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5G+工业互联网 提升智能生产水平

北极星输配电网  来源:亮报    2020/8/6 8:26:39  我要投稿  
所属频道: 电网建设  关键词:5G 工业互联网 工业数据

北极星输配电网讯:与工业互联网融合发展,将推动制造业从单点、局部的信息技术应用向数字化、网络化和智能化转变,从而有力支撑制造强国、网络强国建设。

融合发展

2019年11月,工业和信息化部印发《“5G+工业互联网”512工程推进方案》(以下简称《方案》)。《方案》提出,到2022年,突破一批面向工业互联网特定需求的5G关键技术,打造5个产业公共服务平台,构建创新载体和公共服务能力;加快垂直领域的先导应用,内网建设改造覆盖10个重点行业;形成至少20大典型工业应用场景,促进制造业数字化、网络化、智能化升级,推动经济高质量发展。

2020年3月,《工业和信息化部办公厅关于推动工业互联网加快发展的通知》发布,《通知》明确指出加快新型基础设施建设,引导工业互联网平台增强5G、人工智能、区块链、增强现实/虚拟现实等新技术支撑能力。未来,5G将在工业互联网、在线教育、远程医疗等领域扮演重要角色,也将促进消费转型升级,激发新活力。

“5G﹢工业互联网”能够不断助力传统产业转型升级,推动工业化和信息化在更广范围、更高水平实现融合发展。目前,除航空、汽车、通信与电子、机械等领域外,矿业、港口、能源等领域也在加快探索5G与工业互联网的结合,产业投资拉动效果显著。

应用场景

5G不断推动工业互联网的高级场景应用。由于具有高带宽特性,5G能支撑基于机器视觉的产品质量检测等对网络带宽要求极高的业务;5G的低时延、高可靠特性,能满足运动控制等对网络时延要求十分严苛的业务;大连接特性,能为工业数据采集、远程运维等场景提供可靠的网络服务。随着5G技术的逐渐成熟,以5G为主的多种无线技术将更多地应用于工厂内网改造。

5G与工业互联网融合应用有八大类新型场景,分别为:5G+超高清视频、5G+AR(增强现实)、5G+VR(虚拟现实)、5G+无人机、5G+云端机器人、5G+远程控制、5G+机器视觉及5G+云化AGV(自动导引运输车)。

5G+超高清视频。在工业环境下高清视频主要应用于智慧园区的安防、人员管理等场景。通过5G将采集的监控视频/图像实时回传,结合边缘计算统一监控平台,实现人员违规、厂区环境风险监控的实时分析和报警,提高作业安全性。

5G+无人机。工业级无人机可以通过5G进行远程操控,并进行实时高清视频回传,可用于智慧园区的24小时不间歇、无死角的安防,或者恶劣环境下的设备巡检等场景。

5G+远程控制。在工业环境中,高空、有毒等恶劣环境不适合人工作业,这就需要远程控制机械来实现。远程控制不仅需要清晰度足够高的视频提供视觉支持,还需要实时稳定的网络保证操控的灵敏度和可靠性,5G可以满足这些方面的要求。

工业互联网

工业互联网是新一代信息技术与工业经济深度融合的全新经济生态、关键基础设施和新型应用模式,通过人、机、物的全面互联,实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接,将推动形成全新的生产制造和服务体系。工业互联网广泛应用于石化、钢铁、电子信息、家电、服装、能源、机械、汽车、装备、航空航天等行业和领域。

相比我国快速发展的消费互联网,工业互联网涉及生产设备类型多,业务链条长,服务模型复杂,对响应速度、可靠性和安全性要求高。工业设备实现联网、布放光纤存在困难,使用无线联网又存在扩展性低、低速率和抗干扰弱等问题,只有高可靠、高带宽、大连接的5G才能适应工业互联网的要求。

工业互联网核心产业包括:工业数字化装备产业、工业互联自动化产业、工业互联网网络产业。

工业数字化装备是具有数字通信、数字控制、智能分析等附加功能的设备、模块或装置,通常具有数字化感知、分析、推理、决策、控制能力。工业数字化装备产业范围涵盖面向工厂内制造、加工、检测、搬运等生产活动的通用设备、专用设备和智能仪器仪表等设备。工业数字化装备对工业互联网发展至关重要。

工业互联自动化包含工业控制、工业传感器、边缘计算网关等提供数字化感知、控制、执行等能力的产品与解决方案。工业互联自动化产业范围与传统工业自动化不同,多聚焦数采、数控、分析、可视化等相关产品。

工业互联网网络是构建工业环境下人、机、物全面互联的网络基础设施。工业互联网网络产业由工业通信网关、物联网模组、交换机、光纤接入设备等网络设备,工业无线、专线等网络服务,以及标识解析三部分构成。

5G全连接工厂

应用案例

飞机制造复杂、零部件达百万级,仅靠人工方式开展工作,效率低、成本高。中国联通与国内某飞机制造企业共同探索,建成国内首个5G全连接工厂,打造了一批示范应用。基于5G的AR辅助装配与远程协助应用、基于8K超高清视频的飞机紧固件检测系统、基于5G的双相机摄影测量系统、基于机器视觉的复合材料智能拼缝检测、基于5G的多AGV协同的车间级智能配送系统等,将飞机制造化繁为简,人工成本降低20%、质量检测效率提升30%、物流效率提升15%、设备利用率提升5%。

无人驾驶

露天矿山地质环境复杂,大型机械在作业时,容易发生坠落、滑坡等事故,造成极大的安全隐患。中国移动联合包钢集团在内蒙古白云鄂博矿区成功打造5G无人矿卡(矿用卡车)编组作业应用案例,通过基站﹢应急车的方式实现5G网络信号的无缝覆盖,为矿用卡车无人驾驶操作的实时校正和调度提供保障。中国联通联合慧拓智能在内蒙古鄂尔多斯宝利煤矿开展无人运输,通过5G网络由智能机群向无人矿卡及挖机发送作业指令,无人矿卡编队作业时通过多种传感器及路侧单元向机群反馈环境感知信息,从而提高矿山作业效率。

“无人码头”

青岛港是世界上首个实现全程自动化无人操作的现代化智能港口,其中,“5G+工业互联网”发挥了关键作用。青岛港以5G网络为基础,结合物联网、人工智能等技术,引入了远程控制、无人驾驶、智能物流等场景,构建了5G智慧港口。通过5G无线网络的连接与控制,实现了作业现场的无人化操作,提升了操作的灵活性和可靠性。经过5G改造后,青岛港二期码头实现了真正的“无人码头”。

2019年11月28日,青岛港全自动化集装箱码头(二期)运营启动,中国联通在青岛港通过实施5G独立组网,核心网能力更强,支持5G网络切片,上行峰值速率提升1倍以上;引入边缘计算,下沉算力附着点,通过码头布设一套边缘服务器,实现数据不出港口,业务时延低至14毫秒。

来源:中国信息通信研究院、《人民邮电报》《人民日报》《5G与工业互联网融合应用发展白皮书》


原标题:5G+工业互联网 提升智能生产水平

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