5G+工业互联网 提升智能生产水平

与工业互联网融合发展,将推动制造业从单点、局部的信息技术应用向数字化、网络化和智能化转变,从而有力支撑制造强国、网络强国建设。

融合发展

2019年11月,工业和信息化部印发《“5G+工业互联网”512工程推进方案》(以下简称《方案》)。《方案》提出,到2022年,突破一批面向工业互联网特定需求的5G关键技术,打造5个产业公共服务平台,构建创新载体和公共服务能力;加快垂直领域的先导应用,内网建设改造覆盖10个重点行业;形成至少20大典型工业应用场景,促进制造业数字化、网络化、智能化升级,推动经济高质量发展。

2020年3月,《工业和信息化部办公厅关于推动工业互联网加快发展的通知》发布,《通知》明确指出加快新型基础设施建设,引导工业互联网平台增强5G、人工智能、区块链、增强现实/虚拟现实等新技术支撑能力。未来,5G将在工业互联网、在线教育、远程医疗等领域扮演重要角色,也将促进消费转型升级,激发新活力。

“5G﹢工业互联网”能够不断助力传统产业转型升级,推动工业化和信息化在更广范围、更高水平实现融合发展。目前,除航空、汽车、通信与电子、机械等领域外,矿业、港口、能源等领域也在加快探索5G与工业互联网的结合,产业投资拉动效果显著。

应用场景

5G不断推动工业互联网的高级场景应用。由于具有高带宽特性,5G能支撑基于机器视觉的产品质量检测等对网络带宽要求极高的业务;5G的低时延、高可靠特性,能满足运动控制等对网络时延要求十分严苛的业务;大连接特性,能为工业数据采集、远程运维等场景提供可靠的网络服务。随着5G技术的逐渐成熟,以5G为主的多种无线技术将更多地应用于工厂内网改造。

5G与工业互联网融合应用有八大类新型场景,分别为:5G+超高清视频、5G+AR(增强现实)、5G+VR(虚拟现实)、5G+无人机、5G+云端机器人、5G+远程控制、5G+机器视觉及5G+云化AGV(自动导引运输车)。

5G+超高清视频。在工业环境下高清视频主要应用于智慧园区的安防、人员管理等场景。通过5G将采集的监控视频/图像实时回传,结合边缘计算统一监控平台,实现人员违规、厂区环境风险监控的实时分析和报警,提高作业安全性。

5G+无人机。工业级无人机可以通过5G进行远程操控,并进行实时高清视频回传,可用于智慧园区的24小时不间歇、无死角的安防,或者恶劣环境下的设备巡检等场景。

5G+远程控制。在工业环境中,高空、有毒等恶劣环境不适合人工作业,这就需要远程控制机械来实现。远程控制不仅需要清晰度足够高的视频提供视觉支持,还需要实时稳定的网络保证操控的灵敏度和可靠性,5G可以满足这些方面的要求。

工业互联网

工业互联网是新一代信息技术与工业经济深度融合的全新经济生态、关键基础设施和新型应用模式,通过人、机、物的全面互联,实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接,将推动形成全新的生产制造和服务体系。工业互联网广泛应用于石化、钢铁、电子信息、家电、服装、能源、机械、汽车、装备、航空航天等行业和领域。

相比我国快速发展的消费互联网,工业互联网涉及生产设备类型多,业务链条长,服务模型复杂,对响应速度、可靠性和安全性要求高。工业设备实现联网、布放光纤存在困难,使用无线联网又存在扩展性低、低速率和抗干扰弱等问题,只有高可靠、高带宽、大连接的5G才能适应工业互联网的要求。

工业互联网核心产业包括:工业数字化装备产业、工业互联自动化产业、工业互联网网络产业。

工业数字化装备是具有数字通信、数字控制、智能分析等附加功能的设备、模块或装置,通常具有数字化感知、分析、推理、决策、控制能力。工业数字化装备产业范围涵盖面向工厂内制造、加工、检测、搬运等生产活动的通用设备、专用设备和智能仪器仪表等设备。工业数字化装备对工业互联网发展至关重要。

工业互联自动化包含工业控制、工业传感器、边缘计算网关等提供数字化感知、控制、执行等能力的产品与解决方案。工业互联自动化产业范围与传统工业自动化不同,多聚焦数采、数控、分析、可视化等相关产品。

工业互联网网络是构建工业环境下人、机、物全面互联的网络基础设施。工业互联网网络产业由工业通信网关、物联网模组、交换机、光纤接入设备等网络设备,工业无线、专线等网络服务,以及标识解析三部分构成。

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