5G技术场景支撑智能制造

5G技术作为新一代移动通信技术,满足了传统制造企业对无线网络智能制造转型的应用需求,能够满足工业环境下设备互联和远程交互应用的需求。 5G技术在物联网、工业自动化控制、物流追踪、工业AR、云端机器人等行业应用中起到支撑作用。

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、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的同时,也极大地刺激了5G技术的发展。

2. 工业自动化控制:这是制造工厂最基本的应用,核心是闭环控制系统。 5G可以提供极低时延、高可靠性和海量连接的网络,使闭环控制应用通过无线网络连接成为可能。

3.物流追踪:从仓储管理到物流配送,需要广覆盖、深度覆盖、低功耗、大连接、低成本的连接技术。此外,虚拟工厂的端到端集成跨越了产品的整个生命周期。要将已售出的分布广泛的产品连接起来,还需要一个低功耗、低成本、广覆盖的网络,以及企业内部或企业之间的横向融合,还有泛在网络的需求,而5G网络可以很好地满足这样的需求需要。

4.工业AR:在智能工厂生产过程中,人的作用更为重要。由于未来工厂的高度灵活性和多功能性,这对工厂车间的工人提出了更高的要求。为了快速满足新任务和生产活动的需求,增强现实AR将发挥关键作用。它可以用于智能制造过程中的以下场景:例如监控过程和生产过程。生产任务的分步指导,如手工装配工艺指导;远程专家业务支持,如远程维护。在这些应用中,辅助增强现实设施需要具有最大的灵活性和便携性,以便有效地进行维护工作。 5G

5. 云化机器人:在智能制造生产场景中,机器人需要具备自组织和协作的能力来满足柔性生产,这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,是实现云化机器人的关键。

总结:5G技术已成为支撑智能制造转型的关键使能技术5G技术场景支撑智能制造作为新一代移动通信技术(组图),可以连接分布广泛、分散的人、机器和设备,构建统一的互联网。 5G技术的发展可以帮助制造企业摆脱过去无线网络技术应用混乱的状态,对于推动工业互联网的落地和智能制造的深化转型具有积极意义。

智能制造的核心是智能工厂

信息革命正在加剧。机器、设备、人员和产品等制造要素不再是独立的个体。它们通过工业物联网紧密相连,实现更协调、更高效的制造系统。

当前制造业的转型可以看成是自动化的升级和信息技术的融合与推广。这不仅是自动化和机器换人,而且工厂可以实现自主决策,灵活生产多样化产品,能够快速应对更多的市场变化。

人工智能与制造系统的结合将是不可避免的。利用机器学习、模式识别、认知分析等算法模型,可以提高工厂控制和管理系统的能力,实现所谓的智能制造,让企业在今天的竞争中脱颖而出。激烈的环境获得更好的优势。

智能制造过程主要围绕智能工厂展开,人工智能在智能工厂中发挥着重要作用。物联网连接所有机器和设备,例如控制器、传感器和执行器的网络。然后,人工智能可以分析传感器上传的数据,这是智能制造的核心。

随着工业物联网的发展,网络和物理系统将紧密相连,即物联网将生产现场的处理器和传感器连接起来,使机器人可以进行通信和通信彼此。机器和人的工作将不再严格划分,未来的制造系统将是人与机器的融合。

数字孪生发挥着重要作用。智能制造的全过程具有数字孪生模型。该系统包含现实世界中的任何内容,例如应用程序或操作手册。

此外,智能制造系统中还有人机交互,即人与机器人的交互。还有使用人工智能来驱动和优化产品和流程。工厂需要做一些预测性维护或预测机器的能耗等。越来越多的这些功能可以在智能工厂中实现。

5G时代智能工厂的前景

2016-2018年,我国5G基础研发测试分为三个阶段。第一阶段为5G相关技术测试,第二阶段为5G技术方案验证,第三阶段为5G系统验证。

我国于2016年1月启动5G技术试验,为确保试验工作顺利开展,IMT-2020(5G)推进组计划在北京怀柔建设30个5G外场。 5G二期试验完成后,将于2017年底或2018年初启动第三期试验;预计2018年6月完成5G首个标准版,2019年9月完成完整版,预计2020年实现规模商用。

面对第三阶段试验,为了配合进一步丰富场景,我国未来计划在6个城市开展更多试验,包括5G技术与智慧城市核心规划相结合,助力智慧城市建设; 5G试点推动创新创新,充分利用5G技术在工业互联网和智能制造中的应用。

智能工厂是5G技术的重要应用场景之一。利用5G网络无缝连接生产设备,进一步打通设计、采购、仓储、物流等环节,使生产更加扁平化、定制化、智能化,构建面向未来的智能制造网络。在此,小编整理了行业对5G时代智能工厂的展望,让我们共同期待新时代的到来。

1、推动柔性制造,实现个性化生产

全球人口接近80亿,中产消费基数不断扩大,有望形成巨大市场,影响消费布局。具有客户需求和产品“信息”功能的系统成为硬件产品销售的新核心,个性化定制成为趋势。为了满足全球不同市场对产品多样化、个性化的需求,制造商需要更新现有的生产模式,基于柔性技术的生产模式已成为趋势。国际生产工厂研究协会的定义是:柔性制造系统是一种自动化制造系统,可以在最少的人工干预下生产任何范围的产品系列。系统的灵活性通常受到系统设计时考虑的产品系列的限制。 柔性生产的到来催生了对新技术的需求。

一方面,在企业工厂中,柔性生产对工业机器人的灵活机动性和差异化的业务处理能力提出了很高的要求。 5G利用自身无可比拟的独特优势,助力柔性生产规模化普及。 5G网络进厂后,在降低机器间线缆成本的同时,利用高可靠网络的持续覆盖,让机器人在运动过程中活动区域不受限制,按需到达各个位置,在各种场景下进行搬运工作不中断,工作内容流畅切换。

5G 网络还可以实现具有差异化特征的各种业务需求。在大型工厂中,不同的生产场景对网络服务质量有不同的要求。高精度流程环节的关键是时延,关键任务需要保证网络可靠性和大流量数据的高速实时分析处理。 5G网络凭借端到端的切片技术,在同一个核心网内具有不同的服务质量,可以根据需要灵活调整。例如,将设备状态信息的上报设置为最高服务级别。

另一方面,5G可以构建一个完整的信息生态系统,将工厂内外的人与机器连接起来,最终让任何人和每件事物都能随时随地共享信息。在消费者要求个性化的产品和服务的同时,企业与消费者之间的关系将会发生变化。消费者将参与企业的生产过程。消费者可以通过跨地区的5G网络参与产品设计,实时查询产品。状态信息。

2、Factory 维修模式全面升级

大型企业的生产场景往往涉及跨工厂、跨区域的设备维护、远程问题定位等场景。 5G技术在这些领域的应用智能工厂标准,可以提高运维效率,降低成本。 5G带来的不仅仅是万物互联,更是万物之间的信息交互,让未来智能工厂的维护突破了工厂的边界。根据工厂维护工作的复杂程度,可根据实际情况由工业机器人或人与工业机器人协同完成。未来,工厂里的每一件物品都将是一个拥有唯一IP的终端,让生产过程中的原材料具备“信息”属性。原材料根据“信息”自动生产和维护。人类也变成了拥有自己IP的终端。人类和工业机器人进入整个生产链,以独特的IP与原材料、设备和产品进行交互。工业机器人在管理工厂的同时,远在千里之外的人也可以接收实时信息进行跟进和交互操作。

想象一下,在未来5G网络覆盖的智能工厂中,当一个物体发生故障时,故障会以最高优先级“零”延迟上报给工业机器人。正常情况下,工业机器人可以基于自学习经验库完成维修工作,无需人工干预。另一种情况是,工业机器人判断故障必须由人工修复。

此时,即使人们远在地球另一端,也可以通过简单的VR和远程触觉传感技术,远程控制工厂内的工业机器人到达故障现场进行维修。工业机器人在千里之外。实时同步模拟人的运动,此时的人仿佛在现场进行施工。

5G 技术使人类和工业机器人能够轻松处理更复杂的场景。例如,在多人协同抢修的情况下,即使来自几大洲的不同专家相隔千里,他们也可以利用VR和远程触觉传感设备第一时间在故障现场“聚首”。 5G网络的大流量可以满足VR中高清图像的海量数据交互需求,极低的时延让地球另一端的人可以将自己的动作无误地传递给工厂机器人传感网络,多人控制工厂。不同的机器人在接下来的维修行动中。同时,借助万物互联,人类和工业机器人、产品和原材料都直接连接到各种相关知识和经验数据库。在故障诊断时,人类和工业机器人可以参考大量的经验和专业知识来提高问题定位的准确性。花费。

3、工业机器人加入“管理”

未来智能工厂生产,涉及物流、进料、仓储等解决方案的判断和决策。 5G技术可以为智能工厂提供基于云的网络平台。精密传感技术作用于无数传感器,在极短的时间内报告信息状态。大量工业级数据通过5G网络采集,海量数据库开始形成,工业机器人结合云计算的超算能力进行自主学习。并准确判断,给出最佳解决方案。在某些特定场景下,借助5G下的D2D(Device-to-Device,意为:设备到设备)技术,对象之间可以直接进行通信,进一步降低了服务的端到端延迟并实现网络负载的卸载。同时,反应更加敏捷。每个生产环节的时间变短,解决方案更快更好,生产制造效率大大提高。

我们可以想象,未来10年,5G网络将覆盖工厂的每一个角落。 5G技术控制的工业机器人已经从玻璃柜移动到玻璃柜外面,日夜在车间自由穿梭,进行设备检修、进料、质检或高难度生产动作。机器人通过信息计算和精确判断、生产协调和生产决策,成为中层和基层管理人员。这里只需要几个人来承担工厂的运行监控和高级管理。机器人成为人类的高级助手,代替人类完成人类难以完成的任务,人与机器人可以在工厂共存。

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、低能耗、简化部署,为未来智能工厂的发展奠定了坚实的基础。

首先,利用网络切片技术,保证网络资源按需分配,满足不同制造场景下的网络需求。不同的应用对时延、移动性、网络覆盖、连接密度和连接成本有不同的要求。 5G网络的灵活配置,尤其是对网络资源的合理快速分配和再分配,提出了更加严格的要求。

作为5G网络最重要的特性,基于多种新技术组合的端到端网络切片能力,可以灵活、动态地分配和释放所需的网络资源,满足整个网络的不同需求;服务管理提供的蓝图和输入参数创建网络切片以提供特定的网络特性。比如极低的时延、极高的可靠性、极大的带宽等,满足不同应用场景的网络需求。例如,在智能工厂原型中,为了满足工厂的关键事务处理需求,创建了一个关键事务切片,以提供低延迟、高可靠的网络。

在创建网络切片的过程中,需要对基础设施中的资源进行调度。包括接入资源、传输资源、云资源等。而且每个基础设施资源也有自己的管理功能。通过网络切片管理,根据客户的不同需求,为客户提供共享或隔离的基础设施资源。由于各种资源相互独立,网络切片管理也对不同资源进行协同管理。在智能工厂原型中,展示了采用多层次、模块化的管理模式,使整个网络切片的管理和协作更加通用、灵活和易于扩展。

除了关键业务切片,5G智能工厂还将打造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相同的基础设施,但互不干扰,保持各自服务的独立性。

其次,5G 可以优化网络连接并采取本地流量卸载来满足低延迟要求。每个切片针对业务需求的优化不仅体现在不同的网络功能特性上,还体现在灵活的部署方案上。切片内部网络功能模块的部署非常灵活,可以根据业务需求部署在多个分布式数据中心。原型中的关键事务切片是为了保证事务处理的实时性,需要高延迟。用户数据平面功能模块部署在靠近最终用户的本地数据中心,以最大限度地减少延迟并确保生产的实时控制。和回应。

此外,利用分布式云计算技术,在本地数据中心或集中式数据中心灵活部署基于NFV(网络功能虚拟化)技术的工业应用和关键网络功能。 5G网络的高带宽、低时延特性,通过迁移到云端,极大提升了智能处理能力,为智能水平的提升铺平了道路。

随着5G网络的接入,智能工厂已经成为各种智能技术的应用平台。除了上述四类技术的应用外,未来智能工厂有望与多项先进技术相结合,实现资源利用率、生产效率和经济效益的最大化。例如,借助5G高速网络,收集关键设备制造、生产过程、能源供应等环节的能效相关数据,利用能源管理系统对能效相关数据进行管理和分析,发现能效波动和异常及时,这是保证正常生产的前提下,相应地调整生产过程、设备、能源供应和人员,以提高生产过程的能源效率;使用ERP(Enterprise Resource Planning,意思是:企业资源规划)进行原材料库存管理,包括各种原材料和耗材的商数信息。客户下单时,ERP自动计算所需原材料,并根据供应商信息实时计算原材料采购时间,确保在满足交货期的同时,库存成本最低甚至为零。

因此,5G时代的智能工厂将大大改善劳动条件,减少对生产线的人工干预智能工厂标准,提高生产过程的可控性。最重要的是利用信息技术打通企业的所有流程,实现从设计、生产到销售的各个环节互联互通,并在此基础上实现资源的整合和优化,从而进一步提高生产效率。和企业的产品质量。

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