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5G+智慧工厂应用，赋能产业转型新时代在智能制造类工厂，高质量5G网络支撑产线高速运转，5G CPE实时监测机器人电机运行动态，机器人手臂整齐划一高效作业，AGV小车零差错调度运送到位，5G融合高精定位系统确保仓储管理账实一致，AI视觉替代人工质检，大幅降低不良品率，工人佩戴AR设备实现远程设备检修，AR远程验货让疫情期间的工作准时交付……在应用场景的背后，是数字到数智的转变，更是由此带来的制造链条效率蝶变与价值增值。据预测，这座5G全连接工厂每年预计节约成本达数千万元。
5G，不仅仅是信号！
2019年，中美两国纷争不断，贸易战愈演愈烈。在贸易战中，美国屡次提到中国的5G，华为和中兴等几家中国企业也成为关注焦点，著名孟晚舟案也将中美贸易战推向白热化阶段。大众视野开始聚焦5G技术，去探索这项技术背后蕴含的庞大价值。 那么，5G到底是什么，又具有什么威力呢？ 5G网络是第五代移动通信网络，即最新一代蜂窝移动通信技术。它是多种新型无线接入技术和现有4G后向演进技术集成后的解决方案总称，是一个真正意义上的网络融合，5G的传输速率可以达到10Gbps。 近年来，国出台多项政策来推动5G产业的持续发展。 2018年4月，工信部发布了《5G发展前景及政策导向》，提到我国5G将在2019年下半年初步具备商用条件。2019年11月，工业和信息化部发布了《“5G+工业互联网”512工程推进方案》，指出要提升“5G+工业互联网”网络关键技术产业能力、创新应用能力、资源供给能力，加强宣传引导和经验推广。 在各方共同努力下，目前，我国5G发展取得明显成效，现已具备良好发展基础。一是5G产业生态逐步成熟。系统设备、终端芯片、智能手机等产品发展成熟。二是5G网络建设加速部署。预计年底全国建设开通超过55万个5G基站，实现地级市室外连续覆盖、县城及乡镇有重点覆盖、重点场景室内覆盖。三是5G融合应用向纵深发展。工业互联网、车联网、医疗健康、媒体娱乐等正成为5G创新应用的先导领域。四是5G政策环境持续完善。全国已有20余个省、区、市发布了5G相关的指导意见或行动方案。 未来，将会有更多政策利好将持续加码，尤其在产业链关键环节，要发挥工业、交通、能源等行业龙头企业引领作用，树立一批高水平应用标杆，发挥京津冀、长三角、粤港澳等区域的产业集聚效应，建设一批行业特色应用集群等。与此同时，基础电信企业也进一步敲定施工图，明确5G网络规模部署时间表，加快5G在工业互联网、智能采矿、智慧港口等重点领域的应用落地。
5G“破壁”，打造新型制造体系
2015年5月，我国发布《中国制造2025》文件，同样指出了要以推进智能制造为制造业发展主攻方向，构建以智能制造为重点的新型制造体系。 这些战略说明智能制造已成为制造业重要的发展趋势。智能制造正促进新的生产管理方式、商业运营模式、产业发展形态的形成，将对全球工业的产业格局带来重大影响。 “没有强大的5G和工业互联网，就没有真正的大数据，就没有新一代人工智能，就没有新一代智能制造、数字化、网络化、智能化制造。所以5G+工业互联网是建设制造强国的关键支撑。” 中国工程院院士周济这样说。 而智慧工厂则是5G技术的重要应用场景之一。智慧工厂是指通过5G、大数据、高精度定位、传感器、其他物联网等技术加强信息管理和服务，进而制定并安排合理有效的生产计划和策略，它是智能制造的关键载体，需要做一些预测性维护或者是预测机器的能耗等等，大型企业的生产场景中，经常涉及到跨工厂、跨地域设备维护，远程问题定位等场景。利用5G网络将生产设备无缝连接，并进一步打通设计、采购、仓储、物流等环节，满足工业环境下设备互联和远程交互应用需求。面向工厂需求，推出5G+智慧工厂方案，通过5G工业网关，连接工厂各类设备，为设备连接提供高性能、高速率、高可靠、低时延5G网络，实时将工厂现场数据传输到后端运维管理平台，构建连接工厂内外的人和机器为中心的全方位信息系统，实现工厂维护全面升级，生产资源按需分配、个性化生产。 在智慧工厂，我们看到“移动5G＋UWB定位”技术将采集的位置、轨迹实时传输至管控平台，结合人脸识别、行为分析、实时监控等智能识别技术，实现对厂区环境风险、人员违规、设备运维等的实时分析和预警，有效提升了安全生产的智能化管理水平。 在智能制造类工厂，高质量5G网络支撑产线高速运转，5G CPE实时监测机器人电机运行动态，机器人手臂整齐划一高效作业，AGV小车零差错调度运送到位，5G融合高精定位系统确保仓储管理账实一致，AI视觉替代人工质检，大幅降低不良品率，工人佩戴AR设备实现远程设备检修，AR远程验货让疫情期间的工作准时交付……在应用场景的背后，是数字到数智的转变，更是由此带来的制造链条效率蝶变与价值增值。据预测，这座5G全连接工厂每年预计节约成本达数千万元。 面对“新基建”带来的战略发展机遇，工厂不断探索智能制造、品质建造发展新业态。众多工厂开始充分利用5G、AI、大数据、云计算等ICT技术，实现5G智能巡检、超高清视频、数据采集、机器视觉、机器人应用、智慧物流、智慧工地等十大应用场景，为智能设备“一键启动,无人值守”提供强有力的辅助力量。 5G技术不仅提升了机械运作效率，还能够为工厂人力资源管理提供智慧化服务。如智慧工厂人员定位管理系统则是通过应用目前最先进的超宽带定位技术，以电子标签作为标识码，将其与人员进行绑定，并且在定位区域内，部署UWB高精度定位基站，对电子标签进行识别和定位，由此实现了对受控目标的实时定位和追踪管理。 同时标签协议亦可无缝对接门禁系统，可根据授权刷卡开门。系统前端通过基站实时采集电子标签数据，并发送到后台服务器，服务器经过复杂的定位算法计算后，将定位数据和告警数据发送给展现层，系统对外呈现的方式有两种：WEB网页系统、3D模拟客户端系统，其中WEB网页系统主要提供各类信息登记、查询、统计、分析、地图配置、实时定位、轨迹查询等功能，3D模拟客户端系统主要提供人员实时定位、视频联动、告警通知等功能。
5G智慧工厂多板块高效联动
在智慧工厂，人们无处不在享受着5G带来的便利。如人员实时定位系统，可对进入厂区的每个人员的实时轨迹进行跟踪监控，并绘制行动路线图，也可以调阅其历史时段轨迹路线图。从而及时反应监管情况、加强人员的管理、加强安全保障措施实时定位人员信息，实现与门禁等自动化监管设施联合动作，提高应急响应速度和事件的处置速度，此外，该系统还可进行人员实时考勤， 根据人员在工作考勤地点的进入和离开记录，进行实时考勤；或是定位区域维护，维护管理各个区域基本信息、危险程度、允许最大停留人数等。 在5G条件下，工厂可进行定位区域管理。用户可根据需求将工厂划分区域，区域划分主要是为了将地图上各个区域的坐标系通过自定义绘制的形式来获取，从而与工厂各个管控区域相对应进行管理；对于高危作业区域和危险区域进行区域管理布放，打造智能化安全的厂区环境。对于工厂危险区域以及应急管理系统，5G技术的加持也能够更精准测算出危机，进而及时有效地预防危险事故发生。如融合了5G技术的电子围栏，主要是对于工厂中特殊区域或者危险区域进行区域管控，通过区域管理监控，并实时监控人员是否有接近或进入该危险区域；如有接近或进出将及时发出告警通知管理人员；管理人员可及时进行处理。用户可自由设置危险区域如下：高压电区域、测试区域、货运区域、货架区域。而告警管理主要是对于工厂中的人员定位设备的非正常操作告警（滞留时间过长告警、非法离开告警、非法闯入告警等）和标签本身告警（包括低电压告警等），并提供给工作人员进行确认操作。当厂内人员处于危险或受伤时，可按手环上SOS按钮一键求救，通知管理人员。一旦报警响起，管理人将及时联动就近的警卫人员，进行处理。 可以看到，5G智慧工厂是“中国制造”迈向“中国智造”的重大一步，未来，5G技术在工业领域的价值将不可估量。
参考资料： 科技日报《政策利好纷至 5G规模化应用加力提速》 东方财富网《工信部关于推动5G新基建的政策解读》 |
