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研究報(bào)告發布:智能(néng)工廠未來(lái)是什(shén)麽樣?
發布時(shí)間(jiān):2018.08.10     新(xīn)聞來(lái)源:     浏覽次數:

【通信産業網訊】(記者 王欣 )“5G、物聯網、雲計算(suàn)”等新(xīn)興科技技術正在迅速發展,并緻力于改變社會生(shēng)活,而制造生(shēng)産作(zuò)為(wèi)社會生(shēng)活的重要方面即将迎來(lái)新(xīn)一(yī)輪革命。

可以發現(xiàn),經濟發展瓶頸引發了(le)“再工業化(huà)”浪潮,德國、美國、中國等國際主流國家均将 “智能(néng)制造”作(zuò)為(wèi)重要發展戰略,從國家政策出發,全力引導支持。

近日,愛立信與中國移動研究院共同發布了(le)《5G與智能(néng)工廠研究報(bào)告》(以下(xià)簡稱《報(bào)告》),進一(yī)步推動了(le)智能(néng)制造的發展。據悉,該報(bào)告從智能(néng)工廠背景及趨勢、智能(néng)工廠對連接的需求與挑戰、5G智能(néng)工廠解決方案、智能(néng)工廠應用案例等幾個(gè)方面,闡述5G網絡如(rú)何滿足智能(néng)工廠連接需求,以及智能(néng)工廠解決方案的具體(tǐ)實踐。

智能(néng)工廠是什(shén)麽?

那麽,智能(néng)工廠将是什(shén)麽樣子(zǐ)?

據《通信産業報(bào)》(網)記者了(le)解,智能(néng)工廠作(zuò)為(wèi)實現(xiàn)智能(néng)制造的重要載體(tǐ),是指以先進的信息網絡技術和先進的制造技術深度融合,實現(xiàn)工廠生(shēng)産操作(zuò)、生(shēng)産管理(lǐ)、管理(lǐ)決策三個(gè)層面全部業務(wù)流程的閉環管理(lǐ),繼而實現(xiàn)整個(gè)工廠全部業務(wù)流程上(shàng)下(xià)一(yī)體(tǐ)化(huà)業務(wù)運作(zuò)的決策、執行自動化(huà)。

相較傳統工廠,智能(néng)工廠中将大量使用各類傳感器(qì)、機器(qì)人(rén)被大量,并基于大數據、雲平台的智能(néng)分(fēn)析工具将幫助企業實現(xiàn)更為(wèi)科學的決策。同時(shí),生(shēng)産的本地性概念不斷被弱化(huà),由集中生(shēng)産向網絡化(huà)異地協同生(shēng)産轉變,信息網絡技術使不同環節的企業間(jiān)實現(xiàn)信息共享,實現(xiàn)全球範圍内的資源高效協作(zuò)和配置。

《報(bào)告》指出,先有大連接才有大數據,才有智能(néng),才有智能(néng)生(shēng)産制造的未來(lái)。“連接”是智能(néng)工廠的基礎,網絡是連接的載體(tǐ)。網絡連接是智能(néng)工廠的基礎,打造低(dī)時(shí)延、高可靠的網絡基礎設施是實現(xiàn)全要素各環節的泛在深度互聯的前提。

實際上(shàng),5G将為(wèi)智能(néng)工廠實現(xiàn)提供堅實基礎。5G的超低(dī)時(shí)延、超高可靠性、海量連接、超大帶寬等特性,以及毫米波、高階MIMO(大規模天線)、波束賦形、網絡切片等創新(xīn)技術應用,使得5G在工業領域關(guān)注的速率、時(shí)延、終端連接數、可靠性、安全性、電池壽命等多個(gè)指标優勢突出。

五大場(chǎng)景接入+三張切片+三朵雲

值得一(yī)提的是,《報(bào)告》指出,對于一(yī)個(gè)典型的廠區,5G智能(néng)工廠解決方案為(wèi)——五大場(chǎng)景接入+三張切片+三朵雲。

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據了(le)解,一(yī)個(gè)典型的制造執行車間(jiān)主要由六類要素、五大典型生(shēng)産制造場(chǎng)景構成。五大典型場(chǎng)景包括:工業自動控制、設備檢測管理(lǐ)、環境檢測控制、物料供應管理(lǐ)、人(rén)員(yuán)操作(zuò)交互。六類要素包括,生(shēng)産環境、物料、生(shēng)産設備、PLC(可編程控制器(qì))、制造執行控制系統、人(rén)。

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五大場(chǎng)景每個(gè)場(chǎng)景都有對連接的不同需求:工業自動控制場(chǎng)景,需要自動化(huà)機械設備與PLC間(jiān)的連接;設備檢測管理(lǐ)場(chǎng)景,需要生(shēng)産設備與制造管控系統間(jiān)的連接;環境檢測控制場(chǎng)景,需要生(shēng)産環境與制造管控系統間(jiān)的連接;物料供應管理(lǐ)場(chǎng)景,需要物料供應與制造管控系統間(jiān)的連接;人(rén)員(yuán)操作(zuò)交互場(chǎng)景,需要人(rén)與制造執行間(jiān)的連接。

此外,五大場(chǎng)景中各終端設備、傳感器(qì)通過5G模塊接入5G網絡;終端根據場(chǎng)景的不同,選擇合适的5G模塊。如(rú)設備檢測管理(lǐ)、環境監測管理(lǐ)、物料貨架監測管理(lǐ)符合物聯網場(chǎng)景,需要低(dī)功耗終端模塊,可采用5G的NB-IOT(窄帶蜂窩物聯網)接入。因此,針對五大工廠場(chǎng)景業務(wù)需求,需要設計相應接入方案、切片方案、部署方案。

5G采用切片網絡方式,對于某個(gè)工廠可提供多個(gè)網絡切片,根據工廠具體(tǐ)連接需求對網絡要求特點,可構建工業控制切片、工業多媒體(tǐ)切片、工業物聯網切片三張切片。

具體(tǐ)來(lái)說(shuō),工業控制切片能(néng)夠滿足uRLLC低(dī)時(shí)延高可靠通信類網絡連接需求,适用于對可靠性、時(shí)延敏感要求高的業務(wù)領域,尤其是在工業自動化(huà)控制、機器(qì)人(rén)調度、遠(yuǎn)程操控業務(wù)領域。

工業多媒體(tǐ)切片能(néng)夠滿足eMBB增強型移動寬帶網絡連接需求,移動性強、高帶寬,适用于大數據量的業務(wù)領域,如(rú)人(rén)員(yuán)通過AR、高清視(shì)頻交互場(chǎng)景。

工業物聯網切片能(néng)顧滿足mMTC大規模物聯網連接需求,低(dī)成本、低(dī)能(néng)耗、小數據包、海量連接,适用于終端接入數量大的業務(wù)領域,如(rú)物料監控、設備監控、環節監控。

此外,5G網絡資源深度雲化(huà),根據承載内容及部署位置,可分(fēn)為(wèi)運營商(shāng)運營的邊緣雲、核心雲,以及工廠或其它相關(guān)企業的遠(yuǎn)端雲。

具體(tǐ)來(lái)說(shuō),邊緣雲是距離工廠最近的雲,主要承載接入網,及對時(shí)延、安全性要求最高的工廠應用。核心雲是距離工廠較遠(yuǎn),主要用于承載核心網絡及對時(shí)延、安全性要求不高的應用。遠(yuǎn)端雲是相對于運營商(shāng)運營的雲來(lái)講,其它部署雲為(wèi)遠(yuǎn)端雲,包括工廠自己的雲,以及與工廠業務(wù)往來(lái)的設備商(shāng)、上(shàng)遊物料供應商(shāng)、下(xià)遊客戶、銷售平台、其它工業内容供應商(shāng)的數據雲。

每年節省500萬成本

值得一(yī)提的是,中國移動與愛立信已經身(shēn)體(tǐ)力行,在江蘇南(nán)京開展5G智能(néng)工廠改造應用試點,打造智能(néng)制造應用的示範基地。

具體(tǐ)來(lái)看,該試點由江蘇移動提供網絡環境,愛立信南(nán)京工廠作(zuò)為(wèi)改造對象。該智能(néng)工廠解決方案覆蓋了(le)設備檢測管理(lǐ)、環境監測管理(lǐ)、物料供應管理(lǐ)、人(rén)員(yuán)操作(zuò)交互四種場(chǎng)景,包括智能(néng)螺絲刀等共7個(gè)具體(tǐ)應用解決方案,主要聚焦于工業物聯網及多媒體(tǐ)。

由于當前5G還沒商(shāng)用,南(nán)京工廠采用平滑過渡方案,場(chǎng)景較多選擇物聯網、多媒體(tǐ),在4G的網絡環境下(xià)即可實現(xiàn)一(yī)定效果;當5G商(shāng)用後,整體(tǐ)解決方案扔可延續,隻通過升級終端模組等方式,便可實現(xiàn)效果提升。

目前,中國移動-愛立信南(nán)京智能(néng)工廠在繼續測試這(zhè)些(xiē)用例的成熟度和進一(yī)步産品化(huà)方案,同時(shí)開展更多創新(xīn)用例的開發,結合網絡性能(néng)測試,打造智能(néng)制造應用的示範基地。

5G網絡在智能(néng)工廠中應用,不但(dàn)能(néng)夠降低(dī)工廠投資與運營成本,同時(shí)工廠與其供應商(shāng)及其客戶之間(jiān)商(shāng)業模式也(yě)将發生(shēng)變化(huà)。

中國移動-愛立信南(nán)京智能(néng)工廠項目計劃在2018年繼續開發更多的創新(xīn)方案,陸續部署3000左右的連接數量,通過降低(dī)人(rén)力,提高産能(néng)和改善質量,并可以每年節約500萬的成本,同時(shí)進行行業推廣複制,在其他制造業領域探索創新(xīn)應用,推動智能(néng)制造技術在工業領域的規模落地。

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