5G技术下的智能工厂自动化新模式
一、5G技术(shu)场景支(zhi)撑(cheng)智(zhi)能制(zhi)造(zao)
作(zuo)为新一代移动通(tong)信技术，5G技术切合了传统制造企业(ye)智能制造转(zhuan)型对无线网络的(de)应用(yong)需求，能满(man)足工业(ye)环境下设备(bei)互联和(he)远程交(jiao)互应用(yong)需求。在(zai)物联网、工业(ye)自动化控制、物流追(zhui)踪、工业(ye)AR、云化机器人等工业(ye)应用(yong)领域，5G技术起(qi)着(zhe)支撑作(zuo)用(yong)。
1. 物(wu)联网：随着工(gong)厂智能(neng)化转型的(de)推进，物(wu)联网作为连接人、机器和(he)设备的(de)关键(jian)支撑(cheng)技术正(zheng)受到企(qi)业的(de)高度关注。这种需求在推动(dong)物(wu)联网应用落地的(de)同时，也极大(da)的(de)刺(ci)激(ji)了5G技术的(de)发展(zhan)。
2. 工业自(zi)动化控制：这是制造(zao)工厂中最(zui)基础的(de)应(ying)用(yong)，核心是闭环控制系(xi)统。5G可(ke)(ke)提供极低时延长(zhang)、高可(ke)(ke)靠，海(hai)量连(lian)接(jie)的(de)网(wang)络，使(shi)得闭环控制应(ying)用(yong)通过无(wu)线网(wang)络连(lian)接(jie)成(cheng)为可(ke)(ke)能。
3. 物(wu)(wu)流(liu)追(zhui)踪：从仓库管(guan)理到(dao)物(wu)(wu)流(liu)配送均需要广(guang)(guang)覆(fu)盖、深覆(fu)盖、低功耗、大连(lian)接(jie)、低成本的(de)连(lian)接(jie)技术。此外，虚拟工厂(chang)的(de)端(duan)到(dao)端(duan)整合跨越产(chan)品(pin)的(de)整个生命(ming)周(zhou)期，要连(lian)接(jie)分布广(guang)(guang)泛(fan)的(de)已售出的(de)商品(pin)，也(ye)需要低功耗、低成本和广(guang)(guang)覆(fu)盖的(de)网络(luo)，企业内部或(huo)企业之(zhi)间(jian)的(de)横向集成也(ye)需要无(wu)所(suo)不在的(de)网络(luo)，5G网络(luo)能很好的(de)满足这类需求。
4. 工(gong)业(ye)AR：在(zai)(zai)(zai)智能(neng)(neng)工(gong)厂生(sheng)(sheng)产(chan)过程(cheng)(cheng)中(zhong)，人(ren)发挥更(geng)重(zhong)要(yao)(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。由于(yu)未来工(gong)厂具有高度(du)的(de)灵活性和(he)多功(gong)能(neng)(neng)性，这对工(gong)厂车(che)间工(gong)作(zuo)人(ren)员(yuan)有更(geng)高的(de)要(yao)(yao)求。为快速满足新任(ren)务和(he)生(sheng)(sheng)产(chan)活动(dong)(dong)的(de)需(xu)求，增强现实AR将(jiang)发挥很(hen)关键作(zuo)用(yong)，在(zai)(zai)(zai)智能(neng)(neng)制(zhi)造过程(cheng)(cheng)中(zhong)可用(yong)于(yu)如(ru)(ru)下场景(jing)：如(ru)(ru)：监控流程(cheng)(cheng)和(he)生(sheng)(sheng)产(chan)流程(cheng)(cheng)。生(sheng)(sheng)产(chan)任(ren)务分步指引(yin)，例如(ru)(ru)手(shou)动(dong)(dong)装(zhuang)配(pei)过程(cheng)(cheng)指导;远程(cheng)(cheng)专家业(ye)务支撑(cheng)，例如(ru)(ru)远程(cheng)(cheng)维(wei)护。在(zai)(zai)(zai)这些应用(yong)中(zhong)，辅助AR设施(shi)需(xu)要(yao)(yao)最大程(cheng)(cheng)度(du)具备灵活性和(he)轻便性，以便维(wei)护工(gong)作(zuo)高效开展。5G
5. 云(yun)化(hua)(hua)机器人(ren)：在智能制造生(sheng)产场景中，需(xu)(xu)要机器人(ren)有自组织和协(xie)同的能力来(lai)满足(zu)柔性(xing)生(sheng)产，这就(jiu)带来(lai)了机器人(ren)对云(yun)化(hua)(hua)的需(xu)(xu)求。5G网络(luo)是云(yun)化(hua)(hua)机器人(ren)理想(xiang)的通信网络(luo)，是使(shi)能云(yun)化(hua)(hua)机器人(ren)的关(guan)键(jian)。
总结：5G技(ji)(ji)术已经成为支撑智(zhi)能制(zhi)造转(zhuan)型的(de)关键使能技(ji)(ji)术，能将(jiang)分布(bu)广泛、零散(san)的(de)人、机(ji)器和设备全部连接起(qi)来，构建(jian)统一的(de)互联网络(luo)。5G技(ji)(ji)术的(de)发展(zhan)可以帮助(zhu)制(zhi)造企(qi)业摆脱以往无线网络(luo)技(ji)(ji)术较为混乱的(de)应用状(zhuang)态，这对(dui)于推(tui)动工业互联网的(de)实施以及(ji)智(zhi)能制(zhi)造的(de)深化转(zhuan)型有着积极的(de)意义(yi)。
二、智能(neng)制造的核心是智能(neng)工厂5G技术智能(neng)制造，智能(neng)工厂自动化
信息化革命愈演愈烈，机(ji)器设(she)备(bei)、人(ren)和产品(pin)等(deng)制造元素不再是独立(li)的个体(ti)，它们通过工业物(wu)联网紧(jin)密联系在一起，实(shi)现(xian)更(geng)协调和高(gao)效(xiao)的制造系统(tong)。
当前制造业的(de)转型可以看作是自动化(hua)升级和信息技术的(de)融合提升，这(zhei)不仅仅是自动化(hua)和机(ji)器换人，而且工厂能(neng)实现自主化(hua)决策，灵(ling)活生(sheng)产(chan)出多(duo)样化(hua)的(de)产(chan)品，并(bing)能(neng)快速应对更多(duo)的(de)市(shi)场变化(hua)。
人(ren)工智(zhi)能(neng)和制(zhi)造(zao)系(xi)统的(de)(de)结合将是(shi)必(bi)然(ran)的(de)(de)，利用机器学(xue)习、模式识别、认知(zhi)分(fen)析等算法模型，可以(yi)提升(sheng)工厂控制(zhi)管(guan)理系(xi)统的(de)(de)能(neng)力，实现所谓的(de)(de)智(zhi)能(neng)制(zhi)造(zao)，才能(neng)使企(qi)业在今天竞争激烈的(de)(de)环境获得(de)更好的(de)(de)优势。
智能制(zhi)(zhi)造过(guo)程主要围绕着智能工(gong)厂展开，而人工(gong)智能在(zai)智能工(gong)厂中(zhong)发挥(hui)着重(zhong)要的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。物联网将所有的(de)(de)(de)机器(qi)设备连接(jie)在(zai)一起，例如(ru)控制(zhi)(zhi)器(qi)、传(chuan)感器(qi)、执行器(qi)的(de)(de)(de)联网，然后，AI就(jiu)可以分析传(chuan)感器(qi)上传(chuan)的(de)(de)(de)数据，这就(jiu)是智能制(zhi)(zhi)造的(de)(de)(de)核(he)心。
随着(zhe)工(gong)业物联(lian)网的应用(yong)发展，网络和实体系(xi)统(tong)将(jiang)紧密联(lian)系(xi)在一(yi)起，也就是物联(lian)网将(jiang)生(sheng)产(chan)现场(chang)的处理器、传感(gan)器连接起来，使得机(ji)(ji)器人(ren)之(zhi)间可以进(jin)行通(tong)(tong)信，可以互(hu)相(xiang)沟通(tong)(tong)，而机(ji)(ji)器和人(ren)的工(gong)作(zuo)将(jiang)不再(zai)会严格分工(gong)，未来制造系(xi)统(tong)把人(ren)和机(ji)(ji)器融(rong)合在一(yi)起。上海鼎(ding)湘(xiang)自(zi)(zi)(zi)动化(hua)(hua)科技有限(xian)公司，自(zi)(zi)(zi)动化(hua)(hua)生(sheng)产(chan)线，非标自(zi)(zi)(zi)动化(hua)(hua)，机(ji)(ji)器人(ren)运用(yong)集成 ,自(zi)(zi)(zi)动化(hua)(hua)装(zhuang)配(pei)线 , 智能(neng)自(zi)(zi)(zi)动化(hua)(hua)装(zhuang)配(pei)，零部件精密裝配(pei)，医疗器械自(zi)(zi)(zi)动化(hua)(hua)组裝装(zhuang)配(pei)，军工(gong)器械精密自(zi)(zi)(zi)动化(hua)(hua)装(zhuang)配(pei),，装(zhuang)配(pei)生(sheng)产(chan)设备,工(gong)厂自(zi)(zi)(zi).jpg
数字双胞胎是重要的(de)(de)角色，智能(neng)制造的(de)(de)整个流程(cheng)都有一个数字孪生模型(xing)，系统里包括了现实世界(jie)的(de)(de)任何东西，可以(yi)是应用或(huo)者(zhe)操作指南手册等。
此(ci)外，智能(neng)制造系统里还有人机交互(hu)，即人和(he)机器人之间的互(hu)动。还有用人工智能(neng)驱动、优(you)化产品和(he)流程等(deng)。工厂需(xu)要做一些(xie)预(yu)测性维护(hu)或者是预(yu)测机器的能(neng)耗等(deng)等(deng)，越来(lai)越多(duo)的这(zhei)些(xie)功能(neng)都可以在(zai)智能(neng)工厂里实现。
三(san)、5G时代智能工厂前(qian)景展望
从2016年到2018年，我国的5G基础研发(fa)测试分为(wei)三个阶(jie)(jie)段(duan)。第(di)(di)一(yi)阶(jie)(jie)段(duan)是(shi)(shi)5G关联技(ji)(ji)术试验(yan)，第(di)(di)二阶(jie)(jie)段(duan)是(shi)(shi)5G技(ji)(ji)术方案(an)验(yan)证(zheng)，第(di)(di)三阶(jie)(jie)段(duan)是(shi)(shi)5G的系统验(yan)证(zheng)。
我国于(yu)2016年(nian)1月启(qi)(qi)动了(le)5G技术试验(yan)，为保证实(shi)验(yan)工作的顺(shun)利(li)开展，IMT-2020（5G）推进组在北(bei)京怀柔规划建设了(le)30个站的5G外场。在5G第二阶(jie)段试验(yan)完(wan)成之后，第三阶(jie)段试验(yan)将(jiang)于(yu)2017年(nian)年(nian)底(di)或2018年(nian)年(nian)初启(qi)(qi)动；预计5G第一个标(biao)准版本将(jiang)于(yu)2018年(nian)6月完(wan)成，完(wan)整版本或将(jiang)于(yu)2019年(nian)9月完(wan)成，并有望(wang)在2020年(nian)实(shi)现(xian)大规模商用。
面对第三阶段试(shi)验，为了做好配(pei)合，进一步丰富场景(jing)，我国(guo)未来计划在(zai)6个城市(shi)(shi)开展更多的试(shi)验，包括5G技(ji)术与智慧城市(shi)(shi)的核心规(gui)划结合，助(zhu)力智慧城市(shi)(shi)的建(jian)设(she)；借(jie)助(zhu)5G的试(shi)验推动双创，以及在(zai)工业互联网(wang)、智能制造方面充(chong)分利用5G技(ji)术。
智(zhi)(zhi)能工厂是5G技术的重(zhong)要(yao)应用场景(jing)之一。利用5G网络(luo)将生产设备无(wu)缝(feng)连接，并进一步打通设计(ji)、采购(gou)、仓储、物流等环节(jie)，使生产更加(jia)扁平(ping)化(hua)、定制(zhi)化(hua)、智(zhi)(zhi)能化(hua)，从(cong)而构造一个(ge)面向未来的智(zhi)(zhi)能制(zhi)造网络(luo)。在此，编者(zhe)整理了(le)业界(jie)对5G时代(dai)(dai)智(zhi)(zhi)能工厂的前景(jing)展望，让我们一同期(qi)待新时代(dai)(dai)的到来。
1、助推柔性制造 实现个性化生(sheng)产(chan)
全球人(ren)口正(zheng)在接近80亿，中产(chan)阶(jie)层(ceng)消(xiao)(xiao)费群不断扩大，有(you)望形成(cheng)(cheng)巨大市(shi)场(chang)，进而对消(xiao)(xiao)费布局产(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)影响。带有(you)客(ke)户需(xu)求(qiu)和产(chan)品(pin)“信(xin)息”功能(neng)的(de)(de)(de)系统成(cheng)(cheng)为(wei)(wei)硬件产(chan)品(pin)销(xiao)售(shou)新的(de)(de)(de)核心，个性(xing)化(hua)(hua)定制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)为(wei)(wei)潮流。为(wei)(wei)了(le)满足全球各地不同(tong)市(shi)场(chang)对产(chan)品(pin)的(de)(de)(de)多样化(hua)(hua)、个性(xing)化(hua)(hua)需(xu)求(qiu)，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)产(chan)企业内部需(xu)要(yao)更新现有(you)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)产(chan)模式，基于柔性(xing)技(ji)术的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)产(chan)模式成(cheng)(cheng)为(wei)(wei)趋势。国际(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)产(chan)工厂研(yan)究协会的(de)(de)(de)定义(yi)为(wei)(wei)：柔性(xing)制(zhi)(zhi)造系统是一个自动化(hua)(hua)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)产(chan)制(zhi)(zhi)造系统，在最(zui)少人(ren)的(de)(de)(de)干预下，能(neng)够(gou)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)产(chan)任何范(fan)围(wei)的(de)(de)(de)产(chan)品(pin)族，系统的(de)(de)(de)柔性(xing)通常受到(dao)系统设计时所考虑的(de)(de)(de)产(chan)品(pin)族的(de)(de)(de)限制(zhi)(zhi)。柔性(xing)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)产(chan)的(de)(de)(de)到(dao)来(lai)，催生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)了(le)对新技(ji)术的(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)。
一方面，在企业(ye)工厂内，柔性(xing)生(sheng)产(chan)对(dui)工业(ye)机(ji)器(qi)(qi)人的灵活移(yi)动(dong)性(xing)和差(cha)异化(hua)业(ye)务处理能力(li)有很(hen)高(gao)要求。5G利(li)用其自身无可比拟的独(du)特优势，助力(li)柔性(xing)化(hua)生(sheng)产(chan)的大规(gui)模(mo)普及(ji)。5G网(wang)络进入工厂，在减(jian)少机(ji)器(qi)(qi)与(yu)机(ji)器(qi)(qi)之(zhi)间(jian)线(xian)缆成本的同时，利(li)用高(gao)可靠性(xing)网(wang)络的连(lian)续覆盖，使机(ji)器(qi)(qi)人在移(yi)动(dong)过程中活动(dong)区域不(bu)受限，按需(xu)到达(da)各个地点(dian)，在各种场景中进行不(bu)间(jian)断工作(zuo)以及(ji)工作(zuo)内容的平(ping)滑(hua)切换。
5G网(wang)络(luo)(luo)也可使能(neng)各种具有差异化特征的(de)(de)业务需(xu)求(qiu)。大(da)型(xing)工厂中(zhong)，不(bu)同生产场景对网(wang)络(luo)(luo)的(de)(de)服务质(zhi)量要求(qiu)不(bu)同。精度要求(qiu)高(gao)的(de)(de)工序环节关(guan)键在(zai)于时(shi)延，关(guan)键性任务需(xu)要保证网(wang)络(luo)(luo)可靠性、大(da)流(liu)量数据即(ji)时(shi)分析和处(chu)理的(de)(de)高(gao)速率。5G网(wang)络(luo)(luo)以其端(duan)到端(duan)的(de)(de)切片技术(shu)，同一(yi)个核心网(wang)中(zhong)具有不(bu)同的(de)(de)服务质(zhi)量，按(an)需(xu)灵活(huo)调(diao)整(zheng)。如设备(bei)状态信息的(de)(de)上报被设为最高(gao)的(de)(de)业务等(deng)级等(deng)。
另一方(fang)面，5G可构建连接工厂内外的(de)人和(he)(he)机器为中心的(de)全方(fang)位信息生态(tai)系(xi)统，最终使任何(he)人和(he)(he)物(wu)在任何(he)时间、任何(he)地(di)点都能实现彼此信息共享。消(xiao)费(fei)者在要求个性化(hua)商(shang)品和(he)(he)服务(wu)的(de)同时，企(qi)业和(he)(he)消(xiao)费(fei)者的(de)关系(xi)发生变化(hua)，消(xiao)费(fei)者将参(can)与到企(qi)业的(de)生产过程中，消(xiao)费(fei)者可以跨地(di)域通过5G网络，参(can)与产品的(de)设计，并实时查询产品状态(tai)信息。
2、工厂维(wei)护模式(shi)全面升级
大(da)型企(qi)业的(de)(de)生产(chan)场景中，经常涉(she)及到跨工(gong)(gong)厂(chang)、跨地域(yu)设(she)备维护(hu)(hu)，远程问题定(ding)位等(deng)场景。5G技(ji)术在这些(xie)方面的(de)(de)应用，可以提升(sheng)运行(xing)(xing)、维护(hu)(hu)效率，降低成本(ben)。5G带来的(de)(de)不(bu)仅是万(wan)物互联，还(hai)有(you)万(wan)物信(xin)息(xi)(xi)交互，使得(de)未(wei)来智能(neng)工(gong)(gong)厂(chang)的(de)(de)维护(hu)(hu)工(gong)(gong)作突破工(gong)(gong)厂(chang)边界。工(gong)(gong)厂(chang)维护(hu)(hu)工(gong)(gong)作按照复杂(za)程度，可根(gen)据(ju)实际情况(kuang)由工(gong)(gong)业机(ji)器人(ren)(ren)(ren)或者(zhe)人(ren)(ren)(ren)与工(gong)(gong)业机(ji)器人(ren)(ren)(ren)协作完成。在未(wei)来，工(gong)(gong)厂(chang)中每个物体都是一(yi)个有(you)唯一(yi)IP的(de)(de)终(zhong)端(duan)，使生产(chan)环(huan)节(jie)(jie)的(de)(de)原材(cai)料都具有(you)“信(xin)息(xi)(xi)”属性。原材(cai)料会(hui)根(gen)据(ju)“信(xin)息(xi)(xi)”自(zi)动(dong)生产(chan)和(he)维护(hu)(hu)。人(ren)(ren)(ren)也变成了具有(you)自(zi)己IP的(de)(de)终(zhong)端(duan)，人(ren)(ren)(ren)和(he)工(gong)(gong)业机(ji)器人(ren)(ren)(ren)进入整个生产(chan)环(huan)节(jie)(jie)中，和(he)带有(you)唯一(yi)IP的(de)(de)原料、设(she)备、产(chan)品进行(xing)(xing)信(xin)息(xi)(xi)交互。工(gong)(gong)业机(ji)器人(ren)(ren)(ren)在管理工(gong)(gong)厂(chang)的(de)(de)同时，人(ren)(ren)(ren)在千里之(zhi)外也可以第一(yi)时间(jian)接收到实时信(xin)息(xi)(xi)跟进，并进行(xing)(xing)交互操作。
设想在未来有5G网络覆盖的一(yi)家(jia)智(zhi)能工厂里，当某(mou)一(yi)物(wu)体故障(zhang)发生时，故障(zhang)被以最(zui)高优(you)先级“零”时延上(shang)报到工业(ye)机(ji)器人(ren)(ren)(ren)。一(yi)般情况下，工业(ye)机(ji)器人(ren)(ren)(ren)可以根据(ju)自主学习的经验(yan)数据(ju)库在不(bu)经过(guo)人(ren)(ren)(ren)的干涉下完成修(xiu)复(fu)工作。另(ling)一(yi)种(zhong)情况，由工业(ye)机(ji)器人(ren)(ren)(ren)判断该故障(zhang)必(bi)须由人(ren)(ren)(ren)来进行操作修(xiu)复(fu)。
此时(shi)，人(ren)即使远(yuan)在(zai)地球的另一端，也可通过(guo)一台(tai)简单的VR和远(yuan)程(cheng)触觉(jue)感知技术的设备，远(yuan)程(cheng)控制工(gong)厂内的工(gong)业(ye)机(ji)器(qi)人(ren)到达故障现场(chang)(chang)进行修(xiu)复，工(gong)业(ye)机(ji)器(qi)人(ren)在(zai)万里(li)之外实时(shi)同步模拟(ni)人(ren)的动(dong)作(zuo)，人(ren)在(zai)此时(shi)如同亲临现场(chang)(chang)进行施工(gong)。
5G技术(shu)使得人(ren)(ren)和(he)(he)工业(ye)机(ji)(ji)器人(ren)(ren)在(zai)处理更复杂(za)场景(jing)时也(ye)能(neng)游刃有余。如在(zai)需(xu)要多人(ren)(ren)协作(zuo)修(xiu)复的(de)(de)情况下，即使相(xiang)隔了几大洲的(de)(de)不(bu)同(tong)专家(jia)也(ye)可(ke)以各自(zi)通过VR和(he)(he)远程触觉感(gan)知(zhi)设备，第一时间“聚集”在(zai)故障现场。5G网络(luo)的(de)(de)大流(liu)量能(neng)够(gou)满足VR中(zhong)高清(qing)图(tu)像的(de)(de)海(hai)量数据交互要求，极低时延使得触觉感(gan)知(zhi)网络(luo)中(zhong)，人(ren)(ren)在(zai)地球另一端也(ye)能(neng)把自(zi)己的(de)(de)动作(zuo)无误(wu)差地传递给工厂机(ji)(ji)器人(ren)(ren)，多人(ren)(ren)控制工厂中(zhong)不(bu)同(tong)机(ji)(ji)器人(ren)(ren)进行下一步修(xiu)复动作(zuo)。同(tong)时，借助万物互联，人(ren)(ren)和(he)(he)工业(ye)机(ji)(ji)器人(ren)(ren)、产品和(he)(he)原料全都(dou)被直接连(lian)接到各类(lei)相(xiang)关(guan)的(de)(de)知(zhi)识和(he)(he)经(jing)(jing)验数据库，在(zai)故障诊断时，人(ren)(ren)和(he)(he)工业(ye)机(ji)(ji)器人(ren)(ren)可(ke)参考海(hai)量的(de)(de)经(jing)(jing)验和(he)(he)专业(ye)知(zhi)识，提高问(wen)题定位(wei)精(jing)准(zhun)度(du)。
3、工业机器人(ren)加入“管理层”
在(zai)未来智能工厂生产(chan)的(de)环节(jie)中涉及到物流、上料、仓储等方案判(pan)(pan)断(duan)和(he)决策，5G技术(shu)能够为智能工厂提(ti)供全(quan)云(yun)化(hua)网络(luo)平台。精密传感(gan)技术(shu)作用(yong)于(yu)不计其数的(de)传感(gan)器，在(zai)极短(duan)时间(jian)内进(jin)行信(xin)息(xi)状态上报，大量工业(ye)级数据(ju)通过5G网络(luo)收集(ji)起来，庞大的(de)数据(ju)库(ku)开始(shi)形成，工业(ye)机器人结合云(yun)计算(suan)的(de)超级计算(suan)能力进(jin)行自主(zhu)学习和(he)精确(que)判(pan)(pan)断(duan)，给出(chu)最佳解(jie)决方案。在(zai)一(yi)些特定场景(jing)下，借助5G下的(de)D2D（Device-to-Device，意为：设备到设备）技术(shu)，物体与物体之间(jian)直接通信(xin)，进(jin)一(yi)步降低了业(ye)务端(duan)到端(duan)的(de)时延，在(zai)网络(luo)负荷实现(xian)分流的(de)同时，反(fan)应更为敏捷(jie)。生产(chan)制造各环节(jie)的(de)时间(jian)变(bian)得更短(duan)，解(jie)决方案更快更优(you)，生产(chan)制造效(xiao)率得以大幅度(du)提(ti)高。
我们可以想(xiang)象未来10年(nian)内，5G网络覆盖到工(gong)厂(chang)(chang)各个角落。5G技术控制的工(gong)业(ye)机器人(ren)(ren)(ren)(ren)，已经从玻璃柜里(li)走到了玻璃柜外，不分日(ri)夜地在(zai)车间中(zhong)自由穿梭，进(jin)行设备的巡检和(he)修理(li)，送料、质检或者高(gao)难度(du)的生(sheng)(sheng)产动作(zuo)(zuo)。机器人(ren)(ren)(ren)(ren)成(cheng)为(wei)中(zhong)、基层管(guan)理(li)人(ren)(ren)(ren)(ren)员，通过(guo)信(xin)息计算和(he)精确判断(duan)，进(jin)行生(sheng)(sheng)产协调和(he)生(sheng)(sheng)产决策。这里(li)只需要少数(shu)人(ren)(ren)(ren)(ren)承担工(gong)厂(chang)(chang)的运行监测和(he)高(gao)级(ji)管(guan)理(li)工(gong)作(zuo)(zuo)。机器人(ren)(ren)(ren)(ren)成(cheng)为(wei)人(ren)(ren)(ren)(ren)的高(gao)级(ji)助(zhu)手，替(ti)代人(ren)(ren)(ren)(ren)完成(cheng)人(ren)(ren)(ren)(ren)难以完成(cheng)的工(gong)作(zuo)(zuo)，人(ren)(ren)(ren)(ren)和(he)机器人(ren)(ren)(ren)(ren)在(zai)工(gong)厂(chang)(chang)中(zhong)得以共生(sheng)(sheng)。
4、按(an)需分配(pei)资源(yuan)
5G网络(luo)通(tong)过网络(luo)切片提供适用于(yu)各(ge)种制造(zao)场景的解决方(fang)案(an)，实(shi)(shi)现实(shi)(shi)时(shi)高效和低能耗(hao)，并简化部署(shu)，为智能工厂的未来发展(zhan)奠(dian)定坚(jian)实(shi)(shi)基(ji)础。
首先，利用网(wang)(wang)(wang)络切片技术保证按需分配(pei)网(wang)(wang)(wang)络资源，以满足不同(tong)制造场景下(xia)对网(wang)(wang)(wang)络的(de)(de)要求。不同(tong)应用对时延、移动性、网(wang)(wang)(wang)络覆(fu)盖(gai)、连接密(mi)度和连接成本有不同(tong)需求，对5G网(wang)(wang)(wang)络的(de)(de)灵活(huo)配(pei)置(zhi)尤其是对网(wang)(wang)(wang)络资源的(de)(de)合(he)理(li)快速分配(pei)及(ji)再(zai)分配(pei)提出了更严苛的(de)(de)要求。
作(zuo)为5G网(wang)(wang)络(luo)最重要(yao)的(de)特性(xing)，基(ji)于多种新技术组合的(de)端(duan)到端(duan)的(de)网(wang)(wang)络(luo)切(qie)片(pian)(pian)能(neng)力，可以将(jiang)所需的(de)网(wang)(wang)络(luo)资(zi)源(yuan)灵活动态地在(zai)全网(wang)(wang)中(zhong)面向不(bu)同的(de)需求进行分配及能(neng)力释(shi)放；根据服务(wu)管理提(ti)供的(de)蓝图和输入参数，创建网(wang)(wang)络(luo)切(qie)片(pian)(pian)，使其提(ti)供特定的(de)网(wang)(wang)络(luo)特性(xing)。比(bi)如(ru)极低的(de)时延(yan)、极高的(de)可靠(kao)(kao)性(xing)、极大的(de)带(dai)宽(kuan)等，以满(man)足(zu)不(bu)同应用场景对网(wang)(wang)络(luo)的(de)要(yao)求。例(li)如(ru)在(zai)智能(neng)工厂(chang)原型中(zhong)，为满(man)足(zu)工厂(chang)内的(de)关键(jian)(jian)事务(wu)处理要(yao)求，创建了关键(jian)(jian)事务(wu)切(qie)片(pian)(pian)，以提(ti)供低时延(yan)，高可靠(kao)(kao)的(de)网(wang)(wang)络(luo)。
在创(chuang)建(jian)网络切(qie)(qie)片(pian)的(de)过(guo)程中，需(xu)要(yao)调度基(ji)础设(she)施中的(de)资源(yuan)。包括接入资源(yuan)、传输资源(yuan)和云资源(yuan)等。而各(ge)个(ge)基(ji)础设(she)施资源(yuan)也都有各(ge)自的(de)管(guan)理功能。通过(guo)网络切(qie)(qie)片(pian)管(guan)理，根(gen)据(ju)客户不同(tong)的(de)需(xu)求(qiu)，为客户提供共(gong)享(xiang)的(de)或者隔离的(de)基(ji)础设(she)施资源(yuan)。由于各(ge)种资源(yuan)的(de)相互独(du)立性，网络切(qie)(qie)片(pian)管(guan)理也在不同(tong)资源(yuan)之间进行(xing)协同(tong)管(guan)理。在智能工厂原型中，展示了采用(yong)多层级的(de)、模(mo)块化的(de)管(guan)理模(mo)式，使整(zheng)个(ge)网络切(qie)(qie)片(pian)的(de)管(guan)理和协同(tong)更加通用(yong)、更加灵活并且易于扩展。
除(chu)了关键事(shi)务(wu)切(qie)(qie)(qie)(qie)片(pian)，5G智能工厂还将额(e)外创建移(yi)动宽带切(qie)(qie)(qie)(qie)片(pian)和大连接切(qie)(qie)(qie)(qie)片(pian)。不同(tong)切(qie)(qie)(qie)(qie)片(pian)在网络切(qie)(qie)(qie)(qie)片(pian)管理(li)系统的(de)调度下(xia)，共享同(tong)一(yi)基础设施，但又互不干扰，保持各自业务(wu)的(de)独立(li)性。
其次(ci)，5G能够优化网络连接(jie)，采取本(ben)地流量分(fen)(fen)流，以满足低(di)延(yan)迟(chi)的(de)(de)要求(qiu)。每个(ge)切片针对业务(wu)(wu)需求(qiu)的(de)(de)优化，不(bu)仅体现(xian)(xian)在(zai)网络功能特性的(de)(de)不(bu)同，还体现(xian)(xian)在(zai)灵(ling)活的(de)(de)部署方案上。切片内部的(de)(de)网络功能模(mo)块部署非常(chang)灵(ling)活，可按照业务(wu)(wu)需求(qiu)分(fen)(fen)别部署在(zai)多个(ge)分(fen)(fen)布式数据(ju)(ju)中心(xin)。原型(xing)中的(de)(de)关键事务(wu)(wu)切片为(wei)保(bao)证(zheng)事务(wu)(wu)处理的(de)(de)实时(shi)性，对时(shi)延(yan)要求(qiu)很高，将用户数据(ju)(ju)面功能模(mo)块部署在(zai)靠近终端(duan)用户的(de)(de)本(ben)地数据(ju)(ju)中心(xin)，尽可能地降低(di)时(shi)延(yan)，保(bao)证(zheng)对生产的(de)(de)实时(shi)控制和响应。
此外，采用(yong)分布(bu)式云计(ji)算(suan)技(ji)术(shu)，以(yi)灵活的(de)方式在本地数(shu)据(ju)中(zhong)心或集中(zhong)数(shu)据(ju)中(zhong)心部署基于NFV（Network Function Virtualization，意为：网络功能(neng)(neng)虚拟(ni)化(hua)）技(ji)术(shu)的(de)工业应用(yong)和(he)关键网络功能(neng)(neng)。5G网络的(de)高带宽和(he)低时(shi)延特性，使智能(neng)(neng)处理能(neng)(neng)力通过迁移(yi)到云端而大幅提升，为提升智能(neng)(neng)化(hua)水平铺平了道路。
在5G网络的(de)(de)连接下(xia)，智(zhi)能(neng)(neng)(neng)工厂(chang)成为(wei)了各项智(zhi)能(neng)(neng)(neng)技(ji)术(shu)(shu)的(de)(de)应(ying)用平(ping)台。除了上述(shu)四类(lei)技(ji)术(shu)(shu)的(de)(de)运用，智(zhi)能(neng)(neng)(neng)工厂(chang)有望与未来多项先(xian)进科技(ji)相结合(he)，实(shi)现(xian)(xian)资源(yuan)(yuan)(yuan)利(li)用、生产(chan)效(xiao)率(lv)和经济收益的(de)(de)最大化。例如借助5G高速网络，采集关键(jian)装备制造、生产(chan)过程(cheng)(cheng)、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)供给等环节的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)效(xiao)相关数据(ju)，使用能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)管理系统对能(neng)(neng)(neng)效(xiao)相关数据(ju)进行(xing)管理和分析，及(ji)时(shi)(shi)(shi)发现(xian)(xian)能(neng)(neng)(neng)效(xiao)的(de)(de)波动和异常，在保证正(zheng)常生产(chan)的(de)(de)前提下(xia)，相应(ying)地对生产(chan)过程(cheng)(cheng)、设备、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)供给及(ji)人(ren)员(yuan)等进行(xing)调整(zheng)，实(shi)现(xian)(xian)生产(chan)过程(cheng)(cheng)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)效(xiao)提高；使用ERP(Enterprise Resource Planning，意(yi)为(wei)：企业资源(yuan)(yuan)(yuan)计划(hua))进行(xing)原材(cai)(cai)料(liao)(liao)库存管理，包括(kuo)各种(zhong)原材(cai)(cai)料(liao)(liao)及(ji)供应(ying)商信息。当客户订单下(xia)达时(shi)(shi)(shi)，ERP自动计算所需(xu)的(de)(de)原材(cai)(cai)料(liao)(liao)，并(bing)且根据(ju)供应(ying)商信息即时(shi)(shi)(shi)计算原材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)采购时(shi)(shi)(shi)间，确(que)保在满足交货时(shi)(shi)(shi)间的(de)(de)同时(shi)(shi)(shi)做到库存成本最低甚至(zhi)为(wei)零。
因此，5G时代(dai)的(de)智能工厂将大幅改(gai)善劳(lao)动条件，减少生(sheng)产(chan)线人(ren)工干预，提(ti)高生(sheng)产(chan)过程(cheng)可控性，最重要的(de)是借助于信息化技(ji)术(shu)打(da)通企业(ye)的(de)各(ge)个流程(cheng)，实(shi)现从设(she)计、生(sheng)产(chan)到销售(shou)各(ge)个环节的(de)互(hu)(hu)联互(hu)(hu)通，并在此基础上(shang)实(shi)现资源的(de)整合优化，从而进一步提(ti)高企业(ye)的(de)生(sheng)产(chan)效率(lv)和产(chan)品质量。