5G+智慧工厂解决方案

当大多数小企业和工厂还停留在人工流水线或者机械化与半自动化时代时,各行各业的领头企业已开启了智慧工厂的步伐。尤其是这次新冠肺炎疫情,迫使很多工厂停工,迟迟不能复工的原因,就是因为工业生产对人工的重度依赖。而高度智慧化的生产线(生产车间、工厂)受到影响最小,也都是首批复工之列。给中国以及全世界的工厂企业一次警示。

一、智慧工厂大势所趋

在中国制造2025及工业4.0的背景下,智慧工厂已成工业制造发展的大趋势。随着工业互联网、物联网、机器学习、大数据、人工智能、云计算等信息技术发展与成熟,赋予工业生产智能制造的能力,智慧工厂已有一定的发展和积淀。但也只是限于有限行业领域的有限企业(有技术、有资金、有政策)等落地。随着5G的商用,各制造业龙头企业开始了5G智慧工厂建设,包括中兴、美的、海尔、华菱湘钢、徐工集团、昊志机电等等国内大厂!

为何5G能给智慧工厂带来如此大的蝴蝶效应?最主要还是5G带来的通信技术变革,突破了智慧工厂的通信限制。

本期,小编就为大家讲讲5G与智慧工厂那些事儿。

二、5G切片支撑智慧工厂需求

相对于NB/2/3/4G及其它通信制式,5G网络在带宽、时延、连接数等方面有了量级的提升, 这正是智慧工厂所需要的,也是传统网络制式无法满足的。针对需求,5G网络依靠网络切片能力提供完美的解决方案。

5G网络切片是一种按需的组网方式,可以针对智慧工厂,不同业务场景需求,量身定制对应的网络切片。包括:高带宽、低时延、大连接等特性,同时5G网络切片可以对业务或者信息进行有效的隔离和对切片成员进行有效的管理,为业务的可靠性和安全性提供有效保障。

5G可满足智能制造(智慧工厂)的需求:

①定制化、个性化需求

智能制造所需要的个性化数据应用需求,5G网络通过切片来实现,智能制造的切片需求如下

②智能制造的无线通信需求

③云化机器人需求

④机器人与协同设施间的通信需求

⑤数据下层不出园区的需求

三、5G对智慧工厂的变革

1.5G赋能柔性生产线

①提高生产线的灵活部署能力。

②提供弹性化的网络部署方式。

2.5G赋能云化机器人

①加强机器人之间的协同工作能力。

②使机器人更加敏捷、安全地与工人协作。

③实现机器人的远程实时控制。

3.5G赋能工业AR/VR

①使工业AR/VR终端更加轻便、价格更低。

②提升工业AR/VR的显示效果。

③提高工业AR/VR的交互体验。

4.5G赋能实时数据采集与监控

①促进工厂内海量数据实时上传。

②支持超高清视频监控和机器视觉识别。

③提升工厂设备远程运维能力。

四、5G切片的实际案例应用

项目需求:

项目涉及生产控制、智慧园区、监控管理三个(网络切片)需求,包括PLC北向数据传输无线化、PLC南向控制命令下发无线化、AGV小车、无线扫码枪、AR辅助等五大场景,通过5G切片满足工业制造4.0对网络隔离、通信SLA指标等要求。

1、生产控制

①PLC北向数据传输切片

通过5G切片实现PLC北向数据传输通道的隔离:PLC与现场传感器之间数据交互周期较短,可设置(根据经验确定为2s、0.5s等周期上报), PLC向北向报数据(数据不超过1M )。

②PLC南向控制命令下发切片

通过5G切片下发PLC南向控制命令,确保工厂对高可靠、低时延的通信要求: Controler与伺服器之间要求Low Jitter(1~2微秒)、高可靠、低时延(Circle Time:1ms) 。

③AGV切片

通过5G切片承载AGV小车非位置数据的交互:上报运送物品的数据,数据包不大;覆盖范围要求产线及物料库房的入口区域。

2、智慧园区

④无线扫码切片

通过5G切片实现扫码数据的传输,上报到业务应用平台,覆盖范围为物料区域。

3、监控管理

⑤AR辅助切片

通过5G切片,实现装配过程中AR应用,实时指导员工装配并及时对不规范操作预警和记录。

5G切片解决方案

应对需求中移物联网公司采取了3大切片划分的解决方案:

并在此基础上客户可以自助的使用切片运营管理平台——中国移动OneLink切片运营管理平台,根据场景的变化自主实施调整,提升工作效率,加强对智慧工厂的管理。