5G毫米波(mmWave)企業專網智慧工廠,由經濟部技術處新世代通訊技術推進辦公室召集「日月光」、「中華電信」、「高通」三強聯手打造,5G mmWave企業專網智慧工廠將自動化、高異質性機器設備整合、高異質性微系統封裝整合等三大應用,導入日月光集團高雄廠的生產線,是首座導入「臺廠」基地臺的5G企業專網,內容包含「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」等,成為臺灣應用5G於智慧製造的最佳示範場域,為臺灣製造5G智慧工廠輸出海外打天下的第一哩路。

雖然5G專網垂直應用發展前景持續看好,但仍有許多挑戰尚待克服,其中成本考量尤其受到關注。舉例而言,5G 的企業專網將建置許多新的設備,而這些設備的投資成本能否創造對等的報酬價值,是企業考慮是否導入的重點之一。畢竟自建5G企業專網成本不低,除了考慮網路建設、系統及終端採購成本之外,後續還有維護成本,皆是企業評估建置專網的關鍵考量因素。

此外,許多企業仍對網路安全及雲端運用,抱持著保守與觀望的態度。隨著5G落地智慧工廠蓬勃發展,環境處於愈是開放、萬物皆互聯的情境下,工廠網路安全愈容易出現破口。2021年「趨勢科技」曾發表調查報告指出,61%的製造業者,其智慧工廠皆曾經歷過網路資安事件,此外,報告亦顯示5G企業專網資安威脅,其最大的問題在於電信營運商、系統整合商、企業本身,對5G專網資安對策仍多停留在資訊網路(IT)思維,對於資訊及通訊科技(ICT)混合應用的資安防護意識,仍停留在外網的防堵而非整體端到端安全的策略規劃制定,因此出現被駭客利用滲透的機會。

綜上所知,新型態的智慧工廠將透過5G專網高效率的通訊網路,淬鍊出製造系統智慧化之效益,使得製造業領域未來的應用能更具優勢。政府應與企業聯手協助有意投入5G製造領域的企業,解決5G建置成本、培養適當的資安人才及協助企業導入5G應用服務,以推動我國產業打造智慧工廠,加速邁向智慧製造的新階段。

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