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365工業(yè)機器人激光切割機5G網(wǎng)絡端到端的切片技術精準的控制著兩只機械臂動作時延同步,使之流暢的完成了全套協(xié)同動作,在空中劃出兩道優(yōu)美的弧線…
365 工業(yè)機器人 激光切割機
5G網(wǎng)絡端到端的切片技術精準的控制著兩只機械臂動作時延同步,使之流暢的完成了全套協(xié)同動作,在空中劃出兩道優(yōu)美的弧線,精彩的演繹了5G網(wǎng)絡在工業(yè)生產(chǎn)中應用的理念,也被視為5G使能未來智能工廠的一個縮影。
5G在智能工廠中的應用隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)進一步融合成移動物聯(lián)網(wǎng),移動通信技術應用正滲透到社會生產(chǎn)生活的各個領域,人與人之間的通信擴展到人與物、物與物之間通信,所以生產(chǎn)制造業(yè)也變?yōu)樾畔a(chǎn)業(yè)中的一部分,信息技術帶動生產(chǎn)制造業(yè)升級轉型成為趨勢。而作為現(xiàn)代生產(chǎn)制造業(yè)這頂王冠上最璀璨的明珠——工業(yè)機器人,在轉型過程中將扮演著舉足輕重的角色,自然而然就被寄予厚望。人們希望它們除開能夠從事生產(chǎn)線重復工序之外,也希望能夠具有自由移動、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析和處理、協(xié)調管理和生產(chǎn)決策等更高級的功能。這些功能要求工業(yè)機器人同時具備靈活移動性、海量信息數(shù)據(jù)即時收集和處理能力、99.999%的高可靠性、“零”時延特性,當前通信技術已無法滿足這些要求。
5G無線通信技術,可以為工廠提供光纖般的接入速率、毫秒級的端到端時延、99.999%的可靠性、百億設備的連接能力、數(shù)十Tbps/km2的超高流量密度和超高移動性等多個場景的服務,突破地域和單一產(chǎn)業(yè)領域的限制,催生從設計到消費的全新生產(chǎn)模式,帶動社會生產(chǎn)結構升級,為生產(chǎn)制造業(yè)開辟了一片新藍海。
5G在智能工廠中的應用1、助推柔性制造,實現(xiàn)個性化生產(chǎn)
為了滿足全球各地不同市場對產(chǎn)品的多樣化、個性化需求,生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部需要更新現(xiàn)有的生產(chǎn)模式,基于柔性技術的生產(chǎn)模式成為趨勢。
一方面,在企業(yè)工廠內(nèi),柔性生產(chǎn)對工業(yè)機器人的靈活移動性和差異化業(yè)務處理能力有很高要求。5G利用其自身無可比擬的獨特優(yōu)勢,助力柔性化生產(chǎn)的大規(guī)模普及。5G網(wǎng)絡進入工廠,在減少機器與機器之間線纜成本的同時,利用高可靠性網(wǎng)絡的連續(xù)覆蓋,使機器人在移動過程中活動區(qū)域不受限,按需到達各個地點,在各種場景中進行不間斷工作以及工作內(nèi)容的平滑切換。
5G網(wǎng)絡也可使能各種具有差異化特征的業(yè)務需求。大型工廠中,不同生產(chǎn)場景對網(wǎng)絡的服務質量要求不同。精度要求高的工序環(huán)節(jié)關鍵在于時延,關鍵性任務需要保證網(wǎng)絡可靠性、大流量數(shù)據(jù)即時分析和處理的高速率。5G網(wǎng)絡以其端到端的切片技術,同一個核心網(wǎng)中具有不同的服務質量,按需靈活調整。如設備狀態(tài)信息的上報被設為最高的業(yè)務等級等。
另一方面,5G可構建連接工廠內(nèi)外的人和機器為中心的全方位信息生態(tài)系統(tǒng),最終使任何人和物在任何時間、任何地點都能實現(xiàn)彼此信息共享。消費者在要求個性化商品和服務的同時,企業(yè)和消費者的關系發(fā)生變化,消費者將參與到企業(yè)的生產(chǎn)過程中,消費者可以跨地域通過5G網(wǎng)絡,參與產(chǎn)品的設計。
5G在智能工廠中的應用2、工廠維護模式全面升級
大型企業(yè)的生產(chǎn)場景中,經(jīng)常涉及到跨工廠、跨地域設備維護,遠程問題定位等場景。5G技術在這些方面的應用,可以提升運行、維護效率,降低成本。5G帶來的不僅是萬物互聯(lián),還有萬物信息交互,使得未來智能工廠的維護工作突破工廠邊界。工廠維護工作按照復雜程度,可根據(jù)實際情況由工業(yè)機器人或者人與工業(yè)機器人協(xié)作完成。
在未來,工廠中每個物體都是一個有唯一IP的終端,使生產(chǎn)環(huán)節(jié)的原材料都具有“信息”屬性。原材料會根據(jù)“信息”自動生產(chǎn)和維護。人也變成了具有自己IP的終端,人和工業(yè)機器人進入整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,和帶有唯一IP的原料、設備、產(chǎn)品進行信息交互。工業(yè)機器人在管理工廠的同時,人在千里之外也可以第一時間接收到實時信息跟進,并進行交互操作。
設想在未來有5G網(wǎng)絡覆蓋的一家智能工廠里,當某一物體故障發(fā)生時,故障被以最高優(yōu)先級“零”時延上報到工業(yè)機器人。一般情況下,工業(yè)機器人可以根據(jù)自主學習的經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫在不經(jīng)過人的干涉下完成修復工作。另一種情況,由工業(yè)機器人判斷該故障必須由人來進行操作修復。此時,人即使遠在地球的另一端,也可通過一臺簡單的VR和遠程觸覺感知技術的設備,遠程控制工廠內(nèi)的工業(yè)機器人到達故障現(xiàn)場進行修復,工業(yè)機器人在萬里之外實時同步模擬人的動作,人在此時如同親臨現(xiàn)場進行施工。
5G技術使得人和工業(yè)機器人在處理更復雜場景時也能游刃有余。如在需要多人協(xié)作修復的情況下,即使相隔了幾大洲的不同專家也可以各自通過VR和遠程觸覺感知設備能第一時間“集合”在故障現(xiàn)場。5G網(wǎng)絡的大流量滿足VR中高清圖像的海量數(shù)據(jù)交互要求,極低時延使得觸覺感知網(wǎng)絡中人在地球另一端也能把自己的動作無誤差的傳遞給工廠機器人,多人控制工廠中不同機器人進行下一步修復動作。同時,借助萬物互聯(lián),人和工業(yè)機器人、產(chǎn)品和原料全被直接連接到地球上除自身外的所有的知識和經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫,在故障診斷時候,人和工業(yè)機器人可參考海量的經(jīng)驗和專業(yè)知識,提高問題定位精準度。
5G在智能工廠中的應用3、工業(yè)機器人直接進行生產(chǎn)活動判斷和決策
在未來智能工廠生產(chǎn)的環(huán)節(jié)中涉及到物流、上料、倉儲等方案判斷和決策,5G技術為智能工廠提供全云化網(wǎng)絡平臺。精密傳感技術作用于不計其數(shù)的傳感器,在極短時間內(nèi)進行信息狀態(tài)上報,大量工業(yè)級數(shù)據(jù)通過5G網(wǎng)絡收集起來,龐大的數(shù)據(jù)庫開始形成,工業(yè)機器人結合云計算的超級計算能力進行自主學習和精確判斷,給出最佳解決方案。在一些特定場景下,借助5G下的D2D技術,物體與物體之間直接通信,進一步降低了業(yè)務端到端的時延,在網(wǎng)絡負荷實現(xiàn)分流的同時,反應更為敏捷。生產(chǎn)制造各環(huán)節(jié)的時間變得更短,解決方案更快更優(yōu),生產(chǎn)制造效率得以大幅度提高。
我們可以想象未來10年內(nèi),5G技術控制的工業(yè)機器人,已經(jīng)從玻璃柜里走到了玻璃柜外,365天不分日夜在車間中自由穿梭,進行設備的巡檢和修理,送料、質檢或者高難度的生產(chǎn)動作。機器人成為中基層管理人員,通過信息計算和精確判斷,進行生產(chǎn)協(xié)調、以及生產(chǎn)決策。這里只需要少數(shù)人承擔著工廠的運行監(jiān)測和高級管理工作。機器人成為人的高級助手,替代人完成人不可能完成的工作,人和機器人在工廠中得以共生。
5G時代的智能工廠將大幅改善勞動條件,減少生產(chǎn)線人工干預,提高生產(chǎn)過程可控性,最重要的是借助于信息化技術打通企業(yè)的各個流程,實現(xiàn)從設計、生產(chǎn)到銷售各個環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通,并在此基礎上實現(xiàn)資源的整合優(yōu)化,從而進一步提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。