? 客户案例-5G技术下的智能制造的核心是智能工厂

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                5G技术下的智能制造的核心是智能工厂

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                分享:
                2018-10-24 14:48:26

                一、5G技术场景支撑智能制造

                作为新一代移动通信技术,5G技术切合了传统制造企业智能制造转型对无线▼网络的应用需求,能满足工业环境下设备互联和远程交互应用需求。在物联网、工业自动化控制、物流追踪、工业AR、云♂化机器人等工业应用领域,5G技术起着支撑作用。

                1. 物联网:随着工厂智能化转型的推进,物联←网作为连接人、机器和设备的关键支撑技术正受到企业的高度关注。这种需求在推动物联网应用落地的同时,也极大↑的刺激了5G技术〓的发展。

                2. 工业自动化控制:这是制造工厂中最基础的現在實在是忍無可忍应用,核心是闭环控制系统。5G可提供极低时延长、高可靠,海◣量连接的网络,使得闭环控制应用通过无¤线网络连接成为◇可能。

                3. 物流追踪:从仓库管理到物流配送均¤需要广覆盖、深覆盖、低功耗、大连接、低成本的连接技术。此外,虚拟工厂的端到端整合跨越产品的整个生命周⌒ 期,要连接分布广泛的已售出的商品,也需要低功∑耗、低▓成本和广覆盖的网络,企业内部或企业之间的横╳向集成也需要无所不在的网络,5G网络能很好的满足这类需求↑。

                4. 工业AR:在智能工厂生产■过程中,人发挥更也好重要的作用。由于未来工厂√具有高度的灵活性和多功能性,这对工厂车间工作人员有更高的要求。为快速满足新任务和生产活动的需求,增强现实AR将发挥①很关键作用,在智能制造过程中可用于如下场景:如:监控流程和生产流程。生※产任务分步指引,例如手动装配过♂程指导;远程专家≡业务支撑,例如远程维护。在这些◥应用中,辅助AR设施需要最大程度具备灵活性和轻便性,以便维护工作高效开展。

                5. 云化机器人:在智能制造生∏产场景中,需♂要机器人有自组织和协同的能力来满足柔性生产,这就带来了机器人对云化的需求■。5G网络是云化机器人理想的通信网络,是使能云化机器人的关键。

                总结:5G技术已经成为支撑智能制造转型的关键使能技术,能将分布∞广泛、零散的人、机器和设备全部连接起来,构建统一的互〗联网络。5G技术的发展可以帮助制造企业摆脱▂以往无线网络技术较为混乱的应用状态,这对于推动工业互联↑网的实施以及智能制造的深化转型有着积极的意义。

                二、智能制造的核心是智能工厂

                信息化革命愈】演愈烈,机器设备、人和产品等制造元素不再是独立的个体,它们通过工业物联网♀紧密联系在一起,实现更协调和高效的制造系统。

                当前制造业的转型可】以看作是自动化升级和信息技术的融合提升,这不仅仅是自动化和机器换人,而且工厂」能实现自主化决策,灵活生产出多样化的产品,并能快速○应对更多的市场变化。

                人工智能和制造系统的结合将是←必然的,利用机器学习、模式识别、认知分析等算法模型,可以提升工厂控制管理系统的能力,实现所谓的智@ 能制造,才能使企业⊙在今天竞争激烈的环境获得更好的优势。

                智能制造过程主要围绕着智能︽工厂展开,而人工智能在智能工厂中发挥着重要的作用。物联网将■所有的机器设备连接在一起,例如控制器〗、传感器、执行♀器的联网,然后,AI就可以分〗析传感器上传的数据,这就是智能制造的核╲心。

                随着工业物联网的应用发展,网络和实体系他現在還真沒多大统将紧密联系在一起,也就是物联网将生产现场的处理器、传感器连接起□来,使得机器人之间可以进行通信,可以互相沟々通,而机器和人的工作将不再会严格分工,未来制造︻系统把人和机器融合在一起。

                数字双胞胎是重要的角@ 色,智能制造的整个流程都有一个数字孪生模型,系统里包括了现实世界的任何东西,可以是应用或者操作指南手册等。

                此外,智能制造系统里还有人机交互,即人和机器人之■间的互动。还有用人工智能驱动、优化产品和流程◣等。工厂需要做一些预测性维护或者是预测机器的能耗等等,越来越多的这些功能都可以在智攻擊怎么這么恐怖能工厂里◣实现。

                三、5G时代智能工厂前景展望

                从2016年到2018年,我国的5G基础研发测试№分为三个阶段。第一阶段是5G关联技术试验,第二阶段是5G技术方案≡验证,第三↓阶段是5G的№系统验证。

                我国于2016年1月启动了5G技术试验,为保证实验工作的顺利开展,IMT-2020(5G)推进组在北京怀¤柔规划建设了30个站的5G外场。在5G第二阶段试验完成之后,第三阶段▲试验将于2017年年底或2018年年初启动;预计5G第一个标准版本将于2018年6月完成,完整版本或将于2019年9月完成,并有望在2020年实现大》规模商用。

                在今年6月举办的2018上海『世界移动大会上,中国联通、中国移动和中国电信三大运营→商亮出了☉时间表:计划到2020年,实现5G网络正式商①用。可以预见,5G技术场景支撑下,中国制造业向智能制造转型升级步伐将加快,智能工厂将很快成为中国制造的标配。又可以预⌒ 见,无数智能工厂自动化生↑产模式下,在低中★高领域,中国商品的全球竞争力那也是▓其他国家无★法比拟。

                1. 助▓推柔性制造,实现个性化生♀产

                为了满足全球各地不同市场对产品的多样化、个性化需求,生产企业我内部需要更新现有的生产模式,基于柔性技术的生产模式▼成为趋势。

                一方面,在企业『工厂内,柔性生产对工业机器人的▽灵活移动性和差异化业务处理能力♀有很高要求。5G利用其〖自身无可比拟的独特优势,助力柔性化生产的大规模↘普及。5G网络进入工風雷之眼頓時顯現厂,在减少机器与机器之间线缆成本的同时,利用高可靠◤性网络的连续覆盖,使机器人在移动过程中活动区域不受限,按需到达㊣各个地点,在各种场景中进行不间断工作以及工作内容的平滑〓切换。

                5G网络也可使能各♀种具有差异化特征的【业务需求。大型工厂中,不同生产场景对网络的服务质量要求不同。精度要求高的工序环节关键你們是那小子在于时延,关键□性任务需要保证网络可靠性、大流量数据即时分析和处理的高速率。5G网络∮以其端到端的切片技术,同一个核心网中具有不同的服务质量,按需灵◢活调整。如设备状态信息的上报被设为最高的业务等级等ぷ。

                另一方面,5G可构建连接工厂内外的人和机器为中心的全方位信息生态系统,最终使任何人和物在任何时间、任何地点都能实现彼此信息共享。消费者在要求个性化商品和服务的同时,企业 嗡和消费者的关系发生变化,消∮费者将参与到企业的生产过程中,消费者可以跨地域通过5G网络,参与产品的设计。

                2. 工厂维护模式全∩面升级

                大型企业的生产场景中,经常涉及到跨工厂∩、跨地域设备维护,远程问题定位等场景。5G技术在这些方面的应用,可以提升运行、维护效率,降低成本。5G带来的不仅是◤万物互联,还有万物信息交互,使得未来智↓能工厂的维护工作突破工厂边界。工厂维护№工作按照复杂程度,可根据实际情况由工业机器人或者人与工业机器人协☆作完成。

                在未来,工厂中每个物体都是一个有唯一IP的终端,使生产环节如果真要去深海的原材料都具有“信息”属性。原材料会根据“信息”自动生产和╲维护。人也变成◣了具有自己IP的终端,人和工业机器人进入整个生产环节中,和带有◆唯一IP的原料、设备、产品进行信息交互①→。工业机器』人在管理工厂的同时,人在千里之外也可以第一时间接收到实时信息跟进,并进︻行交互操作。

                设想在未来有5G网络覆盖的一家智能工厂⌒ 里,当某一物体故→障发生时,故障被以最高优先级“零”时延上报∑到工业机器人。一般情况下,工业机器人可以根据自主学习的经验数据库在不经过人的干涉下完成修复工作。另一种情况,由工业机器人求金牌判断该故障必须由人来进行操作修复。

                此时,人即使远在地球的另一√端,也可通过一台简单的VR和远程触觉感知技术的设▽备,远程控制工厂内的工◎业机器人到达故障现场进行修复,工不是嗎业机器人在万里之外实时同步模拟人的动原因作,人在此时如同亲临现场进行施工龍艾又不是像族長那樣是金屬性。

                5G技术使得︾人和工业机器人在处理更复杂场景时也能游刃有余。如在需要多人协作修复的情况下,即使相隔了几大洲的不同专家也可以各自通∑过VR和远程触觉感知设备,第一时间“聚集”在故障嗡现场。5G网络的大流量能够满足VR中高清图像的海量数据交互要求,极低时延使得触觉感知网络中,人在地球另一端也能把自己的动¤作无误差地传递给工厂机器人,多人控制々工厂中不同机器人进行下一步修复动作。同时,借助万物藍色晶鉆般互联,人和工业机器人、产品和原料全都被直接连接到各类相关的知识和经验数据库,在故障诊ξ 断时,人和工业机器人可参考海量的经验和专业知识,提高问题定 是嗎位精准度。

                3. 工业机器人加入“管理层”

                在未来智能工厂生产的环节中涉及到物流、上料、仓储等方案↓判断和决策,5G技术能够为智能工厂提供全云化网络平台。精密传感技术作用于不计其数∩的传感器,在极短◥时间内进行信息状态上报,大量工业级数据通●过5G网络收集起来,庞大的数据库开始形成,工业机器人结合云计算的超级计算能力进行自主学习和精确≡判断,给出最佳解决方案。

                在一些特№定场景下,借助5G下的D2D(Device-to-Device,意为:设备到设◥备)技术,物体与物体▲之间直接通信,进一步降低了业务端到端的时延,在网络负荷实现分流的☆同时,反应更为敏捷。生产制造各环节的时间变得更短,解决【方案更快更优,生产制造效率得以大幅度提高。

                我们可以想象未来10年内,5G网络覆盖到工厂各个》角落。5G技术控制的工业机器人,已经从→玻璃柜里走到了玻璃柜外,不分日夜地在车间中自由穿梭,进行设备的巡检和修在遠處理,送料、质检或者高难度的生产动作。机器人成为中、基层管理人员,通过信息计︼算和精确判断,进行↓生产协调和生产决策。这里只需要少数人承担工厂的运行监测和高级管理工作。机器人成为人的高级助手,替代人完成人难以完成的工作,人和机器人在工厂中得〖以共生。

                4. 按需分配资源

                5G网络通过网络切片提供适用于各种制造场景的解决方案,实现▽实时高效和低能耗,并简化部署,为智能工厂的未来发展奠定坚实基础。

                首先,利用网络切片技术靈魂受創保证按需分配网络资源,以满足不同制造场景下对网络的要求。不同应用对时延、移动性、网络覆盖、连接密度和连∑ 接成本有不同需求,对5G网络的灵活配置尤其是对网络资源的合理快速分配及再分配◥提出了更严苛的要求。

                作为5G网络最重要的特性,基于多种新技术组合的端到端的网络切片能力,可以将所需的⊙网络资源灵活动态地在全网中面向不同的需求『进行分配及能力释放;根据服务管理提供的蓝图和输入参数,创建网络△切片,使其提供特∮定的网络特性。比如极低的时延、极高的可靠性、极大法訣有所相像的带宽等,以满足不同应用场景对网络的要求。例ㄨ如在智能工厂原型中,为满足工厂内▂的关键事务处理要求,创ㄨ建了关键事务切片,以提供低时︾延,高可靠的网一個狂風漩渦络。

                在创建网络切片的过程中,需要调度基础设施中的资源。包括接入♀资源、传输资源和云资源等。而各个基础设施资源也都有各自♂的管理功能。通过网◥络切片管理,根々据客户不同的需求,为客户提供共Ψ享的或者隔离的基础设施资源。由◥于各种资源的相互独立性,网络切片管理也在不同资源之间进行协同管理。在智能工厂原型中,展示了㊣ 采用多层级的、模块化的管理ぷ模式,使整个网络切片的管理ぷ和协同更加通用、更加灵活并且易于扩展。

                除了关键事务切片,5G智能工厂还▓将额外创建移动宽带切片和大连接切片。不同切片在网络切片管理系统的调度下,共享同一基▓础设施,但又互不干扰,保持各自业务的独立性。

                其次,5G能够优化网络连接,采取本地流量分流,以满足低延迟〒的要求。每个切片针对业务需求的优化,不仅但就是沒有發現這定風珠有什么奇特体现在网络功能特性的不同,还体现在灵活的部署方案上。切片内部的网络功能模块部署非常灵活,可按照业务需求分别︼部署在多个分布式数据中心。原型中的关键事务切片为保证事务处理的实时性,对时延要求很高,将用户数据面功能模块部署在靠近终端用户的本地数据中心,尽可能地降低时■延,保证对生产的实时控制和响应。

                5G时代的智能工厂将大幅改善劳动■条件,减少生产线人工干预,提高生产过程所以就改修劍仙了可控性,最重要的是借助于信息化技术打通企业的各个流程,实现◆从设计、生产到销售各个环节的互联互通,并在此基∴础上实现资源的整合优化,从而进一步提高企业的生产效率◢和产品质量。


                标签: 5G 智能制造 智能工厂 

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