智能制造场景的5G 应用展望

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一、基于5G 的智能制造新模式

（一）个性化生产

随着社会经济水平的不断提升，消费者对产品的需要逐渐由功能性需求变化为了个性化需求，不仅要满足基本的功能需求，还要满足客户个人对于颜色、造型、材质等方面的个性化的需求，在传统的批量规模化生产模式下是无法不增加生产成本的情况下实现个性化生产的，随着信息技术的不断发展，传统的单一生产线逐步向柔性生产线转变，5G 技术的出现有效的解决了供应链客户端信息传递和生产线上信息传递的网络延时问题。在产业供应链的生产环节，柔性生产对生产线上各智能设备的灵活性与差异化业务处理能力的要求较低，5G 技术带来的网络传输能力的升级，助推了柔性生产的迅速推广。

生产工厂使用 5G 技术后，大幅降低生产设备之间线缆成本的同时，充分利用 5G可靠网络的连续覆盖能力，使工业机器人等智能设备在生产区域中移动不受限，根据需求到达各个地点，在不同的生产场景中进行连续生产和操作内容的顺利切换。大型生产工厂中，不同的工作场景对网络传递的具体要求不同，其中，高精度加工环节对信息传递的时延要求很高，关键性的生产任务必须确保网络的稳定性、可靠性、大流量数据的即时传递与处理[1]。5G 技术采用端到端的切片技术实现同一核心网中提供不同质量的服务，根据需求灵活分配调整，如各生产设备生产数据的上报就被设为最高优先级的业务等级。

（二）优化资源配置

5G 网络利用了网络切片为制造场景提供了合理的解决方案，降低能源消耗的同时也提高了生产效率，并简化了操作流程，智能工厂也是重要的发展趋势。

5G 网络切片可以实现网络资源的合理分配，以满足不同生产情景下的网络需求，工作场景不同对于网络覆盖、移动性、时延与连接密度等有不同的要求。因此，5G 网络对于资源配置的灵活性的要求也提高了。

网络切片在创建的当中，应当将基础资源设施合理分配，其中包含了资源接入与资源传输以及云资源，并且每个不同的资源也有自身特有的管理特征。利用5G 网络切片的管理功能，可以达到客户的差异化需求，同时也实现了设施资源的合理化利。因为不同资源有其特与的独立特性，不同资源也可以利用网络切片的有效管理实现相互协调与配合管理。

（三）远程维护

设备的维护在当前制造业服务化转型发展的产业发展模式下尤为重要，特别是大型制造企业的供应链的整条链条上经常涉及跨工厂、跨区域的生产设备和用户产品维护的问题。5G 网络技术大带宽、高速率、低时延的技术特点可以大幅提升维护效率和应用范围，降低运维成本。在应用 5G 网络技术的环境下，当无人工厂中某设备发生故障时，无人工厂中值守的工业机器人会第一时间作出判断，对于工业机器人能够解决的故障，它会第一时间前往排除故障，而工业机器人不能解决的故障则会第一时间上报到对应级别的管理者，此时，管理人员无论在任何地方，都可以通过工业互联网平台远程控制工厂内的机器人或者指导现场维护工人进行故障修复[3]。5G 网络技术使得人和设备在处理复杂工作场景没有网络带宽和延时的限制，即使在需要多人共同协作维护的工作情况下，不同地方的专家可以同时通过 V R 等远程维护设备共同诊断设备故障。5G的超大流量可以满足远程维护设备的海量交互数据的传输需求，同时，借助工业互联网平台，所有相关的工业大数据和相关知识经验都存储在工业互联网平台上，在远程维护时，人和工业机器人可以借助工业互联网平台上存储的海量知识与经验进行故障分析与修复。

二、5G 在智能制造场景的具体应用

（一）5G 智慧港口

5G 具备低延时、高可靠和大带宽的技术特点与港口的业务需求匹配度高，使其应用于港口生产控制成为可能。在5G 智慧港口，无人驾驶集卡可通过5G 网络实现远程视频回传、远程遥控驾驶、车路协同等应用；在堆场内通过5G 高精度定位、北斗等混合定位技术实现车辆厘米级的精准停靠定位和集装箱精确位置管理。同时，可以通过5G 网络将港口环境、能源等多种检测终端数据回传MEC 和港口云，实现港口本地化物联网监管。5G 技术与港口实际业务应用相结合，对现有港口进行自动化改造升级，实现港口作业流程的全方位高效监管，大幅度减少人力成本，降低码头安全事故[4]。

（二）5G 的智慧工厂

5G 智慧工厂降低了生产线的人力干预，有效提升了生产线的可控性，智慧工厂的重点在于利用信息化技术，增强了企业各部门之间的沟通交流，从而完成了从设计环节到生产线与销售环节之间沟通与联系，从而整合并优化资源，从而有效提升了产品的整体质量与生产效率。

（三）基于5G 的工业AR/VR

工业AR/VR 可以用于监控流程和生产流程、生产任务分步指引以及可视化作业/运维及远程协助等场景，对于网络性能有着极高的要求，这就使得 5G 与AR/VR 的结合成为必然。

三、结束语

综上所述，随着现代化制造技术与信息通信技术的密切融合，世界各国正积极开展以智能制造为核心的工业变革，我国也在加快各行业的智能制造发展进程。在制造业及信息通信技术深度融合发展的背景下，5G将会在智能制造中发挥更多的作用，并体现在企业的研发、生产、质量检测及设备运维等多个领域，帮助企业提高材料直通率和产品合格率，缩短了研发的周期，进而提高了生产效率，从而减少了综合成本，并促进企业市场竞争力的提升。