探索5G+智能制造的应用场景

5G+协同设计

随着工业4.0的到来，复杂的制造系统在一定程度上加速了产业组织结构的转型。未来制造業中，每个工厂是独立运作的模式，同时每个工厂的数据量和执行速度的要求也越来越高。要求不同工厂之间能够做到网络协同，由计算机提供强大的建模和仿真环境，使产品的零部件从设计到工艺到生产及装配过程各环节的内容都在计算机上仿真实现，进行优化或系统设计，使产品研发的信息贯穿至各环节充分共享。

5G使网络协同设计成为可能，制造商、供应商、开发商之间基于5G共建一个网络协同结构，实现市场与研发、研发与生产、管理与通信的协同，从而形成一个完整的制造网络，由多个制造企业或参与者组成，它们相互交换商品和信息，共同执行业务流程。企业、价值链和产品生命周期这三个维度贯穿于各个价值链中的制造商与参与者之间。

5G+自动控制

自动控制是制造工厂中最基础的应用，核心是闭环控制系统。典型的闭环控制过程周期低至毫秒级别，同时对可靠性也有极高的要求。由于4 G的时延过长，部分控制指令不能得到快速执行，控制信息在数据传送时易发生错误，导致生产停机，造成巨大的财务损失。

5G能够优化网络连接，采取本地流量分流，可提供低时延、高可靠，海量连接的网络，使得闭环控制应用通过无线网络连接成为可能。每个切片针对业务需求的优化，不仅体现在网络功能特性的不同，还体现在灵活的部署方案上。切片内部的网络功能模块部署非常灵活，可按照业务需求分别部署在多个分布式数据中心，尽可能地降低时延，保证对生产的实时控制和响应。

5G+柔性生产

传统的柔性生产线，由于物理空间中的网络部署限制，制造企业在进行混线生产的过程中始终受到较大约束。

5G技术赋予机器人自我组织和协同的能力，提高机器的灵活性和差异化业务处理能力，降低硬件成本和功耗。同时，5G切片网络也能为云化机器人应用提供端到端定制化的网络支撑，使机器人具备自我组织与协同能力。

未来，5G将在提高生产线的灵活部署能力和提供弹性化的网络部署方式方面赋能柔性生产线。5G网络进入工厂，生产线上的设备可与云端结合，摆脱缆线的束缚，进行功能的快速更新和拓展，并且自由移动和拆分组合，在短期内实现生产线的灵活改造。

5G+柔性生产已经在广州市昊志机电股份有限公司得到应用，在5G进入工厂之前，靠大面积 Wi-Fi维持信号。据机电总监田胜介绍，“传统4G监控网络传输的画面不仅有卡顿、局部马赛克的现象，而且极易受到其他无线电信号的干扰，对生产要求苛刻的离散制造生产模式智慧工厂而言，不仅不允许而且潜藏安全隐患。”5G技术使用后，车间工人由原来70人减少至 11人，并最终到1-2 人，每年节省人力成本 700 多万元，整体生产效率提升 50% 左右。

5G+质量检测

现阶段工业品的质量检测基于传统人工检测手段，稍微先进一点的检测方法是将待检测产品与预定缺陷类型库进行比较，上述方法的检测精度和检测效率均无法满足现阶段高质量生产的要求，缺乏一定的学习能力和检测弹性，导致检测精度和效率较低。而且由于计算能力较弱，4G的时延过高、带宽较低，数据无法系统联动，处理都在线下进行，耗费极大的人力成本。

基于5G的智能检测，通过大数据并发，能够合理运用处理大数据，建立专家系统，同时，基于数据对生产制作过程中物料缺陷检测、探伤。生产制造数据借助5G的高速运算能力，识别异常数据，形成基于5G的故障诊断系统。摄像机可拍摄出要检测的物料或产品，传输给信息系统，系统进行视觉识别后进行计算，并对比系统中的实物，判断物料或产品是否合格。5G智能检测不需要检测人员自带手持设备观察波图等，可直接通过分析数据的方式确定故障，极大降低检测时间，提高了故障排除率。

据前瞻产业研究院的数据，中国每天在产线上进行目视检查的工人超过350万，但人工检测准确度不高。而5G可以用视频来监控产品的质量，然后通过5G传输连到后台进行大数据、人工智能的分析。

华星光电与腾讯合作，对面板海量图片进行快速学习与训练，建立高精度模型，实现机器自主质检，分类识别准确率88.9%，节省人力60%。清华大学与英业达集团合作，利用机器视觉发现PCB板故障近14%，每年产生效益近亿元。

商飞公司用8K高清摄像头扫描飞机蒙皮铆接质量，通过5G宽带快速连接企业的云平台，显著提升效率与检测质量。商飞还利用5G的低时延同步两个摄像头，将从两侧获取的视频合成飞机精确的3D视像。

5G+远程运维

传统车间在远程运维时需要工程师来回奔波，耗时耗力。5G具有百万级别的可连接物联网终端数量，可使生产设备的维护突破工厂边界，实现跨工厂、跨地域的远程故障诊断和维修。

浙江绍兴精功科技机器人公司产品远销海外，远程程序升级和排除故障需要工程人员出差完成，不仅成本高，而且响应慢。有了5G加持，工程人员可实现远程升级，代替上门服务。预计每年节省运维成本100万元以上，平均响应时间提早30小时，设备调试周期下降3天/套。

5G+透明工厂

5G能够为智能工厂提供全云化网络平台。通过5G网络收集大量工业级数据，工业机器人结合云计算的超级计算能力进行自主学习和精确判断，给出最佳解决方案，实现可视化的全透明工厂。

“透明工厂的‘透明就在于可以通过5G技术建立工厂生产制造数据快速交换桥梁，使数字孪生虚拟工厂与实际物理工厂保持实时同步，互相连接映射，虚拟工厂的仿真分析结果反向实时驱动数据平台及实际工厂，建立更深层次、更棒的数字孪生系统。”安徽视感科技公司负责人介绍。

视感科技团队牵头参与的中国商飞集团透明工厂建设方案，获评2019年“5G+工业互联网”试点示范项目。

5G+仓储物流

物流业作为服务业的一级阶梯，肯定将作为引领者普及5G的应用。5G+智能仓储可实现对物料信息实时追踪、连续补货，促进立体仓库高效流转，实现了仓储系统的自我运转及功能开发策略的提升。

京东长春亚洲一号仓，依托5G网络通信技术，推动人、机、车、设备的一体互联，包括自动驾驶、自动分拣、自动巡检、人机交互的整体调度及管理，实现人员定位管理，实时感知仓内生产区拥挤程度并及时进行资源优化调整，智能引导车辆进行作业，使园区高效有序。

杭州佰米智能科技是一家为物流企业提供技术服务的公司。在华为云助力下，企业运维成本降低70%，网点人工成本降低50%，数据库主库压力下降40%，构建起一套高效率、低成本的智慧物流体系。

5G+培训指导

传统工业培训缺乏专业的教学训练，设备开机也耗费大量成本，培训场地及人数受限，因此培训效率、效果大打折扣。

5G将满足远程多人协同设计、虚拟工厂操作培训等强交互工业 AR/VR的毫秒级低时延需求，增强用户与用户、用户与环境之间的交互体验。

另外，通过5G技术还能够将工厂和生产线搬进教室，在培训指导领域通过移动教室实现培训和指导，实现真正意义上的立体化教学。