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    5G+智慧工廠應用,賦能產業轉型新時代

    智能制造類工廠,高質量5G網絡支撐產線高速運轉,5G CPE實時監測機器人電機運行動態,機器人手臂整齊劃一高效作業,AGV小車零差錯調度運送到位,5G融合高精定位系統確保倉儲管理賬實一致,AI視覺替代人工質檢,大幅降低不良品率,工人佩戴AR設備實現遠程設備檢修,AR遠程驗貨讓疫情期間的工作準時交付……在應用場景的背后,是數字到數智的轉變,更是由此帶來的制造鏈條效率蝶變與價值增值。據預測,這座5G全連接工廠每年預計節約成本達數千萬元。


    5G,不僅僅是信號!

     

     2019年,中美兩國紛爭不斷,貿易戰愈演愈烈。在貿易戰中,美國屢次提到中國的5G,華為和中興等幾家中國企業也成為關注焦點,著名孟晚舟案也將中美貿易戰推向白熱化階段。大眾視野開始聚焦5G技術,去探索這項技術背后蘊含的龐大價值。

    那么,5G到底是什么,又具有什么威力呢?

    5G網絡是第五代移動通信網絡,即最新一代蜂窩移動通信技術。它是多種新型無線接入技術和現有4G后向演進技術集成后的解決方案總稱,是一個真正意義上的網絡融合,5G的傳輸速率可以達到10Gbps。

    近年來,國出臺多項政策來推動5G產業的持續發展。

    2018年4月,工信部發布了《5G發展前景及政策導向》,提到我國5G將在2019年下半年初步具備商用條件。2019年11月,工業和信息化部發布了《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》,指出要提升“5G+工業互聯網”網絡關鍵技術產業能力、創新應用能力、資源供給能力,加強宣傳引導和經驗推廣。

    在各方共同努力下,目前,我國5G發展取得明顯成效,現已具備良好發展基礎。一是5G產業生態逐步成熟。系統設備、終端芯片、智能手機等產品發展成熟。二是5G網絡建設加速部署。預計年底全國建設開通超過55萬個5G基站,實現地級市室外連續覆蓋、縣城及鄉鎮有重點覆蓋、重點場景室內覆蓋。三是5G融合應用向縱深發展。工業互聯網、車聯網、醫療健康、媒體娛樂等正成為5G創新應用的先導領域。四是5G政策環境持續完善。全國已有20余個省、區、市發布了5G相關的指導意見或行動方案。

    未來,將會有更多政策利好將持續加碼,尤其在產業鏈關鍵環節,要發揮工業、交通、能源等行業龍頭企業引領作用,樹立一批高水平應用標桿,發揮京津冀、長三角、粵港澳等區域的產業集聚效應,建設一批行業特色應用集群等。與此同時,基礎電信企業也進一步敲定施工圖,明確5G網絡規模部署時間表,加快5G在工業互聯網、智能采礦、智慧港口等重點領域的應用落地。

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    5G“破壁”,打造新型制造體系

     

    2015年5月,我國發布《中國制造2025》文件,同樣指出了要以推進智能制造為制造業發展主攻方向,構建以智能制造為重點的新型制造體系。

    這些戰略說明智能制造已成為制造業重要的發展趨勢。智能制造正促進新的生產管理方式、商業運營模式、產業發展形態的形成,將對全球工業的產業格局帶來重大影響。

    “沒有強大的5G和工業互聯網,就沒有真正的大數據,就沒有新一代人工智能,就沒有新一代智能制造、數字化、網絡化、智能化制造。所以5G+工業互聯網是建設制造強國的關鍵支撐! 中國工程院院士周濟這樣說。

    而智慧工廠則是5G技術的重要應用場景之一。智慧工廠是指通過5G、大數據、高精度定位、傳感器、其他物聯網等技術加強信息管理和服務,進而制定并安排合理有效的生產計劃和策略,它是智能制造的關鍵載體,需要做一些預測性維護或者是預測機器的能耗等等,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。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,滿足工業環境下設備互聯和遠程交互應用需求。面向工廠需求,推出5G+智慧工廠方案,通過5G工業網關,連接工廠各類設備,為設備連接提供高性能、高速率、高可靠、低時延5G網絡,實時將工廠現場數據傳輸到后端運維管理平臺,構建連接工廠內外的人和機器為中心的全方位信息系統,實現工廠維護全面升級,生產資源按需分配、個性化生產。

    在智慧工廠,我們看到“移動5G+UWB定位”技術將采集的位置、軌跡實時傳輸至管控平臺,結合人臉識別、行為分析、實時監控等智能識別技術,實現對廠區環境風險、人員違規、設備運維等的實時分析和預警,有效提升了安全生產的智能化管理水平。

    智能制造類工廠,高質量5G網絡支撐產線高速運轉,5G CPE實時監測機器人電機運行動態,機器人手臂整齊劃一高效作業,AGV小車零差錯調度運送到位,5G融合高精定位系統確保倉儲管理賬實一致,AI視覺替代人工質檢,大幅降低不良品率,工人佩戴AR設備實現遠程設備檢修,AR遠程驗貨讓疫情期間的工作準時交付……在應用場景的背后,是數字到數智的轉變,更是由此帶來的制造鏈條效率蝶變與價值增值。據預測,這座5G全連接工廠每年預計節約成本達數千萬元。

    面對“新基建”帶來的戰略發展機遇,工廠不斷探索智能制造、品質建造發展新業態。眾多工廠開始充分利用5G、AI、大數據、云計算等ICT技術,實現5G智能巡檢、超高清視頻、數據采集、機器視覺、機器人應用、智慧物流、智慧工地等十大應用場景,為智能設備“一鍵啟動,無人值守”提供強有力的輔助力量。

    5G技術不僅提升了機械運作效率,還能夠為工廠人力資源管理提供智慧化服務。如智慧工廠人員定位管理系統則是通過應用目前最先進的超寬帶定位技術,以電子標簽作為標識碼,將其與人員進行綁定,并且在定位區域內,部署UWB高精度定位基站,對電子標簽進行識別和定位,由此實現了對受控目標的實時定位和追蹤管理。

    同時標簽協議亦可無縫對接門禁系統,可根據授權刷卡開門。系統前端通過基站實時采集電子標簽數據,并發送到后臺服務器,服務器經過復雜的定位算法計算后,將定位數據和告警數據發送給展現層,系統對外呈現的方式有兩種:WEB網頁系統、3D模擬客戶端系統,其中WEB網頁系統主要提供各類信息登記、查詢、統計、分析、地圖配置、實時定位、軌跡查詢等功能,3D模擬客戶端系統主要提供人員實時定位、視頻聯動、告警通知等功能。

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    5G智慧工廠多板塊高效聯動

     

    在智慧工廠,人們無處不在享受著5G帶來的便利。如人員實時定位系統,可對進入廠區的每個人員的實時軌跡進行跟蹤監控,并繪制行動路線圖,也可以調閱其歷史時段軌跡路線圖。從而及時反應監管情況、加強人員的管理、加強安全保障措施實時定位人員信息,實現與門禁等自動化監管設施聯合動作,提高應急響應速度和事件的處置速度,此外,該系統還可進行人員實時考勤, 根據人員在工作考勤地點的進入和離開記錄,進行實時考勤;或是定位區域維護,維護管理各個區域基本信息、危險程度、允許最大停留人數等。

    在5G條件下,工廠可進行定位區域管理。用戶可根據需求將工廠劃分區域,區域劃分主要是為了將地圖上各個區域的坐標系通過自定義繪制的形式來獲取,從而與工廠各個管控區域相對應進行管理;對于高危作業區域和危險區域進行區域管理布放,打造智能化安全的廠區環境。

    對于工廠危險區域以及應急管理系統,5G技術的加持也能夠更精準測算出危機,進而及時有效地預防危險事故發生。如融合了5G技術的電子圍欄,主要是對于工廠特殊區域或者危險區域進行區域管控,通過區域管理監控,并實時監控人員是否有接近或進入該危險區域;如有接近或進出將及時發出告警通知管理人員;管理人員可及時進行處理。用戶可自由設置危險區域如下:高壓電區域、測試區域、貨運區域、貨架區域。而告警管理主要是對于工廠中的人員定位設備的非正常操作告警(滯留時間過長告警、非法離開告警、非法闖入告警等)和標簽本身告警(包括低電壓告警等),并提供給工作人員進行確認操作。當廠內人員處于危險或受傷時,可按手環上SOS按鈕一鍵求救,通知管理人員。一旦報警響起,管理人將及時聯動就近的警衛人員,進行處理。

    可以看到,5G智慧工廠是“中國制造”邁向“中國智造”的重大一步,未來,5G技術在工業領域的價值將不可估量。

     

     

     

    參考資料:

    科技日報《政策利好紛至 5G規;瘧眉恿μ崴佟

    東方財富網《工信部關于推動5G新基建的政策解讀》


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