“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”十大典型應用場景

日前，工信部發(fā)布“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”十大典型應用場景，為更多行業(yè)和企業(yè)應用“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”提供可借鑒的經(jīng)驗和模式。

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。

遠程設備操控。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(nèi)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。

設備協(xié)同作業(yè)。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(nèi)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(jié)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(diào)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。

柔性生產(chǎn)制造。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(nèi)置5G模組或部署的5G網(wǎng)關等設備接入5G網(wǎng)絡，實現(xiàn)設備連接無線化，大幅度減小網(wǎng)線布放成本，縮短生產(chǎn)線調(diào)整時間。通過5G網(wǎng)絡與多接入邊緣計算系統(tǒng)（MEC）結(jié)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(gòu)，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）等相結(jié)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。

現(xiàn)場輔助裝配。通過內(nèi)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。

機器視覺質(zhì)檢。在生產(chǎn)現(xiàn)場部署工業(yè)相機或激光掃描儀等質(zhì)檢終端，通過內(nèi)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(zhì)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(zhì)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。

設備故障診斷。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(nèi)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。

廠區(qū)智能物流。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(nèi)置5G模組或部署5G網(wǎng)關等設備可以實現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)自動導引車輛（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(diào)度系統(tǒng)，結(jié)合5G MEC﹢超寬帶（UWB）室內(nèi)高精度定位技術，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。

無人智能巡檢。通過內(nèi)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(jié)果，有效提升安全等級、巡檢效率及安防效果。

生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)測。在工業(yè)園區(qū)、廠區(qū)、車間等現(xiàn)場，通過內(nèi)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。