“5G+工业互联网”四大应用场景
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Wi-Fi是一定范围内的无线网络通信，电波有效覆盖范围一般只有几十米，可以收发大容量数据且不发生费用，所以在企业、公园、车站、商场、酒店等各种场所广为使用。但是，与移动通信相比，Wi-Fi存在安全性问题，只要掌握Wi-Fi上网用户名和密码，任何人都可以接入网络。同时，Wi-Fi不够稳定，长时间使用经常会发生掉线情况，这决定了企业关键工序不能全面使用Wi-Fi。4G时代，最高下载速率为100Mbit/s、上传为50Mbit/s，传输还会延时，音频、视频和高清图像等大容量数据难以实时发送。而5G局域网不仅拥有“不发生通信费用”的Wi-Fi优势，还可以采用SIM认证，不经由公众网，就可以实现安全、专用和高速、高可靠性及低时延。 例如，德国博世公司采用5G局域网后，将电动螺丝刀接入专用网络，就会自动记录拧螺丝的转数、顺序等数据信息。博世公司借助5G对工业工程管理等解决方案进行测试或验证，不仅使得所制造的全部产品保持质量均衡，还能够在拧螺丝顺序发生错误时实时提醒改正。而且，电动螺丝刀同时将工业工程数据全部反馈到服务器上，除了有利于工业工程管理之外，还可以为其他产品提供可用信息。 博世公司此前是基于Wi-Fi实现这一管理过程的，后来发现5G局域网在抗频段干扰、带宽（尤其是上传）、超负荷以及网络安全方面，相对于Wi-Fi性能指标更好。工厂内不同的生产线可能采用不同的网络，因此有时根据需要可能要变换生产线，而Wi-Fi的网络通用性较差。未来的工业生产要使用大量数据，从大批量生产和销售的产品开发向适应客户个性化、定制化需求的产品开发转变，Wi-Fi较低的通用性将是一大制约。 从提高效率、降低成本的角度考虑，工厂内的网络也需要实现无线化。为了提高产品质量和生产率，许多工厂不断地推进自动化，对机器人的控制也需要无线化实时进行。但是，随着工厂规模的扩大和工业工程的复杂化，4G有时难以应对，而5G有望解决这些问题。 例如，奥迪公司采用5G局域网控制工业机器人以及AGV搬运机器人，在一些需要管理大量设备的关键工序中，也可以实现高稳定性、超低时延以及与有线网络同等的性能。同时，工业工程产生的各种数据也可通过5G局域网实时汇集到边缘终端或云计算中，通过人工智能进行处理，实现智能化。
奥迪公司通过 5G局域网控制 AGV搬运机器 人，为汽车制造生产线实时配送所需零部 件，实现厂内物流智能化 在德国，5G已经成为工业4.0的重要基础设施。除了奥迪、戴姆勒、大众等汽车制造企业，石油、化工、海港等企业以及公用事业领域也正在考虑5G网络的构建——5G技术带来的更低延迟、更高带宽、更快的速度和更大的容量正在推动制造业在各种领域的数字化转型。 ●场景三：周期式管理产品质量● 5G还可用于改善企业的质量管理。人工智能的视觉识别系统会以百万量级的图像数据集进行训练，以确保其能够识别所有潜在的缺陷，使得企业能够迅速识别那些可能影响产品质量的问题。 例如，捷普公司应用人工智能视觉识别技术，可在电路板制造的早期阶段发现潜在的错误，能够在35~40道工序的第2道或第3道就识别缺陷，检测故障的准确率达80%，节省了约17%的人工成本和约10%的能源。但是，这种方法需要依托5G才能访问大量实时、高质量的数据，以实现最高效率。利用QR码扫描和射频识别（RFID）追踪溯源方法，产品记录通常仅在到达时进行，并且仅记录位置和时间；如果产品不合格，则很难确定具体发生在数十道工序的哪个环节。通过在产品包装上安装5G传感器，供应链上下游各环节都可以无须手动检查，即可查询位置、温度、湿度和重量等包装信息，实时获得有关产品状态的反馈信息。 5G带来的不仅是万物互联，还有所有信息数据的追踪溯源，使得未来企业的质量管理工作不仅仅局限在工厂内开展。工业互联网时代，工厂中每个物品物料都是一个有唯一标识的终端，使得生产环节所使用的原材料或零部件都具有信息属性，会根据信息自动进入下一道工序或环节。员工的工作不是搬运物品物料，也不是操作机器设备，而是与带有唯一标识的原材料、生产设备、产品进行信息数据的交互。同时，借助工业互联网，产品和原材料及零部件的全部数据都可通过5G网络直接传输到各类相关的知识和经验数据库中。一旦产品发生故障，即可通过查询数据库，利用海量的经验和专业知识进行快速诊断，提高故障问题定位精准度，快速开展售后维修服务，从而实现产品的全生命周期管理。 产品全生命周期管理既是一个信息化管理系统，又是一种现代化管理理念。基于产品全生命周期管理，企业能够实现并行设计、柔性制造、敏捷制造、协同制造等先进的生产管理方式（如图3所示）。
随着5G覆盖到企业各个流程，产品将实现研发设计—制造—销售—售后服务—报废回收—再生利用的全生命周期质量管理。 第一，感知生产过程，采集海量数据。通过传感器、高清摄像头或3D工业相机进行数据采集，通过工业互联网进行数据分析，可为预测设备故障做出决策支持；可确认库存中可用的原材料或零部件；可代替仪器仪表的部分功能，更精确地进行工业测量以及在恶劣环境下有效收集数据等。 第二，网络化——高速传输、云端计算、互联互通。感知到大量数据后，如何将数据传输到数据中心或智能计算中心呢？这就需要依托5G。与以往在某一车间内直接对数据进行简单响应不同，企业需要把不同车间、不同分厂、不同时间段的数据汇聚到同一个工业互联网平台背后的数据中心或智能计算中心，进行复杂的数据计算和分析，从而优化出高价值的算法模型。 第三，打通供应链各环节的数据流，实现产品生命周期全过程智能化。如实时收集供应链各个环节产生的大量物流数据，能够帮助企业提高物流效率，降低运营成本。 ●场景四：按需式管理资源配置● 工业互联网最重要的价值是借助5G和区块链等技术打通企业的各个流程，实现从采购、设计、生产到销售各个环节的互联互通与分布式管理，并在此基础上实现资源的按需配置（如图4所示）。
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