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5G时代下智慧工厂发展展望

2019-11-09 15:58 性质:转载 作者:通信世界网 来源:控制工程网 阅读:12
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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...

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。

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:

制造工厂中最基础的应用,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。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,人发挥更重要的作用。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。

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。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。

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,实现更协调和高效的制造系统。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。此外,智能制造系统中的人机交互,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能工厂里实现。

5G时代智能工厂前景展望

智能工厂是5G技术的重要应用场景之一。利用5G网络将生产设备无缝连接,并进一步打通设计、采购、仓储、物流等环节,使生产更加扁平化、定制化、智能化,从而构造一个面向未来的智能制造网络。

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。柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族。柔性生产的到来,催生了对新技术的需求。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网络进入工厂,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。

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。

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,把自己的动作无误差地传递给工厂机器人。同时,借助万物互联,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。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。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。

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。利用网络切片技术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。通过网络切片管理,根据客户不同的需求,为客户提供共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、模块化的管理模式,使整个网络切片的管理和协同更加通用、更加灵活并且易于扩展。

因此,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。

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