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“5G﹢工业互联网”的十大典型应用场景一览
来源:5G前后   发表时间:2021/6/16 19:39:00  浏览次数:
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导语:日前,工信部信息通信管理局系统总结“5G﹢工业互联网”发展成效,列出“5G﹢工业互联网”十大典型应用场景,为更多行业和企业应用“5G﹢工业互联网”提供可借鉴的经验和模式。

  2019年11月,工信部印发《“5G﹢工业互联网”512工程推进方案》,推动“5G﹢工业互联网”融合创新发展。一年多来,在产业各方共同努力下,“5G﹢工业互联网”在建项目已超过1500个,覆盖20余个国民经济重要行业,在实体经济数字化、网络化、智能化转型升级进程中发挥了重要作用。

  5G 代表“第五代”,即第五代蜂窝网络技术。更具体地说,5G 是一种电信网络,将为全球消费者和企业提供移动、陆地和有线服务。

  当今的电信网络 (4G) 已针对视频和数据流进行了优化。4G 改变了我们使用手机的方式,使每个人都成为流媒体视频内容的潜在广播者和/或消费者。借助 5G,我们将看到另一场变革,它可以让虚拟现实和增强现实、人工智能甚至无人机等下一代技术成为我们日常生活的一部分,而无需大量专用设备。

  日前,工信部信息通信管理局系统总结“5G﹢工业互联网”发展成效,列出“5G﹢工业互联网”十大典型应用场景,为更多行业和企业应用“5G﹢工业互联网”提供可借鉴的经验和模式。

  典型场景一:协同研发设计

  协同研发设计主要包括远程研发实验和异地协同设计两个环节。远程研发实验是指利用5G及增强现实/虚拟现实(AR/VR)技术建设或升级企业研发实验系统,实时采集现场实验画面和实验数据,通过5G网络同步传送到分布在不同地域的科研人员;科研人员跨地域在线协同操作完成实验流程,联合攻关解决问题,加快研发进程。

  异地协同设计是指基于5G、数字孪生、AR/VR等技术建设协同设计系统,实时生成工业部件、设备、系统、环境等数字模型,通过5G网络同步传输设计数据,实现异地设计人员利用洞穴状自动虚拟环境(CAVE)仿真系统、头戴式5G AR/VR、5G便携式设备(Pad)等终端接入沉浸式虚拟环境,实现对2D/3D设计图纸的协同修改与完善,提高设计效率。

  典型场景二:远程设备操控

  综合利用5G、自动化控制、边缘计算等技术,建设或升级设备操控系统,通过在工业设备、摄像头、传感器等数据采集终端上内置5G模组或部署5G网关等设备,实现工业设备与各类数据采集终端的网络化,设备操控员可以通过5G网络远程实时获得生产现场全景高清视频画面及各类终端数据,并通过设备操控系统实现对现场工业设备的实时精准操控,有效保证控制指令快速、准确、可靠执行。

  典型场景三:设备协同作业

  综合利用5G授时定位、人工智能、软件定义网络、网络虚拟化等技术,建设或升级设备协同作业系统,在生产现场的工业设备,以及摄像头、传感器等数据采集终端上内置5G模组或部署5G网关,通过5G网络实时采集生产现场的设备运行轨迹、工序完成情况等相关数据,并综合运用统计、规划、模拟仿真等方法,将生产现场的多台设备按需灵活组成一个协同工作体系,对设备间协同工作方式进行优化,根据优化结果对制造执行系统(MES)、可编程逻辑控制器(PLC)等工业系统和设备下发调度策略等相关指令,实现多个设备的分工合作,减少同时在线生产设备数量,提高设备利用效率,降低生产能耗。

  典型场景四:柔性生产制造

  数控机床和其他自动化工艺设备、物料自动储运设备通过内置5G模组或部署的5G网关等设备接入5G网络,实现设备连接无线化,大幅度减小网线布放成本,缩短生产线调整时间。通过5G网络与多接入边缘计算系统(MEC)结合,部署柔性生产制造应用,满足工厂在柔性生产制造过程中对实时控制、数据集成与互操作、安全与隐私保护等方面的关键需求,支持生产线根据生产要求进行快速重构,实现同一条生产线根据市场对不同产品的需求进行快速配置优化。同时,柔性生产相关应用可与企业资源计划(ERP)、制造执行系统(MES)、仓储物流管理系统(WMS)等相结合,将用户需求、产品信息、设备信息、生产计划等信息进行实时分析、处理,动态制定最优生产方案。

  典型场景五:现场辅助装配

  通过内置5G模组或部署5G网关等设备,实现AR/VR眼镜、智能手机、Pad等智能终端的5G网络接入,采集现场图像、视频、声音等数据,通过5G网络实时传输至现场辅助装配系统,系统对数据进行分析处理,生成生产辅助信息,通过5G网络下发至现场终端,实现操作步骤的增强图像叠加、装配环节的可视化呈现,帮助现场人员进行复杂设备或精细化设备的装配。另外,专家的指导信息、设备操作说明书、图纸、文件等也可以通过5G网络实时同步到现场终端,现场装配人员简单培训后即可上岗,有效提升现场操作人员的装配水平,实现装配过程智能化,提升装配效率。

  典型场景六:机器视觉质检

  在生产现场部署工业相机或激光扫描仪等质检终端,通过内嵌5G模组或部署5G网关等设备,实现工业相机或激光扫描仪的5G网络接入,实时拍摄产品的高清图像,通过5G网络传输至部署在MEC上的专家系统,专家系统基于人工智能算法模型进行实时分析,对比系统中的规则或模型要求,判断物料或产品是否合格,实现缺陷实时检测与自动报警,并有效记录瑕疵信息,为质量溯源提供数据基础。同时,专家系统可进一步将数据聚合,上传到企业质量检测系统,根据周期数据流完成模型迭代,通过网络实现模型的多生产线共享。

  典型场景七:设备故障诊断

  在现场设备上加装功率传感器、振动传感器和高清摄像头等,并通过内置5G模组或部署5G网关等设备接入5G网络,实时采集设备数据,传输到设备故障诊断系统。设备故障诊断系统负责对采集到的设备状态数据、运行数据和现场视频数据进行全周期监测,建立设备故障知识图谱,对发生故障的设备进行诊断和定位,通过数据挖掘技术,对设备运行趋势进行动态智能分析预测,并通过网络实现报警信息、诊断信息、预测信息、统计数据等信息的智能推送。

  典型场景八:厂区智能物流

  厂区智能物流场景主要包括线边物流和智能仓储。线边物流是指从生产线的上游工位到下游工位、从工位到缓冲仓、从集中仓库到线边仓,实现物料定时定点定量配送。智能仓储是指通过物联网、云计算和机电一体化等技术共同实现智慧物流,降低仓储成本、提升运营效率、提升仓储管理能力。通过内置5G模组或部署5G网关等设备可以实现厂区内自动导引车辆(AGV)、自动移动机器人(AMR)、叉车、机械臂和无人仓视觉系统的5G网络接入,部署智能物流调度系统,结合5G MEC﹢超宽带(UWB)室内高精度定位技术,可以实现物流终端控制、商品入库存储、搬运、分拣等作业全流程自动化、智能化。

  典型场景九:无人智能巡检

  通过内置5G模组或部署5G网关等设备,实现巡检机器人或无人机等移动化、智能化安防设备的5G网络接入,替代巡检人员进行巡逻值守,采集现场视频、语音、图片等各项数据,自动完成检测、巡航以及记录数据、远程告警确认等工作;相关数据通过5G网络实时回传至智能巡检系统,智能巡检系统利用图像识别、深度学习等智能技术和算法处理,综合判断得出巡检结果,有效提升安全等级、巡检效率及安防效果。

  典型场景十:生产现场监测

  在工业园区、厂区、车间等现场,通过内置5G模组或部署5G网关等设备,各类传感器、摄像头和数据监测终端设备接入5G网络,采集环境、人员动作、设备运行等监测数据,回传至生产现场监测系统,对生产活动进行高精度识别、自定义报警和区域监控,实时提醒异常状态,实现对生产现场的全方位智能化监测和管理,为安全生产管理提供保障。

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