中国信通院:“5G+”时代智能制造创新应用前瞻

5G/通信物联网制造业创新工业互联网生态工业机器人自动化工业智能
中国信息通信研究院CAICT
顾城天
2019-08-15 · 20:30
[ 亿欧导读 ] 随着通信技术的发展,人类社会即将进入5G时代。除了极大改善C端用户的体验外,5G对制造业也有着强力的赋能作用。本文详细介绍了5G在柔性化生产线、云化机器人、工业AR/VR、实时数据采集与监控的赋能前景。
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【导语】随着通信技术的发展,人类社会即将进入5G时代。除了极大改善C端用户的体验外,5G对制造业也有着强力的赋能作用。本文详细介绍了5G在柔性化生产线、云化机器人、工业AR/VR、实时数据采集与监控的赋能前景。

本文转自“中国信息通信研究院CAICT”,作者顾城天,经亿欧编辑,仅供业内人士参考。


在数字化浪潮的驱动下,大数据、云计算、人工智能等新一代信息通信技术与制造业的融合逐渐从理念普及走向应用推广,制造业智能化、柔性化、服务化、高端化转型发展趋势愈发明显,对高性能、具有灵活组网能力的无线网络需求日益迫切。2019年是5G商用的元年,5G具有媲美光纤的传输速度、万物互联的泛在连接和接近工业总线的实时能力,正逐步向工业领域加强渗透,引发一系列融合创新应用与变革,为制造业转型升级带来历史性的发展机遇。

5G赋能柔性生产线

柔性生产线可以根据订单的变化灵活调整产品生产任务,是实现多样化、个性化、定制化生产的关键依托。在传统的网络架构下,生产线上各单元的模块化设计虽然相对完善,但是由于物理空间中的网络部署限制,制造企业在进行混线生产的过程中始终受到较大约束。5G将在两个方面赋能柔性生产线。

一是提高生产线的灵活部署能力。未来柔性生产线上的制造模块需要具备灵活快速的重部署能力和低廉的改造升级成本。5G网络进入工厂,将使生产线上的设备摆脱线缆的束缚,通过与云端平台无线连接,进行功能的快速更新和拓展,并且自由移动和拆分组合,在短期内实现生产线的灵活改造。

二是提供弹性化的网络部署方式。5G网络中的SDN(软件定义网络)、NFV(网络功能虚拟化)和网络切片功能,能够支持制造企业根据不同的业务场景灵活编排网络架构,按需打造专属的传输网络,还可以根据不同的传输需求对网络资源进行调配,通过带宽限制和优先级配置等方式,为不同的生产环节提供适合的网络控制功能和性能保证。在这样的架构下,柔性生产线的工序可以根据原料、订单的变化而改变,设备之间的联网和通信关系也会随之发生相应的改变。

5G赋能云化机器人

云化机器人的基本特征是位于云端的控制平台利用人工智能、大数据等先进技术控制本地机器人执行任务。云化机器人会与云端平台进行信息量巨大的实时数据交换,需要大速率、低时延、高可靠的无线通信网络支撑。5G将在三个方面赋能工业云化机器人。

一是加强机器人之间的协同工作能力。5G为工业机器人之间的通信提供高速网络支持,使机器人具备自组织与协同能力。工业机器人可以通过相互合作,完成过去单个机器人无法独立完成的任务。另外,有更高权限的领导型机器人能通过5G网络指挥一群执行型机器人高效完成任务。

二是使机器人更加敏捷、安全地与工人协作。5G高可靠、超低时延的特性能使机器人实时感知工人的动作,灵巧地进行反馈和配合,同时始终与工人保持安全距离,保证人机协作的安全。

三是实现机器人的远程实时控制。在高温、高压等某些不适合工人进入的特定生产环境,工人可以在监控中心通过5G网络对机器人进行实时远程操作,同步、安全地完成预定工作目标。

5G赋能工业AR/VR

未来工业AR将用于装配过程指导、设备检修等应用