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    “5G+工業互聯網”十大典型應用場景
    發布日期:2022-01-10    作者:    來源:人民郵電報    點擊量:101   分享到:

     2019年11月,工信部印發《“5G﹢工業互聯網”512工程推進方案》,推動“5G﹢工業互聯網”融合創新發展。一年多來,在產業各方共同努力下,“5G﹢工業互聯網”在建項目已超過1500個,覆蓋20余個國民經濟重要行業,在實體經濟數字化、網絡化、智能化轉型升級進程中發揮了重要作用。

      日前,工信部信息通信管理局系統總結“5G﹢工業互聯網”發展成效,列出“5G﹢工業互聯網”十大典型應用場景,為更多行業和企業應用“5G﹢工業互聯網”提供可借鑒的經驗和模式。


      典型場景一:協同研發設計

      協同研發設計主要包括遠程研發實驗和異地協同設計兩個環節。遠程研發實驗是指利用5G及增強現實/虛擬現實(AR/VR)技術建設或升級企業研發實驗系統,實時采集現場實驗畫面和實驗數據,通過5G網絡同步傳送到分布在不同地域的科研人員;科研人員跨地域在線協同操作完成實驗流程,聯合攻關解決問題,加快研發進程。

      異地協同設計是指基于5G、數字孿生、AR/VR等技術建設協同設計系統,實時生成工業部件、設備、系統、環境等數字模型,通過5G網絡同步傳輸設計數據,實現異地設計人員利用洞穴狀自動虛擬環境(CAVE)仿真系統、頭戴式5G AR/VR、5G便攜式設備(Pad)等終端接入沉浸式虛擬環境,實現對2D/3D設計圖紙的協同修改與完善,提高設計效率。

      典型場景二:遠程設備操控

      綜合利用5G、自動控制、邊緣計算等技術,建設或升級設備操控系統,通過在工業設備、攝像頭、傳感器等數據采集終端上內置5G模組或部署5G網關等設備,實現工業設備與各類數據采集終端的網絡化,設備操控員可以通過5G網絡遠程實時獲得生產現場全景高清視頻畫面及各類終端數據,并通過設備操控系統實現對現場工業設備的實時精準操控,有效保證控制指令快速、準確、可靠執行。

      典型場景三:設備協同作業

      綜合利用5G授時定位、人工智能、軟件定義網絡、網絡虛擬化等技術,建設或升級設備協同作業系統,在生產現場的工業設備,以及攝像頭、傳感器等數據采集終端上內置5G模組或部署5G網關,通過5G網絡實時采集生產現場的設備運行軌跡、工序完成情況等相關數據,并綜合運用統計、規劃、模擬仿真等方法,將生產現場的多臺設備按需靈活組成一個協同工作體系,對設備間協同工作方式進行優化,根據優化結果對制造執行系統(MES)、可編程邏輯控制器(PLC)等工業系統和設備下發調度策略等相關指令,實現多個設備的分工合作,減少同時在線生產設備數量,提高設備利用效率,降低生產能耗。

      典型場景四:柔性生產制造

      數控機床和其他自動化工藝設備、物料自動儲運設備通過內置5G模組或部署的5G網關等設備接入5G網絡,實現設備連接無線化,大幅度減小網線布放成本,縮短生產線調整時間。通過5G網絡與多接入邊緣計算系統(MEC)結合,部署柔性生產制造應用,滿足工廠在柔性生產制造過程中對實時控制、數據集成與互操作、安全與隱私保護等方面的關鍵需求,支持生產線根據生產要求進行快速重構,實現同一條生產線根據市場對不同產品的需求進行快速配置優化。同時,柔性生產相關應用可與企業資源計劃(ERP)、制造執行系統(MES)、倉儲物流管理系統(WMS)等相結合,將用戶需求、產品信息、設備信息、生產計劃等信息進行實時分析、處理,動態制定最優生產方案。

      典型場景五:現場輔助裝配

      通過內置5G模組或部署5G網關等設備,實現AR/VR眼鏡、智能手機、Pad等智能終端的5G網絡接入,采集現場圖像、視頻、聲音等數據,通過5G網絡實時傳輸至現場輔助裝配系統,系統對數據進行分析處理,生成生產輔助信息,通過5G網絡下發至現場終端,實現操作步驟的增強圖像疊加、裝配環節的可視化呈現,幫助現場人員進行復雜設備或精細化設備的裝配。另外,專家的指導信息、設備操作說明書、圖紙、文件等也可以通過5G網絡實時同步到現場終端,現場裝配人員簡單培訓后即可上崗,有效提升現場操作人員的裝配水平,實現裝配過程智能化,提升裝配效率。

      典型場景六:機器視覺質檢

      在生產現場部署工業相機或激光掃描儀等質檢終端,通過內嵌5G模組或部署5G網關等設備,實現工業相機或激光掃描儀的5G網絡接入,實時拍攝產品的高清圖像,通過5G網絡傳輸至部署在MEC上的專家系統,專家系統基于人工智能算法模型進行實時分析,對比系統中的規則或模型要求,判斷物料或產品是否合格,實現缺陷實時檢測與自動報警,并有效記錄瑕疵信息,為質量溯源提供數據基礎。同時,專家系統可進一步將數據聚合,上傳到企業質量檢測系統,根據周期數據流完成模型迭代,通過網絡實現模型的多生產線共享。

      典型場景七:設備故障診斷

      在現場設備上加裝功率傳感器、振動傳感器和高清攝像頭等,并通過內置5G模組或部署5G網關等設備接入5G網絡,實時采集設備數據,傳輸到設備故障診斷系統。設備故障診斷系統負責對采集到的設備狀態數據、運行數據和現場視頻數據進行全周期監測,建立設備故障知識圖譜,對發生故障的設備進行診斷和定位,通過數據挖掘技術,對設備運行趨勢進行動態智能分析預測,并通過網絡實現報警信息、診斷信息、預測信息、統計數據等信息的智能推送。

      典型場景八:廠區智能物流

      廠區智能物流場景主要包括線邊物流和智能倉儲。線邊物流是指從生產線的上游工位到下游工位、從工位到緩沖倉、從集中倉庫到線邊倉,實現物料定時定點定量配送。智能倉儲是指通過物聯網、云計算和機電一體化等技術共同實現智慧物流,降低倉儲成本、提升運營效率、提升倉儲管理能力。通過內置5G模組或部署5G網關等設備可以實現廠區內自動導引車輛(AGV)、自動移動機器人(AMR)、叉車、機械臂和無人倉視覺系統的5G網絡接入,部署智能物流調度系統,結合5G MEC﹢超寬帶(UWB)室內高精度定位技術,可以實現物流終端控制、商品入庫存儲、搬運、分揀等作業全流程自動化、智能化。

      典型場景九:無人智能巡檢

      通過內置5G模組或部署5G網關等設備,實現巡檢機器人或無人機等移動化、智能化安防設備的5G網絡接入,替代巡檢人員進行巡邏值守,采集現場視頻、語音、圖片等各項數據,自動完成檢測、巡航以及記錄數據、遠程告警確認等工作;相關數據通過5G網絡實時回傳至智能巡檢系統,智能巡檢系統利用圖像識別、深度學習等智能技術和算法處理,綜合判斷得出巡檢結果,有效提升安全等級、巡檢效率及安防效果。

      典型場景十:生產現場監測

      在工業園區、廠區、車間等現場,通過內置5G模組或部署5G網關等設備,各類傳感器、攝像頭和數據監測終端設備接入5G網絡,采集環境、人員動作、設備運行等監測數據,回傳至生產現場監測系統,對生產活動進行高精度識別、自定義報警和區域監控,實時提醒異常狀態,實現對生產現場的全方位智能化監測和管理,為安全生產管理提供保障。


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