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5G時代的智能制造

瀏覽次數: 日期:2019-05-24 20:30

制造業在國家層面乃至整個人類社會扮演著至關重要的角色,智能制造已然成為全球化課題和國家級戰略課題,很多國家都在智能制造領域進行了規劃和部署,如中國“中國制造2025”、德國“工業4.0平臺”、美國“工業互聯網計劃”等。5G的出現對于智能制造會產生什么樣的影響?

工業自動化設備智能制造

智能制造是具有信息感知獲取、智能判斷決策、自動執行等功能的先進制造過程及系統與模式的總稱。具體來看智能制造體現在制造過程的各個環節與信息技術的融合,如大數據、云計算、人工智能、物聯等技術。

在智能制造自動化控制系統中,低時延的應用尤為廣泛,比如對環境敏感高精度的生產制造環節、化學危險品生產環節等。智能制造閉環控制系統中傳感器(如壓力、溫度等)獲取到的信息需要通過極低時延的網絡進行傳遞,最終數據需要傳遞到系統的執行器件(如:電子臂、電子閥門、加熱器等)完成高精度生產作業的控制,并且在整個過程需要網絡極高可靠性,來確保生產過程的安全高效。

工業自動化設備-多關節機器人

研究表明,當倒立擺運行在4G模式下時,4G的過高時延,使得倒立擺的控制指令不能得到快速執行,倒立擺起擺到穩態的時間過長,達到13.2秒。

當運行在5G模式下時,5G的1ms超低時延,使倒立擺的控制指令快速執行,起擺到穩態只用4秒。通過對比,可以看到5G低時延網絡在自動控制的巨大價值,網絡端到端時延從4G的50ms減低至5G的1ms。

自動化控制是制造工廠中最基礎的應用,核心是閉環控制系統。在該系統的控制周期內每個傳感器進行連續測量,測量數據傳輸給控制器以設定執行器。典型的閉環控制過程周期低至ms級別,所以系統通信的時延需要達到ms級別甚至更低才能保證控制系統實現精確控制,同時對可靠性也有極高的要求。如果在生產過程中由于時延過長,或者控制信息在數據傳送時發生錯誤可能導致生產停機,會造成巨大的財務損失。

智能制造工業自動化設備

5G技術已經成為支撐智能制造轉型的關鍵使能技術,能將分布廣泛、零散的人、機器和設備全部連接起來,構建統一的互聯網絡。5G技術的發展可以幫助制造產業擺脫以往無線網絡技術較為混亂的應用狀態,這對于推動工業互聯網的實施以及智能制造的深化轉型有著積極的意義。

所屬類別: 行業事件

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