5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)512工程推進(jìn)方案中的應(yīng)用場景淺析

“5G+”火了，5G+醫(yī)療、5G+高鐵、5G+物流等應(yīng)用場景不斷涌現(xiàn)。

工業(yè)和信息化部日前印發(fā)的《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案》中提出，到2022年，在“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”領(lǐng)域打造5個(gè)產(chǎn)業(yè)公共服務(wù)平臺(tái)，內(nèi)網(wǎng)建設(shè)改造覆蓋10個(gè)重點(diǎn)行業(yè)，形成至少20大典型工業(yè)應(yīng)用場景。

5G已成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中的恒久驅(qū)動(dòng)力。

為什么5G獨(dú)得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的青睞，源于5G憑借其技術(shù)優(yōu)勢能助力制造業(yè)實(shí)現(xiàn)“提質(zhì)、降本、增效”的目標(biāo)，從而使其走上數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的道路。

如今，5G在制造業(yè)中有哪些場景的應(yīng)用，效果如何？對此，雷鋒網(wǎng)特別整理了以下幾種應(yīng)用場景。

1 5G+鋼鐵

目前，我國鋼鐵行業(yè)的信息化、自動(dòng)化水平已經(jīng)躋身國際前列，成為離智能化最近的行業(yè)。

在新基建范圍明確后，如何通過5G技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)，成為了鋼鐵企業(yè)主要的思考問題。

5G在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用場景：

5G+人工智能廢鋼判定系統(tǒng)：依托5G技術(shù)可以實(shí)時(shí)采集廢鋼圖像，基于算法模型對廢鋼自動(dòng)進(jìn)行判級，極大降低員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升檢驗(yàn)過程的透明度和可追溯性。

5G+智能點(diǎn)檢：由于鋼鐵廠的設(shè)備雜而多，想要實(shí)現(xiàn)設(shè)備的可管、可控、可視非常困難。借助5G強(qiáng)大的數(shù)據(jù)傳輸速度，智能點(diǎn)檢可以實(shí)時(shí)的對設(shè)備信息進(jìn)行采集，再通過大數(shù)據(jù)分析處理，對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判，做到預(yù)知維修。

5G+智慧天車：天車是鋼鐵生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備之一，它集裝卸、搬運(yùn)、運(yùn)輸功能于一身，是決定鋼廠高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素。隨著無人化天車系統(tǒng)的普及，對于網(wǎng)絡(luò)的需求也日益增高。5G憑借超高速率、超低時(shí)延、超強(qiáng)穩(wěn)定等優(yōu)勢成為了無人化天車系統(tǒng)的最佳選擇。

5G+安全生產(chǎn)：由于冶金鋼鐵行業(yè)的特殊性，其安全生產(chǎn)問題尤為突出。通過5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，實(shí)現(xiàn)設(shè)備巡檢和高危作業(yè)場景，采用5G技術(shù)進(jìn)行無人化操作，通過高清視頻回傳，實(shí)現(xiàn)車間內(nèi)吊車的遠(yuǎn)程操作，提升生產(chǎn)安全性，減少安全事故發(fā)生。

由此可見，5G在鋼鐵行業(yè)的智能化發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用，它憑一己之力實(shí)現(xiàn)了工廠生產(chǎn)、設(shè)備、物流、能環(huán)、安全5大核心要素的效能提升，支撐著智慧鋼廠的建設(shè)。

2 5G+農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)作為勞動(dòng)力密集產(chǎn)業(yè)，在生產(chǎn)過程中存在著勞動(dòng)力成本高、人力資源短缺、效率低下等問題。

隨著5G技術(shù)的出現(xiàn)，越來越多“黑科技”被應(yīng)用到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，不僅降低了人工成本，還提升了農(nóng)作物的品質(zhì)。5G已然成為降本增效的大功臣。

5G在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用場景：智慧農(nóng)場、智慧林場、智慧畜牧和智慧漁場。

如果做細(xì)分的話則包括以下幾個(gè)方面：

智慧農(nóng)場：遠(yuǎn)程農(nóng)機(jī)設(shè)備操控、農(nóng)作物監(jiān)測、農(nóng)機(jī)設(shè)備自動(dòng)化作業(yè)；

智慧林場：森林資源、病蟲害、野生動(dòng)植物、森林防火監(jiān)測等；

智慧畜牧：畜牧生產(chǎn)管理水平，牲畜跟蹤、草場監(jiān)測、牲畜疫情與生長監(jiān)測等；

智慧漁場：漁場監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、水產(chǎn)品生長情況監(jiān)測、精準(zhǔn)魚食投放等。

5G智慧農(nóng)業(yè)的一大特點(diǎn)是以各類智慧器械代替人工，例如智能噴藥、無人駕駛拖拉機(jī)、無人機(jī)飛防等。農(nóng)場中布置的各類傳感器設(shè)備、探頭裝置負(fù)責(zé)收集信息將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，管理者基于分析處理后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行判斷與操作指令的下達(dá)，5G能夠讓管理者的命令立即到達(dá)并執(zhí)行，整個(gè)操作更加精準(zhǔn)高效。

目前在廣西、廣州、河南、重慶等多個(gè)地區(qū)都啟動(dòng)了智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)工作，助力農(nóng)業(yè)向智能化、數(shù)字化、精細(xì)化發(fā)向發(fā)展。

3 5G+汽車

人類第一次汽車工業(yè)革命成就了流水線大規(guī)模的生產(chǎn)，第二次革命實(shí)現(xiàn)了汽車的電子化，進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，汽車工業(yè)一直在尋求突破性革命性的變革。

伴隨著5G時(shí)代的到來，以智能化為主要業(yè)態(tài)的第三次革命，為汽車工業(yè)迎來了重要的機(jī)遇與變革。

5G技術(shù)與汽車的跨界融合產(chǎn)生的豐富智慧互聯(lián)場景，被認(rèn)為是現(xiàn)階段汽車行業(yè)發(fā)展的重要課題之一，汽車智能化不僅成為了新的發(fā)展趨勢，也將深刻改變?nèi)藗兊某鲂猩睢?/p>

未來，在整車及零部件企業(yè)生產(chǎn)制造過程中，基于5G的工業(yè)無線互聯(lián)網(wǎng)可將工廠內(nèi)部的人、機(jī)、物、料、環(huán)進(jìn)行連接并打通信息孤島，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的數(shù)字化，同時(shí)也為智能化無人工廠的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。

汽車零部件加工方面，特別是在動(dòng)力系統(tǒng)零部件加工中，5G技術(shù)將有廣泛應(yīng)用。比如通過在刀具刀柄或機(jī)床主軸加裝傳感器及通信模塊，利用5G技術(shù)將機(jī)床加工參數(shù)與運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)發(fā)送至監(jiān)控中心或接受加工指令，可以完成遠(yuǎn)程設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測預(yù)警或協(xié)同制造。

整車制造方面，在沖壓車間可利用5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)模具檢測數(shù)據(jù)采集和質(zhì)量控制聯(lián)動(dòng)、基于板材質(zhì)量數(shù)據(jù)采集和線體參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整、產(chǎn)線狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集等。焊裝車間里5G技術(shù)可應(yīng)用于焊群系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及靜態(tài)參數(shù)優(yōu)化、基于待焊接零件質(zhì)量數(shù)據(jù)采集的焊接參數(shù)自調(diào)整與優(yōu)化、真實(shí)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)的虛擬工廠的實(shí)時(shí)仿真。

未來，智能化AGV是實(shí)現(xiàn)物流及工裝運(yùn)輸、不同工藝單元或生產(chǎn)線組合連接的關(guān)鍵裝備，基于5G技術(shù)開發(fā)的AGV在實(shí)時(shí)控制、精確導(dǎo)航方面的優(yōu)勢結(jié)合RFID技術(shù)，將在整車生產(chǎn)廠內(nèi)物流方面有廣泛應(yīng)用前景。

5G的出現(xiàn)可以說解決了智能汽車、自動(dòng)駕駛等新概念對于高速、低延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的需求，促進(jìn)了汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

4 5G+航空

伴隨著5G技術(shù)的發(fā)展，美國85%的飛機(jī)以及歐洲一半以上飛機(jī)都實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)，但是我國僅有不足5%的飛機(jī)實(shí)現(xiàn)了空中接入互聯(lián)網(wǎng)。

顯而易見，對我國來說，5G+航空的融合應(yīng)用已成為迫切需要解決的問題。

在這一方面，中國商飛利用5G的技術(shù)優(yōu)勢聯(lián)合上海聯(lián)通共同打造了國內(nèi)首個(gè)5G民航“智慧工廠”。

5G在民航中的應(yīng)用場景：

人員管理：由于大飛機(jī)生產(chǎn)涉密性強(qiáng)、安保要求高，對人員出入進(jìn)行嚴(yán)格管理非常重要。通過5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)延低的特性，可以讓人臉與放在“云”端的存儲(chǔ)記錄可形成快速比對，從而大幅提高識(shí)別效率。

物品管理：用于大飛機(jī)生產(chǎn)的零配件成千上萬，不少工藝仍需要工匠手工完成，“智慧工廠”通過5G網(wǎng)絡(luò)承載的精準(zhǔn)室內(nèi)定位系統(tǒng)，可以把車間內(nèi)擺放的零配件定位誤差縮小在3厘米以內(nèi)。工匠通過室內(nèi)導(dǎo)航設(shè)備，可以迅速地實(shí)現(xiàn)物品的歸位。

數(shù)據(jù)采集：通過5G對數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)環(huán)節(jié)通常放在最后，這是一種事后監(jiān)管；如今，傳感器被植入數(shù)控機(jī)床，可實(shí)時(shí)采集機(jī)床運(yùn)行時(shí)的各種數(shù)據(jù)，并立刻把數(shù)據(jù)上傳到智慧平臺(tái)或“云”端，再與數(shù)據(jù)模型進(jìn)行不間斷比對，一旦系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常，短時(shí)間內(nèi)就能告警。

目前，基于5G的質(zhì)量檢測技術(shù)有效提升了零部件檢測效率和質(zhì)量。上海聯(lián)通將AR/VR技術(shù)與5G相融，實(shí)現(xiàn)大型民機(jī)制造工廠的沉浸式體驗(yàn)，并利用虛擬數(shù)據(jù)及模型與現(xiàn)實(shí)空間有機(jī)結(jié)合，輔助車間設(shè)備的巡檢及維護(hù)。

從目前項(xiàng)目合作成果來看，上海聯(lián)通將5G技術(shù)與邊緣計(jì)算、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，并融入飛機(jī)制造全過程，有效提升飛機(jī)制造生產(chǎn)效率、提高飛機(jī)裝配質(zhì)量、降低生產(chǎn)運(yùn)營成本。

5 5G+煤礦

煤炭行業(yè)作為傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)，具備環(huán)節(jié)多、戰(zhàn)線長、生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜、管理難度大等特點(diǎn)。

井下工作危險(xiǎn)是煤礦業(yè)最危險(xiǎn)的問題，所以智能化、無人化操作成為了每一個(gè)煤礦業(yè)人的期盼。而5G技術(shù)的應(yīng)用就將這一夢想變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。

煤礦的井下作業(yè)面有6套系統(tǒng)，每套系統(tǒng)采用獨(dú)立的光纖通信，數(shù)據(jù)無法融合，有線連接也無法適配礦山最重要的掘進(jìn)機(jī)作業(yè)面，打通礦山地面、井下建設(shè)一張網(wǎng)成為了煤礦業(yè)的棘手問題。

因5G網(wǎng)絡(luò)具備大帶寬、低時(shí)延、多連接的特性，自然就成為了煤礦專網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。

5G煤礦專網(wǎng)有四個(gè)特點(diǎn)：

一是井上井下一張網(wǎng)，生產(chǎn)辦公一張網(wǎng)；

二是網(wǎng)隨業(yè)動(dòng)，移動(dòng)覆蓋；

三是邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)不出礦，保障數(shù)據(jù)安全，并進(jìn)一步降低時(shí)延；

四是安全，5G NSA組網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備已經(jīng)獲得煤安認(rèn)證。

中國移動(dòng)與陽煤集團(tuán)、華為公司聯(lián)手打造的全國首座5G智慧煤礦誕生，陽煤集團(tuán)新元煤礦依托目前國內(nèi)地下最低的5G網(wǎng)——井下534米“超千兆上行”煤礦5G專用網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了煤礦智慧化管理，解決了煤炭行業(yè)的諸多痛點(diǎn)問題。

這座5G智慧煤礦的誕生為中國煤礦業(yè)向智能化方面發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。此外，河南首、山西省也進(jìn)行著5G智慧煤礦的建設(shè)。

八部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》中提出，到2025年，大型煤礦和災(zāi)害嚴(yán)重煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化；到2035年，各類煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化，構(gòu)建多產(chǎn)業(yè)鏈、多系統(tǒng)集成的煤礦智能化系統(tǒng)，建成智能感知、智能決策、自動(dòng)執(zhí)行的煤礦智能化體系。

6 5G+港口

作為交通運(yùn)輸?shù)闹匾獦屑~，港口在促進(jìn)國際貿(mào)易和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，全球貿(mào)易中大約有九成的貿(mào)易由海運(yùn)業(yè)承載。

由于，當(dāng)前整個(gè)港口行業(yè)正面臨勞動(dòng)力成本持續(xù)攀升、勞動(dòng)強(qiáng)度大以及人力短缺等諸多挑戰(zhàn)，降本增效、進(jìn)行自動(dòng)化升級改造成為了全球港口的共同訴求。

港口的智能化和信息化建設(shè)已成為提升其核心競爭力的重要手段，也是其降低物流成本、提高物流效率的關(guān)鍵所在。

5G作為千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要使能技術(shù)，在打造智慧港口過程中扮演著關(guān)鍵角色。

5G在智慧港口中的應(yīng)用場景：

無人駕駛：基于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特性，結(jié)合MEC技術(shù)、智能傳感技術(shù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)智慧港口無人駕駛集卡遠(yuǎn)程遙控指令的高速發(fā)送，以及異常情況下人工遠(yuǎn)程遙控?zé)o人駕駛集卡的需求。

機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程控制：依托5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特性，借助“端到端”的5G網(wǎng)絡(luò)部署，岸橋、場橋與遠(yuǎn)程控制中心的數(shù)據(jù)連接采用“5G+有線組網(wǎng)”方式，能夠提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃院挽`活性，結(jié)合碼頭操作管理系統(tǒng)、岸橋自動(dòng)控制系統(tǒng)、場橋自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)岸橋和場橋遠(yuǎn)程控制操作。

智慧安防和應(yīng)急指揮：在5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢的助力下，將無人機(jī)、布控球等前端設(shè)備實(shí)時(shí)拍攝的高清視頻回傳到智慧港口應(yīng)急指揮調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)碼頭實(shí)景與大屏視頻畫面同步，大幅提高碼頭指揮調(diào)度人員對港區(qū)現(xiàn)場突發(fā)情況的觀察和判斷能力，提升決策和執(zhí)行效率。

目前，中國移動(dòng)已助力青島港、舟山港、媽灣港等實(shí)現(xiàn)了智慧港口的建設(shè)，使它們向著智能化方向邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐。

5G技術(shù)已經(jīng)在多行業(yè)多領(lǐng)域有了重要應(yīng)用，但就目前5G的發(fā)展情況來看，仍舊處于探索階段。想要真正成為賦能千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)，仍需努力！
編輯：lyn