工業(yè)和信息化部在山西太原舉行采礦行業(yè)「5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)」現(xiàn)場工作會,并現(xiàn)場發(fā)布「5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)」第一批重點行業(yè)和應用場景。
「5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)」十個典型應用場景涉及:協(xié)同研發(fā)設計、遠程設備操控、設備協(xié)同作業(yè)、柔性生產(chǎn)制造、現(xiàn)場輔助裝配、機器視覺質檢、設備故障診斷、廠區(qū)智能物流、無人智能巡檢、生產(chǎn)智能監(jiān)測。
典型場景
(一)協(xié)同研發(fā)設計
場景描述:協(xié)同研發(fā)設計主要包括遠程研發(fā)實驗和異地協(xié)同設計兩個環(huán)節(jié)。遠程研發(fā)實驗是指利用5G及增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實(AR/VR)技術建設或升級企業(yè)研發(fā)實驗系統(tǒng),實時采集現(xiàn)場實驗畫面和實驗數(shù)據(jù),通過5G網(wǎng)絡同步傳送到分布在不同地域的科研人員;
科研人員跨地域在線協(xié)同操作完成實驗流程,聯(lián)合攻關解決問題,加快研發(fā)進程。異地協(xié)同設計是指基于5G、數(shù)字孿生、AR/VR等技術建設協(xié)同設計系統(tǒng),實時生成工業(yè)部件、設備、系統(tǒng)、環(huán)境等數(shù)字模型,通過5G網(wǎng)絡同步傳輸設計數(shù)據(jù),實現(xiàn)異地設計人員利用洞穴狀自動虛擬環(huán)境(CAVE)仿真系統(tǒng)、頭戴式5G AR/VR、5G便攜式設備(Pad)等終端接入沉浸式虛擬環(huán)境,實現(xiàn)對2D/3D設計圖紙的協(xié)同修改與完善,提高設計效率。
基礎條件:企業(yè)具有較為豐富的數(shù)字化研發(fā)與設計經(jīng)驗、較完善的數(shù)字化管理流程,具備跨地域5G網(wǎng)絡接入能力,以及AR/VR等基礎設施的建設條件。
(二)遠程設備操控
場景描述:綜合利用5G、自動控制、邊緣計算等技術,建設或升級設備操控系統(tǒng),通過在工業(yè)設備、攝像頭、傳感器等數(shù)據(jù)采集終端上內置5G模組或部署5G網(wǎng)關等設備,實現(xiàn)工業(yè)設備與各類數(shù)據(jù)采集終端的網(wǎng)絡化,設備操控員可以通過5G網(wǎng)絡遠程實時獲得生產(chǎn)現(xiàn)場全景高清視頻畫面及各類終端數(shù)據(jù),并通過設備操控系統(tǒng)實現(xiàn)對現(xiàn)場工業(yè)設備的實時精準操控,有效保證控制指令快速、準確、可靠執(zhí)行。
基礎條件:企業(yè)工業(yè)設備已完成自動化改造,具備開放的工業(yè)通信協(xié)議接口,具備穩(wěn)定可靠的5G網(wǎng)絡環(huán)境。
(三)設備協(xié)同作業(yè)
場景描述:綜合利用5G授時定位、人工智能、軟件定義網(wǎng)絡、網(wǎng)絡虛擬化等技術,建設或升級設備協(xié)同作業(yè)系統(tǒng),在生產(chǎn)現(xiàn)場的工業(yè)設備,以及攝像頭、傳感器等數(shù)據(jù)采集終端上內置5G模組或部署5G網(wǎng)關,通過5G網(wǎng)絡實時采集生產(chǎn)現(xiàn)場的設備運行軌跡、工序完成情況等相關數(shù)據(jù)。
并綜合運用統(tǒng)計、規(guī)劃、模擬仿真等方法,將生產(chǎn)現(xiàn)場的多臺設備按需靈活組成一個協(xié)同工作體系,對設備間協(xié)同工作方式進行優(yōu)化,根據(jù)優(yōu)化結果對制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、可編程邏輯控制器(PLC)等工業(yè)系統(tǒng)和設備下發(fā)調度策略等相關指令,實現(xiàn)多個設備的分工合作,減少同時在線生產(chǎn)設備數(shù)量,提高設備利用效率,降低生產(chǎn)能耗。
基礎條件:企業(yè)工業(yè)設備支持遠程操控,設備間協(xié)同作業(yè)流程和調度邏輯清晰,生產(chǎn)現(xiàn)場可實現(xiàn)5G網(wǎng)絡覆蓋。
(四)柔性生產(chǎn)制造
場景描述:數(shù)控機床和其他自動化工藝設備、物料自動儲運設備通過內置5G模組或部署5G網(wǎng)關等設備接入5G網(wǎng)絡,實現(xiàn)設備連接無線化,大幅減少網(wǎng)線布放成本、縮短生產(chǎn)線調整時間。通過5G網(wǎng)絡與多接入邊緣計算(MEC)系統(tǒng)結合,部署柔性生產(chǎn)制造應用。
滿足工廠在柔性生產(chǎn)制造過程中對實時控制、數(shù)據(jù)集成與互操作、安全與隱私保護等方面的關鍵需求,支持生產(chǎn)線根據(jù)生產(chǎn)要求進行快速重構,實現(xiàn)同一條生產(chǎn)線根據(jù)市場對不同產(chǎn)品的需求進行快速配置優(yōu)化。同時,柔性生產(chǎn)相關應用可與企業(yè)資源計劃(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、倉儲物流管理系統(tǒng)(WMS)等系統(tǒng)相結合,將用戶需求、產(chǎn)品信息、設備信息、生產(chǎn)計劃等信息進行實時分析、處理,動態(tài)制定最優(yōu)生產(chǎn)方案。
基礎條件:企業(yè)生產(chǎn)設備高度自動化、智能化,生產(chǎn)線可根據(jù)要求進行設備自主組合和參數(shù)自動配置,現(xiàn)場實現(xiàn)5G網(wǎng)絡覆蓋,設備具有5G網(wǎng)絡接入能力。
(五)現(xiàn)場輔助裝配
場景描述:通過內置5G模組或部署5G網(wǎng)關等設備,實現(xiàn)AR/VR眼鏡、智能手機、PAD等智能終端的5G網(wǎng)絡接入,采集現(xiàn)場圖像、視頻、聲音等數(shù)據(jù),通過5G網(wǎng)絡實時傳輸至現(xiàn)場輔助裝配系統(tǒng),系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行分析處理,生成生產(chǎn)輔助信息。
通過5G網(wǎng)絡下發(fā)至現(xiàn)場終端,實現(xiàn)操作步驟的增強圖像疊加、裝配環(huán)節(jié)的可視化呈現(xiàn),幫助現(xiàn)場人員進行復雜設備或精細化設備的裝配。另外,專家的指導信息、設備操作說明書、圖紙、文件等也可以通過5G網(wǎng)絡實時同步到現(xiàn)場終端,現(xiàn)場裝配人員簡單培訓后即可上崗,有效提升現(xiàn)場操作人員的裝配水平,實現(xiàn)裝配過程智能化,提升裝配效率。
基礎條件:企業(yè)具有AR/VR應用基礎,具備設備數(shù)采、設備系統(tǒng)運維管理經(jīng)驗,現(xiàn)場可實現(xiàn)5G網(wǎng)絡覆蓋,智能終端具備5G網(wǎng)絡接入能力。
(六)機器視覺質檢
場景描述:在生產(chǎn)現(xiàn)場部署工業(yè)相機或激光器掃描儀等質檢終端,通過內嵌5G模組或部署5G網(wǎng)關等設備,實現(xiàn)工業(yè)相機或激光掃描儀的5G網(wǎng)絡接入,實時拍攝產(chǎn)品質量的高清圖像,通過5G網(wǎng)絡傳輸至部署在MEC上的專家系統(tǒng),專家系統(tǒng)基于人工智能算法模型進行實時分析。
對比系統(tǒng)中的規(guī)則或模型要求,判斷物料或產(chǎn)品是否合格,實現(xiàn)缺陷實時檢測與自動報警,并有效記錄瑕疵信息,為質量溯源提供數(shù)據(jù)基礎。同時,專家系統(tǒng)可進一步將數(shù)據(jù)聚合,上傳到企業(yè)質量檢測系統(tǒng),根據(jù)周期數(shù)據(jù)流完成模型迭代,通過網(wǎng)絡實現(xiàn)模型的多生產(chǎn)線共享。
基礎條件:企業(yè)對產(chǎn)品/物料缺陷種類有明確定義,具有一定數(shù)量的缺陷樣本用于機器算法模型訓練,現(xiàn)場環(huán)境開闊,具備穩(wěn)定的光源條件及視覺質檢設備安裝條件,現(xiàn)場可實現(xiàn)5G網(wǎng)絡覆蓋,質檢終端具備5G網(wǎng)絡接入能力。
(七)設備故障診斷
場景描述:在現(xiàn)場設備上加裝功率傳感器、振動傳感器和高清攝像頭等,并通過內置5G模組或部署5G網(wǎng)關等設備接入5G網(wǎng)絡,實時采集設備數(shù)據(jù),傳輸?shù)皆O備故障診斷系統(tǒng)。
設備故障診斷系統(tǒng)負責對采集到的設備狀態(tài)數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)和現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)進行全周期監(jiān)測,建立設備故障知識圖譜,對發(fā)生故障的設備進行診斷和定位,通過數(shù)據(jù)挖掘技術,對設備運行趨勢進行動態(tài)智能分析預測,并通過網(wǎng)絡實現(xiàn)報警信息、診斷信息、預測信息、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等信息的智能推送。
基礎條件:企業(yè)設備具備數(shù)字化、網(wǎng)絡化基礎,具備豐富的設備故障診斷知識和數(shù)據(jù)樣本,現(xiàn)場可實現(xiàn)5G網(wǎng)絡覆蓋,設備具備5G網(wǎng)絡接入能力。
(八)廠區(qū)智能物流
場景描述:廠區(qū)智能物流場景主要包括線邊物流和智能倉儲。線邊物流是指從生產(chǎn)線的上游工位到下游工位、從工位到緩沖倉、從集中倉庫到線邊倉,實現(xiàn)物料定時定點定量配送。智能倉儲是指通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算和機電一體化等技術共同實現(xiàn)智慧物流,降低倉儲成本、提升運營效率、提升倉儲管理能力。
通過內置5G模組或部署5G網(wǎng)關等設備可以實現(xiàn)廠區(qū)內自動導航車輛(AGV)、自動移動機器人(AMR)、叉車、機械臂和無人倉視覺系統(tǒng)的5G網(wǎng)絡接入,部署智能物流調度系統(tǒng),結合5GMEC+超寬帶(UWB)室內高精定位技術,可以實現(xiàn)物流終端控制、商品入庫存儲、搬運、分揀等作業(yè)全流程自動化、智能化。
基礎條件:企業(yè)AGV、AMR、叉車等物流類設備已完成自動化改造,具備5G網(wǎng)絡接入能力;物流調度系統(tǒng)具備豐富的接口,可實現(xiàn)各種自動化設備的對接。全廠區(qū)實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的5G網(wǎng)絡覆蓋。
(九)無人智能巡檢
場景描述:通過內置5G模組或部署5G網(wǎng)關等設備,實現(xiàn)巡檢機器人或無人機等移動化、智能化安防設備的5G網(wǎng)絡接入,替代巡檢人員進行巡邏值守,采集現(xiàn)場視頻、語音、圖片等各項數(shù)據(jù),自動完成檢測、巡航以及記錄數(shù)據(jù)、遠程告警確認等工作;相關數(shù)據(jù)通過5G網(wǎng)絡實時回傳至智能巡檢系統(tǒng),智能巡檢系統(tǒng)利用圖像識別、深度學習等智能技術和算法處理,綜合判斷得出巡檢結果,有效提升安全等級、巡檢效率及安防效果。
基礎條件:企業(yè)巡檢設備(機器人、無人機等)已完成自動化改造,具備5G網(wǎng)絡接入能力;巡檢環(huán)境無明顯遮擋,實現(xiàn)5G網(wǎng)絡覆蓋,網(wǎng)絡傳輸環(huán)境良好。
(十)生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)測
場景描述:在工業(yè)園區(qū)、廠區(qū)、車間等現(xiàn)場,通過內置5G模組或部署5G網(wǎng)關等設備,各類傳感器、攝像頭和數(shù)據(jù)監(jiān)測終端設備接入5G網(wǎng)絡,采集環(huán)境、人員動作、設備運行等監(jiān)測數(shù)據(jù),回傳至生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng),對生產(chǎn)活動進行高精度識別、自定義報警和區(qū)域監(jiān)控,實時提醒異常狀態(tài),實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場的全方位智能化監(jiān)測和管理,為安全生產(chǎn)管理提供保障。
基礎條件:企業(yè)具備精益管理基礎,監(jiān)測方法、監(jiān)測指標明確,現(xiàn)場可實現(xiàn)5G網(wǎng)絡覆蓋,各類監(jiān)測終端具備5G網(wǎng)絡接入能力,具備整合各類垂直監(jiān)測系統(tǒng)應用的能力。
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原文標題:【新松多可 | 視點】工信部:5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的五大應用行業(yè)
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