5G+協(xié)同設(shè)計(jì)

隨著工業(yè)4.0的到來(lái)，復(fù)雜的制造系統(tǒng)在一定程度上加速了產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。未來(lái)制造業(yè)中，每個(gè)工廠(chǎng)是獨(dú)立運(yùn)作的模式，同時(shí)每個(gè)工廠(chǎng)的數(shù)據(jù)量和執(zhí)行速度的要求也越來(lái)越高。要求不同工廠(chǎng)之間能夠做到網(wǎng)絡(luò)協(xié)同，由計(jì)算機(jī)提供強(qiáng)大的建模和仿真環(huán)境，使產(chǎn)品的零部件從設(shè)計(jì)到工藝到生產(chǎn)及裝配過(guò)程各環(huán)節(jié)的內(nèi)容都在計(jì)算機(jī)上仿真實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行優(yōu)化或系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品研發(fā)的信息貫穿至各環(huán)節(jié)充分共享。

5G使網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)成為可能，制造商、供應(yīng)商、開(kāi)發(fā)商之間基于5G共建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)與研發(fā)、研發(fā)與生產(chǎn)、管理與通信的協(xié)同，從而形成一個(gè)完整的制造網(wǎng)絡(luò)，由多個(gè)制造企業(yè)或參與者組成，它們相互交換商品和信息，共同執(zhí)行業(yè)務(wù)流程。企業(yè)、價(jià)值鏈和產(chǎn)品生命周期這三個(gè)維度貫穿于各個(gè)價(jià)值鏈中的制造商與參與者之間。

5G+自動(dòng)控制

自動(dòng)控制是制造工廠(chǎng)中最基礎(chǔ)的應(yīng)用，核心是閉環(huán)控制系統(tǒng)。典型的閉環(huán)控制過(guò)程周期低至毫秒級(jí)別，同時(shí)對(duì)可靠性也有極高的要求。由于4 G的時(shí)延過(guò)長(zhǎng)，部分控制指令不能得到快速執(zhí)行，控制信息在數(shù)據(jù)傳送時(shí)易發(fā)生錯(cuò)誤，導(dǎo)致生產(chǎn)停機(jī)，造成巨大的財(cái)務(wù)損失。

5G能夠優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)連接，采取本地流量分流，可提供低時(shí)延、高可靠，海量連接的網(wǎng)絡(luò)，使得閉環(huán)控制應(yīng)用通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接成為可能。每個(gè)切片針對(duì)業(yè)務(wù)需求的優(yōu)化，不僅體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)功能特性的不同，還體現(xiàn)在靈活的部署方案上。切片內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)功能模塊部署非常靈活，可按照業(yè)務(wù)需求分別部署在多個(gè)分布式數(shù)據(jù)中心，盡可能地降低時(shí)延，保證對(duì)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)控制和響應(yīng)。

5G+柔性生產(chǎn)

傳統(tǒng)的柔性生產(chǎn)線(xiàn)，由于物理空間中的網(wǎng)絡(luò)部署限制，制造企業(yè)在進(jìn)行混線(xiàn)生產(chǎn)的過(guò)程中始終受到較大約束。

5G技術(shù)賦予機(jī)器人自我組織和協(xié)同的能力，提高機(jī)器的靈活性和差異化業(yè)務(wù)處理能力，降低硬件成本和功耗。同時(shí)，5G切片網(wǎng)絡(luò)也能為云化機(jī)器人應(yīng)用提供端到端定制化的網(wǎng)絡(luò)支撐，使機(jī)器人具備自我組織與協(xié)同能力。

未來(lái)，5G將在提高生產(chǎn)線(xiàn)的靈活部署能力和提供彈性化的網(wǎng)絡(luò)部署方式方面賦能柔性生產(chǎn)線(xiàn)。5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入工廠(chǎng)，生產(chǎn)線(xiàn)上的設(shè)備可與云端結(jié)合，擺脫纜線(xiàn)的束縛，進(jìn)行功能的快速更新和拓展，并且自由移動(dòng)和拆分組合，在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線(xiàn)的靈活改造。

5G+柔性生產(chǎn)已經(jīng)在廣州市昊志機(jī)電股份有限公司得到應(yīng)用，在5G進(jìn)入工廠(chǎng)之前，靠大面積 Wi-Fi維持信號(hào)。據(jù)機(jī)電總監(jiān)田勝介紹，“傳統(tǒng)4G監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)漠?huà)面不僅有卡頓、局部馬賽克的現(xiàn)象，而且極易受到其他無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的干擾，對(duì)生產(chǎn)要求苛刻的離散制造生產(chǎn)模式智慧工廠(chǎng)而言，不僅不允許而且潛藏安全隱患?！?G技術(shù)使用后，車(chē)間工人由原來(lái)70人減少至 11人，并最終到1-2 人，每年節(jié)省人力成本 700 多萬(wàn)元，整體生產(chǎn)效率提升 50% 左右。

5G+質(zhì)量檢測(cè)

現(xiàn)階段工業(yè)品的質(zhì)量檢測(cè)基于傳統(tǒng)人工檢測(cè)手段，稍微先進(jìn)一點(diǎn)的檢測(cè)方法是將待檢測(cè)產(chǎn)品與預(yù)定缺陷類(lèi)型庫(kù)進(jìn)行比較，上述方法的檢測(cè)精度和檢測(cè)效率均無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)階段高質(zhì)量生產(chǎn)的要求，缺乏一定的學(xué)習(xí)能力和檢測(cè)彈性，導(dǎo)致檢測(cè)精度和效率較低。而且由于計(jì)算能力較弱，4G的時(shí)延過(guò)高、帶寬較低，數(shù)據(jù)無(wú)法系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，處理都在線(xiàn)下進(jìn)行，耗費(fèi)極大的人力成本。

基于5G的智能檢測(cè)，通過(guò)大數(shù)據(jù)并發(fā)，能夠合理運(yùn)用處理大數(shù)據(jù)，建立專(zhuān)家系統(tǒng)，同時(shí)，基于數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)制作過(guò)程中物料缺陷檢測(cè)、探傷。生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)借助5G的高速運(yùn)算能力，識(shí)別異常數(shù)據(jù)，形成基于5G的故障診斷系統(tǒng)。攝像機(jī)可拍攝出要檢測(cè)的物料或產(chǎn)品，傳輸給信息系統(tǒng)，系統(tǒng)進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別后進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)比系統(tǒng)中的實(shí)物，判斷物料或產(chǎn)品是否合格。5G智能檢測(cè)不需要檢測(cè)人員自帶手持設(shè)備觀(guān)察波圖等，可直接通過(guò)分析數(shù)據(jù)的方式確定故障，極大降低檢測(cè)時(shí)間，提高了故障排除率。

據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，中國(guó)每天在產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行目視檢查的工人超過(guò)350萬(wàn)，但人工檢測(cè)準(zhǔn)確度不高。而5G可以用視頻來(lái)監(jiān)控產(chǎn)品的質(zhì)量，然后通過(guò)5G傳輸連到后臺(tái)進(jìn)行大數(shù)據(jù)、人工智能的分析。

華星光電與騰訊合作，對(duì)面板海量圖片進(jìn)行快速學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，建立高精度模型，實(shí)現(xiàn)機(jī)器自主質(zhì)檢，分類(lèi)識(shí)別準(zhǔn)確率88.9%，節(jié)省人力60%。清華大學(xué)與英業(yè)達(dá)集團(tuán)合作，利用機(jī)器視覺(jué)發(fā)現(xiàn)PCB板故障近14%，每年產(chǎn)生效益近億元。

商飛公司用8K高清攝像頭掃描飛機(jī)蒙皮鉚接質(zhì)量，通過(guò)5G寬帶快速連接企業(yè)的云平臺(tái)，顯著提升效率與檢測(cè)質(zhì)量。商飛還利用5G的低時(shí)延同步兩個(gè)攝像頭，將從兩側(cè)獲取的視頻合成飛機(jī)精確的3D視像。

5G+遠(yuǎn)程運(yùn)維

傳統(tǒng)車(chē)間在遠(yuǎn)程運(yùn)維時(shí)需要工程師來(lái)回奔波，耗時(shí)耗力。5G具有百萬(wàn)級(jí)別的可連接物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量，可使生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)突破工廠(chǎng)邊界，實(shí)現(xiàn)跨工廠(chǎng)、跨地域的遠(yuǎn)程故障診斷和維修。

浙江紹興精功科技機(jī)器人公司產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)海外，遠(yuǎn)程程序升級(jí)和排除故障需要工程人員出差完成，不僅成本高，而且響應(yīng)慢。有了5G加持，工程人員可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程升級(jí)，代替上門(mén)服務(wù)。預(yù)計(jì)每年節(jié)省運(yùn)維成本100萬(wàn)元以上，平均響應(yīng)時(shí)間提早30小時(shí)，設(shè)備調(diào)試周期下降3天/套。

5G+透明工廠(chǎng)

5G能夠?yàn)橹悄芄S(chǎng)提供全云化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)收集大量工業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)，工業(yè)機(jī)器人結(jié)合云計(jì)算的超級(jí)計(jì)算能力進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和精確判斷，給出最佳解決方案，實(shí)現(xiàn)可視化的全透明工廠(chǎng)。

“透明工廠(chǎng)的‘透明就在于可以通過(guò)5G技術(shù)建立工廠(chǎng)生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)快速交換橋梁，使數(shù)字孿生虛擬工廠(chǎng)與實(shí)際物理工廠(chǎng)保持實(shí)時(shí)同步，互相連接映射，虛擬工廠(chǎng)的仿真分析結(jié)果反向?qū)崟r(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)平臺(tái)及實(shí)際工廠(chǎng)，建立更深層次、更棒的數(shù)字孿生系統(tǒng)?！卑不找暩锌萍脊矩?fù)責(zé)人介紹。

視感科技團(tuán)隊(duì)牽頭參與的中國(guó)商飛集團(tuán)透明工廠(chǎng)建設(shè)方案，獲評(píng)2019年“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”試點(diǎn)示范項(xiàng)目。

5G+倉(cāng)儲(chǔ)物流

物流業(yè)作為服務(wù)業(yè)的一級(jí)階梯，肯定將作為引領(lǐng)者普及5G的應(yīng)用。5G+智能倉(cāng)儲(chǔ)可實(shí)現(xiàn)對(duì)物料信息實(shí)時(shí)追蹤、連續(xù)補(bǔ)貨，促進(jìn)立體倉(cāng)庫(kù)高效流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的自我運(yùn)轉(zhuǎn)及功能開(kāi)發(fā)策略的提升。

京東長(zhǎng)春亞洲一號(hào)倉(cāng)，依托5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，推動(dòng)人、機(jī)、車(chē)、設(shè)備的一體互聯(lián)，包括自動(dòng)駕駛、自動(dòng)分揀、自動(dòng)巡檢、人機(jī)交互的整體調(diào)度及管理，實(shí)現(xiàn)人員定位管理，實(shí)時(shí)感知倉(cāng)內(nèi)生產(chǎn)區(qū)擁擠程度并及時(shí)進(jìn)行資源優(yōu)化調(diào)整，智能引導(dǎo)車(chē)輛進(jìn)行作業(yè)，使園區(qū)高效有序。

杭州佰米智能科技是一家為物流企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)的公司。在華為云助力下，企業(yè)運(yùn)維成本降低70%，網(wǎng)點(diǎn)人工成本降低50%，數(shù)據(jù)庫(kù)主庫(kù)壓力下降40%，構(gòu)建起一套高效率、低成本的智慧物流體系。

5G+培訓(xùn)指導(dǎo)

傳統(tǒng)工業(yè)培訓(xùn)缺乏專(zhuān)業(yè)的教學(xué)訓(xùn)練，設(shè)備開(kāi)機(jī)也耗費(fèi)大量成本，培訓(xùn)場(chǎng)地及人數(shù)受限，因此培訓(xùn)效率、效果大打折扣。

5G將滿(mǎn)足遠(yuǎn)程多人協(xié)同設(shè)計(jì)、虛擬工廠(chǎng)操作培訓(xùn)等強(qiáng)交互工業(yè) AR/VR的毫秒級(jí)低時(shí)延需求，增強(qiáng)用戶(hù)與用戶(hù)、用戶(hù)與環(huán)境之間的交互體驗(yàn)。

另外，通過(guò)5G技術(shù)還能夠?qū)⒐S(chǎng)和生產(chǎn)線(xiàn)搬進(jìn)教室，在培訓(xùn)指導(dǎo)領(lǐng)域通過(guò)移動(dòng)教室實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)和指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的立體化教學(xué)。