随着5G网络的不断完善,5G 在中国的发展以及对全球移动产业的影响也备受瞩目。预计到 2025 年,全球将有 411 个运营商在119 个国家和地区商用 5G,届时,全球 5G 用户数将达到18 亿,其中中国将占到总用户数近 45%,成为全球最大的 5G 市场。
2019年,伴随着中国5G 商用服务的开启,中国的移动运营商、垂直行业以及技术公司正在积极合作与实践,将5G 技术逐步应用于工业制造、交通运输、传媒与物流等诸多垂直行业,赋能行业的数字化转型。明确场景、制定标准、合作创新是推动5G 在行业发展的必要准则。本期内容中项网将通过一个典型的应用案例,分析5G技术在工业领域的具体应用。
案例背景:
三一重工作为全球装备制造业领先企业,网络安全、业务集中、物理环境复杂等特性非常突出,所以原来有线和无线专网较难满足网络通信需求。迫切需求高带宽、低时延、可靠性高、部署简单的网络,为多种智能制造提供联网化、智能化运营支持。
参与企业:
三一重工、中国移动、中国电信、中兴
主要挑战:
1. 在移动数据采集场景下,无法部署线缆或部署不方便,特别是老车间改造及手持、移动或旋转设备等终端成本高、难度大。
2. 在工业穿戴场景下,现场作业工人穿戴设备对移动性及带宽要求高, AR/VR 类应用推广受到通信手段和性能的限制。
3. 在工业控制( 现场/ 远程)场景下,生产线调整部署周期长,如户外挖掘机、室内AGV 等移动设备无法使用线缆进行控制。
案例概述:
2019 年5 月起,中兴通讯联合运营商在三一集团北京、长沙、常熟、昆山等园区建设商用化5G 网络与MEC 边缘云系统,为三一集团智能化升级提供最先进的5G 应用环境,并与视频监控、远程挖掘等业务进行对接,实现5G 在多方面的应用示范。三一集团5G+ 智能制造应用示范充分发挥了5G 大带宽、低时延等特性,为5G 在制造领域的应用发挥了重要示范引领作用,大幅提升了生产效率。未来将进一步探讨、挖掘5G+ 智能制造新的商业模式,促进制造产业转型升级。
解决方案:
2019 年5 月起,中兴通讯联合运营商针对三一集团高清安防监控、园区全景VR 直播、工业表计数据采集、基于视觉的云化AGV、远程挖掘机操控、智慧矿区等业务需求,进行5G 网络建设,开展5G AR、实时工业控制、云化AGV、远程操控及无人驾驶等应用创新试点,加速5G 与智能制造业新应用的研发和商业化进程。
(三一重工园区内5G网络实测)
1.
5G高清安防监控
:在三一集团总部十八号工厂,利用5G网络替换传统有线接入方式,将两路高清监控视频流通过5G 网络回传,并通过MEC 将视频流分发到园区监控中心,在用户无感的情况下顺利对接视频控制平台。
应用价值: 5G 提供上行60Mbps(满足4K 高清)的带宽,取代传统的有线网络,完全满足三一园区高清视频监控传输需求。
2.
5G园区全景VR直播:
通过在三一集团长沙总部园区办公楼顶楼架设VR全景摄像头,VR 视频流通过5G 网络和MEC 实时回传三一视频管理平台,并在北京三一监控大屏上进行全景监控图像展现和VR 头显演示。
应用价值:借助5G大带宽特性,满足园区360度全景超远程监控需求,并通过VR(虚拟现实)方式提升用户体验。
3.
5G工业
表记
数据采集:
采用5G 网络取代传统有线网络,针对三一长沙园区十八号工厂的数控机床的电表数据进行实时采集,无需改造仪表及控制网络即可实时显示在控制中心的数字仪表盘上,同时在工业网关上完成到IP 协议的转换。
应用价值:5G 网络可支持高并发、大数据量的通信,在信息采集、生产设备的运行状态监控以及仪表仪器的集中化管理方面提供高密度的接入服务。
4.
5G 视觉导航+云化AGV 调度:
通过在三一常熟索特园区部署基于5G 的视觉导航+云化AGV 调度,利用5G 大带宽的传输特性进行实时数据传输,并由5G MEC 统一进行视觉处理及调度,为园区智能化运输提供低成本、易部署的解决方案。
应用价值:相比磁条、磁带等传统导航方式,基于5G的视觉导航方式具备更高的灵活性,同时与WiFi 相比5G 的网络稳定性更高, 能够支撑更大规模的AGV 组网调度。此外,与激光导航相对比,基于MEC 云化的集中视觉处理方式可节约单台AGV 成本10% 以上。
5.
5G远程挖掘机:
在三一重工昆山园区,成功完成5G 远程挖掘机业务验证,通过远端控制台实时控制位于远处的无人驾驶挖掘机,并同步回传真实作业场景及全景视频实况。该项目的成功实践证明5G 技术可为恶劣环境下的挖掘机作业提供安全保障。
(5G远程挖掘机调试现场)
应用价值:提供低时延的端到端通讯保障,确保远程挖掘作业安全性和可靠性。
通过与三一重工联合开展的5G 创新应用试点示范,加深了传统通信厂商对智能制造企业的核心诉求理解:1.需要通过5G 网络助力5G 工业互联新生态在网络化、智能化、在线化方面的构筑;2. 需要构建一张5G工业互联专网、一批5G应用场景、一系列行业规范标准;3. 需要打造新型5G+AI 工业云平台,以实现制造企业全球化协同设计,并可根据个性化需求提供定制服务。
三一重工2020 年计划部署的5G 应用场景还包括:基于5G 的AR 远程工业巡检、基于5G 的产品质量检测等生产场景、基于5G 的物料盘点、基于5G 的无人驾驶、基于5G 的机器人操控等。5G 技术与智能制造应用的结合,将为制造业提供全新的通信解决方案,为全球各行业数字化转型树立了标杆。
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