
5G通信系統(tǒng)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
- 2020-05-16 15:45:00
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對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō),5G的概念可能就是更高的網(wǎng)速,5G大帶寬帶來(lái)的上網(wǎng)體驗(yàn)提升是最直觀的,用手機(jī)可以實(shí)時(shí)觀看清晰度更高的視頻。
而更低的時(shí)延與更高的可靠性對(duì)C端用戶帶來(lái)的體驗(yàn)改善,相對(duì)來(lái)說(shuō)就小很多,打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)的時(shí)延從50ms降低到10ms,消費(fèi)者基本是感知不到差異的。
在工業(yè)領(lǐng)域,很多年前,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念就已提出,但直到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)如此普及的現(xiàn)在,工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的比例還是很小,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備涉及的應(yīng)用也都還很淺。主要原因在于,目前互聯(lián)網(wǎng)在時(shí)延和可靠性方面還達(dá)不到要求。
在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,情況并不一樣。工業(yè)各垂直領(lǐng)域行業(yè)特性迥異 ,知識(shí)壁壘很高,而且工業(yè)制造流程對(duì)可靠性和穩(wěn)定性要求非常高,目前的運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)還很難滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)性能方面要求。因此物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)展一直比較緩慢,還沒(méi)有產(chǎn)生比較成熟的商業(yè)模式和相對(duì)大體量的公司。
工業(yè)領(lǐng)域包括眾多垂直行業(yè),比較大的行業(yè)有制造業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、能源、建筑業(yè)、采掘業(yè)等,每個(gè)行業(yè)的特性差異巨大,物聯(lián)網(wǎng)與每個(gè)行業(yè)的結(jié)合,也都要根據(jù)行業(yè)自身特性來(lái)調(diào)整。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的目的就是能對(duì)工業(yè)過(guò)程實(shí)施精準(zhǔn)控制?;谇笆鰝鞲衅鲾?shù)據(jù)的采集、展示、建模、分析、應(yīng)用等過(guò)程,在云端形成決策,并轉(zhuǎn)換成工業(yè)設(shè)備可以理解的控制指令,對(duì)工業(yè)設(shè)備進(jìn)行操作,實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備資源之間的精準(zhǔn)的信息交互和高效協(xié)作。
當(dāng)前大部分場(chǎng)景的工業(yè)控制系統(tǒng)還需要部署在本地,受通信技術(shù)和處理能力的限制,工業(yè)云平臺(tái)涉及工業(yè)控制的的深度還不夠。5G技術(shù)可以滿足工業(yè)系統(tǒng)對(duì)通對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō),高可靠低時(shí)延的通信系統(tǒng)可以說(shuō)是至關(guān)重要。
一直以來(lái)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用只能停留在表層的數(shù)據(jù)采集展示和由此延伸出來(lái)的一些管理功能,很難涉及到工業(yè)系統(tǒng)的控制等核心領(lǐng)域,其中通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和延時(shí)達(dá)不到要求是其中主要的制約因素。信能力的要求,實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制的目標(biāo)。
當(dāng)前的移動(dòng)通信系統(tǒng)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用涉及并不深入,雖然4G在網(wǎng)速上已經(jīng)有很大的提升,能滿足用戶隨時(shí)觀看視頻的需求,但網(wǎng)絡(luò)的可靠性和時(shí)延都還有很大的提升空間,并不能滿足工業(yè)場(chǎng)景的要求。工業(yè)領(lǐng)域?qū)νㄐ畔到y(tǒng)的這些需求,5G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以很好的滿足,極低的時(shí)延,保證了工業(yè)領(lǐng)域?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和控制的要求;高可靠的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量,確保了工業(yè)系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定性的要求;大帶寬則可以實(shí)現(xiàn)高清3D視頻,甚至AR的傳輸,在遠(yuǎn)程操控領(lǐng)域大幅提高了操作精度。
二、5G在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
1、一臺(tái)遠(yuǎn)在石家莊工地上的挖掘機(jī),通過(guò)5G技術(shù)與設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)的駕駛室相連,不僅可在惡劣環(huán)境下作業(yè),甚至可以打造無(wú)人工地。
2、參觀者可以在現(xiàn)場(chǎng)駕駛室真人駕駛,同步實(shí)時(shí)控制位于石家莊的挖掘機(jī),進(jìn)行挖掘機(jī)前后、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及大臂、小臂、挖斗配合挖掘裝車等操作,操作臺(tái)對(duì)面的大屏幕通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)高清視頻同步傳遞真實(shí)場(chǎng)景及全景視頻效果。
3、愛(ài)立信和德國(guó)弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)研究院(Fraunhofer IPT)共同合作研究新的方法來(lái)改進(jìn)工業(yè)控制流程,實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)制造過(guò)程中的缺陷。其中有一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是葉盤的生產(chǎn)制造領(lǐng)域,葉盤是噴氣式航空發(fā)動(dòng)機(jī)中渦輪的重要組成部分,由輪盤和圍繞輪盤邊緣的眾多葉片組成,葉盤制造是金屬加工典型的應(yīng)用。
如果通過(guò)引入5G與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化后,返工率可以降低10%,就相當(dāng)于減少了單位產(chǎn)品的加工時(shí)間。換算成機(jī)器成本的話,單葉盤成本可以降低3600歐元,全球葉盤的產(chǎn)量大概一年10萬(wàn)片,這就意味著,通過(guò)5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控,一年可以節(jié)省3.6億歐元的成本。
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