体验产业烟火——谈5G/数字基建

2020-06-30 数字化企业

导 读 ( 文/ 中国工程院院士 李培根 )

在现实世界中的无奈,在虚拟世界中的彷徨,在虚拟和现实世界中不知如何来回切换……不妨就站在虚拟和现实世界的交汇点——人的体验来谈5G!

飞来山上千寻塔,闻说鸡鸣见日升。不畏浮云遮望眼,只缘身在最高层。(王安石,《登飞来峰》)

一位从事ICT技术的资深人士曾解说5G/数字基建,谈到波长、频率、带宽、云化……最后也通俗形象地说到,5G就是4G的一百倍:比4G的通讯能力提高一百倍,比4G的用户承载能力提高一百倍,比4G的延迟降低一百倍;比4G的安全性提高一百倍。

一制造业人士感言,时而觉得徜徉在云端,时而沉醉如雾里;从4K/8K超高清视频、VR/AR、机器人、无人机/车/船……到5G、数字孪生、大数据、物联网、区块链、人工智能……及至沉落到现实世界里,依然眼前一片模糊,心里一片空白。在现实世界中的无奈,在虚拟世界中的彷徨,在虚拟和现实世界中不知如何来回切换……

其实,不妨就站在虚拟和现实世界的交汇点:人的体验。

 01 5G给行业带来美好体验

已有一些数字化技术给制造业带来美好的体验,如虚拟现实、虚拟调试、大批量个性化定制等,本文仅关注5G相关应用。5G也开始给行业带来特别的体验。

游客在奇幻光影森林的沉浸式视觉与互动体验;一个港口作业操控员同时看护多台轮胎吊,他能体验到工作环境大大改善;港口企业则降低了人力资源成本,有助于解决招工难问题。振华重工曾尝试采用Wi-Fi、4G来建设港口的通信基础设施,但因无法同时满足大带宽、低时延、广覆盖、移动性的诉求,最终选择了5G……【1】

5G在制造业中有很多应用场景,如AR装配指导、AI质检、设备智能监控和远程运维、机器人巡检、机器人协作、物流装备智能化管控、远程操控等。已有企业已经开始体验。

5G让很多行业体验成为可能……

02 体验5GDN

5G确定性网络(5GDN:5G Deterministic Networking),是指利用5G网络资源打造可预期、可规划、可验证,有确定性能力的移动专网,提供差异化的业务体验。

华为、中国信通院和中国移动等机构组成的确定性网络产业联盟综合10多个行业100+应用场景的解析和实践,将行业数字化对5G网络的诉求可收敛为3个维度,即能力可编排的差异化(Differentiated)网络,数据安全有保障的专属(Dedicated)网络,以及自主管理、可自助服务的DIY网络。5GDN 所能够提供的差异化程度越高、越灵活,5G 网络就能够被应用于更多的潜在市场;5GDN可达到的SLA(Service-Level Agreement,服务等级协议) 确定性高,则可以进入更高端、潜在收入空间更大的细分市场(如工业自动化)。【1】

海尔依托卡奥斯COSMOPlat工业互联网平台结合5G确定性网络提供的高带宽、低时延、专属安全网络、灵活运维管理等特性,助力实现“以用户体验为中心”的大规模定制模式,致力于满足用户美好生活的体验。下面是汇萃智能与华为合作,将5G+机器视觉应用于海尔的实例。

2019年初,杭州汇萃智能科技有限公司与海尔智能制造研究院、华为云核心网5G产业发展部门合作,开始研发5G+机器视觉在海尔特冰工厂的落地应用,目标是检测冰箱外观、门缝,进行OCR (Optical Character Recognition,光学字符识别)识别等。其主要技术为5G无线传输+MEC (Multi-access Edge Computing)机器视觉应用,实现“云管端”,赋能5G技术在工业生产应用,“云”指MEC服务器,“管”指5G专网,“端”指自动化设备。此应用中需要长距离传输,云和端可以距离很远,比如处理在青岛市A10机房,图像采集现场在黄岛特冰工厂。在工厂部署云化机器视觉检测平台,需要算法服务器、检测数据管理平台、云化版机器视觉算法库及应用软件等。机器视觉软件云化主要依托于MEC服务器,搭建虚拟环境,并配置足够的硬件资源,如GPU、CPU内存和硬盘等。将机器视觉应用需要的算法库、运行库、特殊的相机SDK驱动、加密版视觉软件部署至该虚拟机,即可完成单台部署。云化机器视觉依靠5G的高速率特性,满足海量数据采集的要求,可以在短时间内跨多生产线、多工厂,将数据汇聚到边缘云侧,完成深度学习和自优化,实现冰箱自动化检测。

机器视觉软件云化给企业带来很好的体验,可实现多个生产工位检测由同一台服务硬件搭载单个或者多个虚拟机实现,每台检测设备不再需要1台工控机,可以节省线材成本、布线费用和维护费用。其应用效果明显,效率提升70%,维护成本降低65%,质量提升10%,投资降低50%。

确定性网络产业联盟提出的5GDN从行业的体验和需求出发,正是基于不同行业、不同企业的千差万别。5GDN不仅有助于5G落地制造业和其它行业,而且有利于企业通过应用5G、工业互联网以及其它数字-智能技术而实现转型升级。

5GDN恰恰是确定性网络产业联盟深刻体验和洞察各行各业特定需求、体验产业烟火的结果。

5GDN能让产业遨游于云端,又能让ICT业者遍食众多产业之烟火。

03 让体验促进5G/数字基建

5G和数字基建可以给老百姓、给很多企业带来新体验。但数字基建的建设者一定要以提升用户体验来促进5G/数字基建。

① 行业体验

“日本社会5.0”中勾画的日本数字社会的若干情景,即在百姓烟火之中。其实既是老百姓的新体验,又是不同行业的体验【2】:

无人机送货。在偏僻地区有些孤寡老人可能遭到社会的抛弃。针对这种情况,通过无人机送货,可以给偏僻地带、交通不便的人们提供最为便捷的送货服务。——这是物流行业为偏僻地区老百姓提供的体验。

AI家电普及。回家前使用智能手机下达指令,到家后,饭菜、浴缸热水均备好。电冰箱缺什么?剩多少?过期否?冰箱门上可显示。口述指令,电冰箱会直接下单给送货公司,做到“缺什么补什么”。——这是家电行业为城市中产人士提供的日常生活体验。

智能医疗与介护。利用高智能的护理机器人,让病瘫者能生活自理,解除老年人或病人寂寞。通过远距离监护,掌握老人健康、精神状况,测量血压,通过智能化坐便器测血糖值、尿酸值等,从粪便与尿液中检查有否癌症等。——这是医疗行业为老年人、病人提供的健康体验。

全自动驾驶。将交通事故消灭为零,通过网约车系统,打造“共享汽车”社会。全自动驾驶巴士24小时服务。即使在偏僻乡村,无人驾驶巴士可提供最便捷与不间断服务。孩子上学,老人外出,无人驾驶巴士将成为人们生活伙伴。——这是汽车行业为老百姓提供的出行体验。

上述体验的实现,需要工业互联网平台、5G等数字基础设施。我国已经有一些企业意识到满足用户体验的重要性,前述海尔即是。

5G可以已经为一些行业带来更好的体验,但体验场景还有待进一步挖掘。

可以预见,在机械制造业中,未来移动机器人的应用会越来越普遍。移动机器人不仅可以承担车间中物料搬运、机床的上下料等简单工作,甚至可以处理一些更精细的、技术性操作。一台移动机器人可以看管多台机床,一个车间将有多台移动机器人。多机器人协同作业,需要通过机器人内部和外部的智能感知,需要通过网络传输采集的信号,及时判断做出控制决策,并及时向机器人发出控制指令,保证多机器人安全、高效地协同完成任务。

更进一步,未来云化机器人的应用场景也会越来越多,如工地、某些危险或恶劣的环境等。云化机器人的大脑在云端,现实场景中的机器人只是躯壳。云化机器人更需要对环境的感知判断、各种数据(包括非结构化)的及时传输和分析、机器人之间的协同作业。对不同场景应用的云化机器人之要求也不一样,这正是5G极佳的应用场合。

② 专业体验

数字化和智能化的企业中,很多智能软件或产品是供专业人员使用的。这种智能软件或产品当然应该基于专业人员的体验。

很多软硬件产品的设计中都强调要统一考虑“人—机器—环境”系统总体性能的优化,也就是说要使机器的设计符合人的生理、心理特点,有利于人安全、高效、舒适地工作。有一些专门的学术方法支撑类似的考虑,如人类工效学(Ergonomics)和人因工程学(Human Factors Engineering)等。这些都和人的体验相关。但这些方法还不能完全覆盖专业人员体验问题,因为专业人员对某一专业领域问题的体验涉及到其对专业内在问题的洞察。因此,

一个好的产品带来的专业体验不仅是环境舒适、操作方便之类的感觉,更重要的是使之对专业问题有更深的洞察。

例如设备的维修,一个维修人员的水平很大程度上取决于其经验的积累。目前,带有AR的智能系统逐步进入工业应用,但大部分解决方案只是简单地利用AR提高效率,只有极少数有意识地进行关于员工的大数据采集和专业经验沉淀。智能维修系统通过AR可对获得的工业大数据进行采集、过滤、沉淀、清洗等一系列处理操作,或从云端服务器获取分析处理结果——进行经验的沉淀及流程的优化,同时也帮助维修人员凝练维修知识与经验。这样的AR应用打通了人和机器的物理隔离,走完了大数据采集和输出的最后一米,能够客观地采集到工作中人的大数据【3】。

需要注意的是,这里的“体验”水平不仅体现在AR带来的直观、快速定位、提高效率等,更重要的是实现维修经验的沉淀。或许有人问,人类专家不是一样可以沉淀维修经验吗?不同之处在于智能系统具有更高的感知能力,对数据具有更精细的过滤、清洗能力,对数据中潜藏的知识具有更强的挖掘能力……这些都是人类专家之能力所不能及的。人类专家从这样的智能系统中获得对领域问题更深层次的认识与洞察,其专业体验自然也在更高的层次。

③ 尘世中的超现实体验

几千年前,我们的祖先就有关于月球的遥想,就有嫦娥奔月的故事。人们既有对广寒宫仙境的遐思,又不甘广寒宫的清冷幽静。嫦娥应悔偷灵药,碧海青天夜夜心。

要是能够遨游于太空,能以神仙的视角俯视我们生存的大地,又让我们在尘世中尽享超现实的体验,美哉!妙哉!

5G、VR能给娱乐游戏业超凡的体验!

世界上第一家虚拟现实太空旅游平台Space VR和NanoRacks两家公司共同规划发射卫星Overview 1。他们正在和马斯克合作,将使用SpaceX 的猎鹰9 号火箭搭载卫星上太空,通过卫星上的装置回传视频。Overview1 上装着的VR 相机拥有4K 分辨率,用户戴上三星Gear VR 或Oculus Rift 等VR 设备就可以看到其拍摄的地球全貌,还有整个宇宙空间。不仅如此,该VR 相机拍出来的照片还可以合成为超高分辨率的360°图像,让每个人都有机会去感受宇宙的无边无际。【4】这里,5G和云平台必不可少。

大量的此类超现实体验等待我们去想象和创造。

④ 人感体验

现在,越来越多的AI驱动解决方案——被称为“情感计算”或“情感AI”——正在重新定义体验技术的方式。如汽车里内置的摄像头、麦克风、传感器会监测驾驶者的面部表情、声音,通过计算机视觉、语音识别和深度学习等技术实时分析这些数据,基于AI的工具会温柔地与驾驶者交流。零售商有可能通过AI机器人进行用户细分,与客户关系管理(CRM)系统相结合以实现个性化的客户互动。作为新兴的人感体验平台趋势的一部分,未来将有更多的公司通过加大技术的投入,更好地理解人类,给出更恰当的回应。

回顾历史,计算机一直无法将事件与人类的情感或情感因素联系起来,但这种情况正因将“情商”(EQ)添加到技术的“智商”(IQ)中而发生改变。通过使用数据和人本设计(HCD,Human-Centered Design)技术,再结合目前用于神经学研究以更好地理解人类需求的技术,情感系统将可识别人的情绪状态及背后的情境,然后做出适当响应。对于企业发展而言、利用情感智能平台识别并大规模使用情感数据,将成为企业未来最大、最重要的机会之一。Deloitte Digital研究表明,专注于人感体验的公司在三年内收入增长的几率比同业公司高出两倍,而收入增速可以达到其他公司(不关注人感体验的)的17倍之多。【5】

人感体验当然对互联和交互环境以及智能提出更高的要求,如对人的面部表情的识别能力要更高,时延更低等等。尤其是未来随着这种应用情景越来越多,5G将成为必然的配置。

04 肥沃体验的土壤

5G、工业互联网、大数据、人工智能本来就是数字经济的基础设施,其重要性不言而喻。但是推进数字经济千万不要从ICT到ICT。前文已经提到,5G/数字基建能给行业带来新的体验,而体验则能促进数字基建的建设。很多人把数字基建看成数字经济的土壤,其实非也,数字基建不过是数字经济园地的工具、养料等。真正的土壤——人的体验。

稍微体察一下百姓之烟火、产业之烟火,不难发现,关于5G/数字基建相关的体验土壤依然是贫瘠的。如何肥沃体验的土壤?这才真正是数字经济和数字基建的关键所在。

什么样的体验土壤才是肥沃的?老百姓对一些已经存在的数字-智能技术的新成果有体验的浓厚兴趣;他们对尚未存在、但可能即将存在的新成果有一种期盼;部分年轻的大学生、技术工作者在畅想别人没有想到过的新体验——那是真正的体验创意。兴趣、期盼、畅想能肥沃体验的土壤!

业界人士在数字-智能技术的体验中悄悄地推动他们的企业进行数字化转型;他们渴望在虚拟空间中能更容易体验和洞察到物理世界(如设备、制造过程)的本质;其中更有少数人能够把他们自己想象的体验变成超世界的存在——即世界上原本不存在的东西。转型、洞察、想象能肥沃专业体验的土壤!

ICT企业不能只盯着建设5G基站之类的业务,数字经济以及5G离不开云环境、云平台,但仅有强大的云平台还不行,一定要有好的底层开发工具。要有五彩缤纷的应用,App不可或缺;涉及企业伙伴之间的技术合作以及数字平台之间的融合,API(应用程序接口)非常重要,它是企业面向合作伙伴提供微服务和数据的重要途径;还有些场合需要硬件加速器,如通用图形处理器(GPU)成为现代硬件加速技术的主力。App、API、硬件加速器等都能够肥沃体验的土壤。

令人高兴的是,华为早就致力于肥沃体验的土壤。华为在5G、云、人工智能等领域实力骄人,世所瞩目。早在2015年,华为首次发布了“沃土计划”,在过去的四年以来,已经发展了130多万开发者和14000多家ISV(Independent Software Vendors ,独立软件开发商)。在全球建立了21个OpenLab,还建立了华为云学院。他们还将继续投入15亿元升级沃土计划。【6】

在推进数字基建的过程中,越是热潮滚滚而来时候,越需要一份清醒。肥沃新体验的土壤才真正是5G/数字基建的关键所在。为此,需要全方位的努力:

政府对涉及民生的体验要加大投入;

政府的科技支持政策应该着力鼓励挖掘产业和专业体验相关的研发项目;

ICT行业应该和应用产业协同挖掘、创造体验;

投资商应该寻觅体验创意;

从体验入手更容易吸引民间投资,让民间投资带动政府科技支持;

在媒体上多有关于体验经济及案例的宣传;

边建设边体验,边体验边见效,应用产业更容易实现项目的财务平衡;

鼓励更多的公司推出类似华为“沃土计划”的项目。

勿忘产业之烟火,辛勤地肥沃、耕耘那广袤的体验土壤。在一片肥沃的体验土壤之上一定能生长出若干产业的参天大树,也能结出5G和其它数字-智能技术的丰硕果实。


关键词:5G;李培根;数字基建