5G刷屏的背后,潜藏着哪些赋能智能制造的技术?

6月6日,工业和信息化部正式发放5G商用牌照,我国正式进入5G商用元年。5G时代即将来临,引爆了人们对未来变化的遐想。

一、什么是智能制造

广义上智能制造是具有信息感知获取、智能判断决策、自动执行等功能的先进制造过程及系统与模式的总称。具体来看智能制造体现在制造过程的各个环节与信息技术的融合,如大数据、云计算、人工智能、物联等技术。

简而言之,智能制造具有以下特征:以智能工厂为载体,以关键制造环节的智能化为核心,以端到端数据流为基础,以通信网络为基础支撑。通过自组织的柔性制造系统,实现高效的个性化生产的目标。

二、智能制造的核心是智能工厂

信息化革命愈演愈烈,机器设备、人和产品等制造元素不再是独立的个体,它们通过工业物联网紧密联系在一起,实现更协调和高效的制造系统。

当前制造业的转型可以看作是自动化升级和信息技术的融合提升,这不仅仅是自动化和机器换人,而且工厂能实现自主化决策,灵活生产出多样化的产品,并能快速应对更多的市场变化。

人工智能和制造系统的结合将是必然的,利用机器学习、模式识别、认知分析等算法模型,可以提升工厂控制管理系统的能力,实现所谓的智能制造,才能使企业在今天竞争激烈的环境获得更好的优势。

智能制造过程主要围绕着智能工厂展开,而人工智能在智能工厂中发挥着重要的作用。物联网将所有的机器设备连接在一起,例如控制器、传感器、执行器的联网,然后AI就可以分析传感器上传的数据,这就是智能制造的核心。

随着工业物联网的应用发展,网络和实体系统将紧密联系在一起,也就是物联网将生产现场的处理器、传感器连接起来,使得机器人之间可以进行通信,可以互相沟通,而机器和人的工作将不再会严格分工,未来制造系统把人和机器融合在一起。

数字双胞胎是重要的角色,智能制造的整个流程都有一个数字孪生模型,系统里包括了现实世界的任何东西,可以是应用或者操作指南手册等。

三、5G技术场景支撑智能制造

1、物联网

随着工厂智能化转型的推进,物联网作为连接人、机器和设备的关键支撑技术正受到企业的高度关注。这种需求在推动物联网应用落地的同时,也极大的刺激了5G技术的发展。

2、工业自动化控制

工业自动化控制是制造工厂中最基础的应用,核心是闭环控制系统。5G可提供极低时延长、高可靠,海量连接的网络,使得闭环控制应用通过无线网络连接成为可能。

3、物流追踪

在物流中,从仓库管理到物流配送均需要广覆盖、深覆盖、低功耗、大连接、低成本的连接技术。此外,虚拟工厂的端到端整合跨越产品的整个生命周期,要连接分布广泛的已售出的商品,也需要低功耗、低成本和广覆盖的网络,企业内部或企业之间的横向集成也需要无所不在的网络,5G网络能很好的满足这类需求。

4、工业AR

在智能工厂生产过程中,工人发挥更重要的作用。未来工厂具有高度的灵活性和多功能性,这对工厂车间工作人员有更高的要求。为快速满足新任务和生产活动的需求,增强现实AR将发挥很关键作用,在智能制造过程中可用于如下场景:监控流程和生产流程。生产任务分步指引,例如手动装配过程指导;远程专家业务支撑。在这些应用中,辅助AR设施需要最大程度具备灵活性和轻便性,以便维护工作高效开展。

5、云化机器人

在智能制造生产场景中,需要机器人有自组织和协同的能力来满足柔性生产,这就带来了机器人对云化的需求。5G网络是云化机器人理想的通信网络,是使能云化机器人的关键。

6、智能工厂

5G时代的智能工厂将大幅改善劳动条件,减少生产线人工干预,提高生产过程可控性,最重要的是借助于信息化技术打通企业的各个流程,实现从设计、生产到销售各个环节的互联互通,并在此基础上实现资源的整合优化。

5G技术已成为支撑智能制造转型的关键使能技术,能将分布广泛、零散的人、机器和设备全部连接起来,构建统一的互联网络。

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