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5G到底能给制造业带来什么?

关键词:5G 工业机器人

时间:2019-08-13 09:45:27       来源:互联网

随着5G牌照的正式发放,也引爆了人们对未来变化的无限遐想。立足工业领域,有人表示:未来工业4.0时代,5G将成为像“水和空气”一样的存在,那么5G究竟能给制造业带来哪些新机遇?

5G 不止于快

5G,即第五代移动通信技术,也就是用于无线的、可移动设备上的第五代通信技术。

相信大家对5G的关键属性已经有了一些了解:速度比4G快十倍、华为5G技术全球领先……然而,如果只把它以“上网更快”来看待,未免过于狭隘了。

综合来说,5G具有三个明显的特点:

超高速率

凭借高频段的天然优势,加之天线矩阵以及波束赋形技术加持,5G网络理论上的传输速率达到 10 Gbps,比4G网络传输速率高10 倍。

中国联通首次在贵州应用5G基站的实验表明,5G在实际使用环境下能够达到1.8Gbps的下载速率。

总之,“5G之快,话费跟不上”。

超大容量

“4G改变生活,5G改变社会”。5G之所以能改变社会,超大容量这个优点功不可没。

根据国际电信联盟(ITU)发布的5G标准草案,5G链接密度将达到每平方公里100万台设备。

这意味着万物互联成为可能,大量的物品将连入5G网络,从而搭建真正的物联网。

超低延时

延时,即信息从源主机到达服务器,再返回源主机所需的时间。在理想状态下,5G网络的延迟最大将不超过4ms,对比4G时代才突破100ms关口来说,简直快如闪电。

极低的延时将带领我们进入新的实时时代,诸如远程手术、自动驾驶等技术将获得更多的实操可能性,对于机床行业来说,意味着工业机器人等系统可以拥有更快的响应速度,可以替代人做更为精细的工作。

所以说,5G的增强宽带、海量连接、低延时高可靠等特性,为物联网、人工智能等美好愿景的实现提供了后盾,为各种跨界融合和跨行业应用提供了支撑。

可以预见,大规模的5G网络建设即将启动,面向各行各业的5G服务也蓄势待发。

根据权威机构的分析,5G技术所撬动的市场份额中将有80%集中于B2B端。工业互联网IIoT应用场景在5G中将占据举足轻重的地位。

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基于5G技术,万物互联成为可能

5G能给制造业什么变化

5G不仅改变了传统意义上的下载速度,也改变了设备之间的依存关系和连接模式,可以实现去中心化和网格化,开启“万物互联”时代。在制造领域,5G到底能带来变化呢?

硬件——“工厂里的线缆失踪了”

不要慌,失踪的线缆并不是被偷了。基于5G技术的高速率、高可靠性、低延时等特点,工厂不再需要复杂的线缆进行数据传输,各系统可直接进行无线传输、无线控制。

线缆消失后,其购买和维护成本便都节省了下来,由线缆引起的安全隐患也将极大减少。

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现代工厂内被线缆束缚的机器人

柔性制造——“你的机器人会走了”

随着线缆的消失,制约机器人移动的“绳索”消失了,利用高可靠性网络的连续覆盖,机器人可以装上轮子(或其他装置)随心所欲地在工厂里移动,按需到达各个地点,这将给工厂的生产模式带来极大的想象空间。

在当下愈发强调“柔性制造”的时刻,一条能灵活调整各设备位置、灵活分配任务的柔性生产线将成为生产者的新神器。

5G利用其自身无可比拟的独特优势,助力柔性化生产的大规模普及。

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可移动的机器人已应用于物流仓储领域

信息网络——“不要和甲方说话”

这并不是让工厂忽视甲方的要求。现实中,消费者和生产者间的信息沟通是影响生产质量的重要因素,生产效率时常因为沟通不畅而被耽搁。

但在5G时代,由于信息网络的高度覆盖,人和机器间的信息交换将更加广泛。如果甲方和你说不清楚需求,那就直接让他和机器人说吧。

在5G时代,通过电脑甚至手机端口,甲方可直接连接到生产网络,随时根据生产现状进行调整,做到“所想即所造”。

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维护模式——“维修人员今天来不了”

在当下,这句话简直是噩梦的开场白,生产线每分每秒的瘫痪都是金钱的流逝。但是在5G时代,这句话将成为新常态——别紧张,并不是说维修人员无法到达现场,而是维修人员无需到达现场了。

5G带来的不仅是万物互联,还有万物信息交互,使得未来智能工厂的维护工作突破工厂边界。

在未来,工厂中每个物体都是一个有唯一IP的终端,使生产环节的原材料都具有“信息”属性。

随着更多设备、更多部件被连入5G网络,故障发生后,维修方(哪怕是跨越大洲的国外专家)可通过5G网络第一时间获取故障信息,“聚集”在故障现场,并利用VR等技术指导工厂实时处理,越来越多的问题可通过在线方式解决。

故障高效排除的背后,维修人员也不必再做“日行千里,夜行八百”的千里马了。

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华为联合德国电信演示工业机械臂搬箱子

机器人——“机械手臂天衣无缝的配合”

其实,早在2017年的巴塞罗那世界移动大会上,华为就联合德国电信现场进行了基于5G技术的两只机械手共同完成箱子托举动作的实验。

5G网络端到端的切片技术精准地控制着两只机械臂动作同步,使之流畅地完成了全套协同动作。

当5G被广泛应用,你的机器人除了可以灵活移动,也可以灵活配合完成更高难度的任务。在人类逐渐失去力量、精准的优势后,我们手臂的灵活性可能也要被机器人超越了。

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5G助你平步青“云”

智能化——“云服务器仿佛近在眼前”

进入万物互联时代,每个设备都可直接接入云服务器并与之进行超低延时的高效互通,海量的信息将进入云服务器网络,并不断“喂食”人工智能。

这意味着,云端服务器的应用效率和人工智能的学习进度将大大提高,大量工业级数据通过5G网络收集起来汇总到云服务器,形成庞大的数据库,工业机器人结合云计算的超级计算能力进行自主学习和精确判断,给出最佳解决方案。

也就是说,工业机器人将拥有一个“远在天边,近在眼前”的大脑帮助它进行计算,规划最佳生产模式,做出最利于全局的决策。

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生产制造各环节的时间变得更短,解决方案更快更优,生产制造效率得以大幅度提高。机器人成为人的高级助手,替代人完成人难以完成的工作,人和机器人在工厂中得以共生。

5G,将极大地推动智能制造的实施。5G支撑的工业应用也将成为智能制造领域的下一个引爆点。

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大规模应用还有一段路要走

工业级5G的大规模应用,还有一段路要走

不同于消费领域,工业制造对可靠性和稳定性的要求更高,目前的运营商网络要满足工业级需求还比较难。

此外,对5G的高效应用也要建立在高度发达的工业基础之上,想要充分发挥5G的作用,不仅需要厂家个体的提高,生产大环境也需要同时精进,这似乎还有很长的路要走——以实现设备高精高速为基础,提高生产数字化水平,促进工业数据网络形成……还有大量的基础工作需要我们做专做强。

根据中国机床工具工业协会的统计,在金属切削机床领域,2018年我国共生产金属切削机床 488610 台,其中,数控金属切削机床 190642 台,数控机床产量占总体比例不足 40%。

在促进生产数字化方面,我国依然处在较为落后的地位,要想达到全行业发生数字化、网络化的转变,以至大规模应用5G网络,还需要机床人更艰苦、更持久的奋斗。不过,5G来了,总是个好事。

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