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5G給智慧工廠帶來的效用

2019-12-23 17:04 性質:轉載 作者:圖靈智能制造 來源:圖靈智能制造
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5G5G網絡是最新一代蜂窩移動通信技術。其性能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。其主要優勢在于,數據傳輸速率遠高于以前的蜂窩網絡,最高可達10Gbi...

5G

5G網絡是最新一代蜂窩移動通信技術。其性能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。其主要優勢在于,數據傳輸速率遠高于以前的蜂窩網絡,最高可達10Gbit/s,比4G快100倍。

智慧工廠

智能工廠是5G技術的重要應用場景之一。利用5G網絡將生產設備無縫連接,并進一步打通設計、采購、倉儲、物流等環節,使生產更加扁平化、定制化、智能化,從而構造一個面向未來的智能制造網絡。在此,整理了業界對5G時代智能工廠的前景展望,讓我們一同期待新時代的到來。

國際生產工廠研究協會的定義為:柔性制造系統是一個自動化的生產制造系統,在最少人的干預下,能夠生產任何范圍的產品族,系統的柔性通常受到系統設計時所考慮的產品族的限制。柔性生產的到來,催生了對新技術的需求。

一方面,在企業工廠內,柔性生產對工業機器人的靈活移動性和差異化業務處理能力有很高要求。5G利用其自身無可比擬的獨特優勢,助力柔性化生產的大規模普及。5G網絡進入工廠,在減少機器與機器之間線纜成本的同時,利用高可靠性網絡的連續覆蓋,使機器人在移動過程中活動區域不受限,按需到達各個地點,在各種場景中進行不間斷工作以及工作內容的平滑切換。

5G網絡也可使能各種具有差異化特征的業務需求。大型工廠中,不同生產場景對網絡的服務質量要求不同。精度要求高的工序環節關鍵在于時延,關鍵性任務需要保證網絡可靠性、大流量數據即時分析和處理的高速率。5G網絡以其端到端的切片技術,同一個核心網中具有不同的服務質量,按需靈活調整。如設備狀態信息的上報被設為最高的業務等級等。

另一方面,5G可構建連接工廠內外的人和機器為中心的全方位信息生態系統,最終使任何人和物在任何時間、任何地點都能實現彼此信息共享。消費者在要求個性化商品和服務的同時,企業和消費者的關系發生變化,消費者將參與到企業的生產過程中,消費者可以跨地域通過5G網絡,參與產品的設計,并實時查詢產品狀態信息。

大型企業的生產場景中,經常涉及到跨工廠、跨地域設備維護,遠程問題定位等場景。5G技術在這些方面的應用,可以提升運行,維護效率,降低成本。5G帶來的不僅是萬物互聯,還有萬物信息交互,使得未來智能工廠的維護工作突破工廠邊界。工廠維護工作按照復雜程度,可根據實際情況由工業機器人或者人與工業機器人協作完成。在未來,工廠中每個物體都是一個有唯一IP的終端,使生產環節的原材料都具有“信息”屬性。原材料會根據“信息”自動生產和維護。人也變成了具有自己IP的終端,人和工業機器人進入整個生產環節中,和帶有唯一IP的原料、設備、產品進行信息交互。工業機器人在管理工廠的同時,人在千里之外也可以第一時間接收到實時信息跟進,并進行交互操作。

設想在未來有5G網絡覆蓋的一家智能工廠里,當某一物體故障發生時,故障被以最高優先級“零”時延上報到工業機器人。一般情況下,工業機器人可以根據自主學習的經驗數據庫在不經過人的干涉下完成修復工作。另一種情況,由工業機器人判斷該故障必須由人來進行操作修復。

此時,人即使遠在地球的另一端,也可通過一臺簡單的VR和遠程觸覺感知技術的設備,遠程控制工廠內的工業機器人到達故障現場進行修復,工業機器人在萬里之外實時同步模擬人的動作,人在此時如同親臨現場進行施工。

5G技術使得人和工業機器人在處理更復雜場景時也能游刃有余。如在需要多人協作修復的情況下,即使相隔了幾大洲的不同專家也可以各自通過VR和遠程觸覺感知設備,第一時間“聚集”在故障現場。5G網絡的大流量能夠滿足VR中高清圖像的海量數據交互要求,極低時延使得觸覺感知網絡中,人在地球另一端也能把自己的動作無誤差地傳遞給工廠機器人,多人控制工廠中不同機器人進行下一步修復動作。同時,借助萬物互聯,人和工業機器人、產品和原料全都被直接連接到各類相關的知識和經驗數據庫,在故障診斷時,人和工業機器人可參考海量的經驗和專業知識,提高問題定位精準度。

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