有了5G智能工廠,規(guī)范行業(yè)碳足跡也可能變得更加容易。通過(guò)提供對(duì)工廠流程的更緊密控制,它可以讓組織監(jiān)控生產(chǎn)每個(gè)階段的能源使用情況并找到最節(jié)能的解決方案,從而幫助最大限度地減少能源消耗。
5G 智能工廠 | 沒(méi)有數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的公司已經(jīng)落后于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手
在1913 年,福特引入了第一條移動(dòng)裝配線,將制造汽車的生產(chǎn)時(shí)間從 12 小時(shí)減少到僅 93 分鐘。到今天,中國(guó)已然成為世界制造業(yè)的中心。
隨著技能差距越來(lái)越大,職位空缺越來(lái)越難以填補(bǔ),對(duì)于希望提高利潤(rùn)和生產(chǎn)力并獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的公司來(lái)說(shuō),提高工廠自動(dòng)化變得越來(lái)越重要。沒(méi)有數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的公司已經(jīng)落后于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
隨著 COVID-19 大流行的蔓延,我們能夠親眼目睹全球健康危機(jī)如何給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)無(wú)法預(yù)料的需求。通過(guò)觀察這些意想不到的市場(chǎng)變化和挑戰(zhàn)如何影響企業(yè),很明顯,制造業(yè)必須變得足夠高效和敏捷,才能快速增加產(chǎn)量并轉(zhuǎn)向支持不同的產(chǎn)品。由于不可避免的人員缺勤——在大流行期間和其他情況下——5G 智能工廠中的高度自動(dòng)化生產(chǎn)線是解決方案的關(guān)鍵部分,因?yàn)榻M織的目標(biāo)是在不造成不必要的產(chǎn)出損失的情況下度過(guò)危機(jī)。
5G 智能工廠自動(dòng)化的另一個(gè)好處是它有可能使制造商提高產(chǎn)量、降低運(yùn)營(yíng)成本并增加投資回報(bào)。隨著生產(chǎn)率的提高,工廠安全和產(chǎn)品質(zhì)量也可以得到改善,這要?dú)w功于更好的零件數(shù)據(jù)可追溯性和更嚴(yán)格的過(guò)程控制,最終可以減少故障,同時(shí)提高可靠性和可重復(fù)性。
新興的5G 網(wǎng)絡(luò)支持三種類型的通信,這些通信將用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT):
增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶,我們已經(jīng)在使用 4G 的移動(dòng)通信的更快版本。
大規(guī)模機(jī)器類通信 (mMTC),它有能力連接大量傳感器,每個(gè)傳感器都需要相對(duì)較低的帶寬。
超可靠、低延遲通信 (URLLC),允許對(duì)高精度、時(shí)間關(guān)鍵型操作進(jìn)行遠(yuǎn)程和自動(dòng)控制,具有真正改變游戲規(guī)則的潛力。
這些類型的通信中的每一種都可以幫助轉(zhuǎn)變制造鏈中的一個(gè)或多個(gè)主要功能。
當(dāng)我們開(kāi)始充分認(rèn)識(shí)到 5G 網(wǎng)絡(luò)的潛力時(shí),很容易想象這樣一個(gè)世界:接近工廠的送貨卡車能夠傳遞精確的貨物詳細(xì)信息和到達(dá)時(shí)間,以確保及時(shí)將零件轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)線或通過(guò) 5G 控制的無(wú)人機(jī)登記庫(kù)存控制。同時(shí),在智能工廠或倉(cāng)庫(kù)內(nèi),組件和在制品可能會(huì)使用能夠相互協(xié)調(diào)并與生產(chǎn)線或調(diào)度部門協(xié)調(diào)的自動(dòng)導(dǎo)引車 (AGV) 進(jìn)行運(yùn)輸。
范圍廣泛的設(shè)備可以連接到工廠 5G 網(wǎng)絡(luò)——所有設(shè)備在延遲、容量、吞吐量和移動(dòng)性方面都有不同的需求。
這是制造商真正受益于上述 5G 延遲的潛在優(yōu)勢(shì)的地方。隨著未來(lái)擺脫繁瑣的電纜,裝配機(jī)器人可以按照基于云的軟件和網(wǎng)絡(luò)邊緣的指令自由而精確地移動(dòng),同時(shí)測(cè)試儀器反饋指標(biāo)以進(jìn)行質(zhì)量控制和分析。同時(shí),傳感器網(wǎng)絡(luò)可以監(jiān)控生產(chǎn)線上的流程和通過(guò) 5G 智能工廠的產(chǎn)品標(biāo)簽,系統(tǒng)可以將這些與測(cè)試數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。在本地,一些流程甚至可以自我調(diào)節(jié)工作流程并與沿線的其他流程協(xié)調(diào)工作流程。
我們希望成為現(xiàn)實(shí)的一個(gè)重要轉(zhuǎn)變是增加人機(jī)交互。協(xié)作機(jī)器人旨在與人類在共享空間中安全地合作。雖然早期的協(xié)作機(jī)器人在速度和移動(dòng)方面受到限制以保護(hù)人類工人,但支持 5G 的協(xié)作機(jī)器人可以利用低延遲帶寬來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控傳感器輸出并優(yōu)化協(xié)作行為。
在危險(xiǎn)的環(huán)境中,或者技術(shù)人員在偏遠(yuǎn)地區(qū)工作的地方,機(jī)器人可以通過(guò)遠(yuǎn)距離鏡像和調(diào)整人類操作員的動(dòng)作來(lái)完成精細(xì)的操作,幾乎沒(méi)有延遲。
數(shù)字雙胞胎是物理對(duì)象或系統(tǒng)的軟件生成模型,是另一個(gè)可以對(duì)智能工廠車間產(chǎn)生積極影響的未來(lái)概念。通過(guò)人工智能 (AI) 和 5G,數(shù)字模擬結(jié)合了來(lái)自真實(shí)和模擬傳感器的信息,允許演練復(fù)雜情況以預(yù)測(cè)問(wèn)題和解決方案。Gartner 此前將該技術(shù)譽(yù)為首要戰(zhàn)略趨勢(shì),表明它可以通過(guò)避免停機(jī)和優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)的使用來(lái)為組織節(jié)省數(shù)十億美元。
隨著員工在家工作以幫助減少 COVID-19 的傳播,為提供基本產(chǎn)品和服務(wù)的制造和公用事業(yè)公司帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。
一些組織開(kāi)始更加依賴遠(yuǎn)程自動(dòng)化軟件,使他們的員工能夠通過(guò)安全連接(例如 VPN 鏈接)從家中的筆記本電腦或移動(dòng)設(shè)備操作工業(yè)系統(tǒng)。雖然遠(yuǎn)程軟件已經(jīng)被在辦公室、工廠或主控制室以外工作的關(guān)鍵人員使用了十多年,但在家中使用它是一種新的擴(kuò)展。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 是另一個(gè)工廠問(wèn)題解決方案:它可以幫助檢測(cè)運(yùn)營(yíng)效率低下的問(wèn)題,例如維護(hù)計(jì)劃不當(dāng)、減少生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間并有可能降低與機(jī)械故障相關(guān)的成本。
隨著我們開(kāi)始更充分地意識(shí)到這些可能性,5G 和 AI 還可以協(xié)作為人員提供身臨其境的體驗(yàn),以簡(jiǎn)化他們的工作。例如,在真實(shí)環(huán)境中疊加模擬對(duì)象可以改進(jìn)培訓(xùn)、增強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)并指導(dǎo)操作員完成仍需要人工干預(yù)的工廠程序。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 是另一個(gè) 5G 工廠問(wèn)題解決方案:它可以幫助檢測(cè)運(yùn)營(yíng)效率低下的問(wèn)題,例如維護(hù)計(jì)劃不當(dāng),減少生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間,并有可能降低與機(jī)械故障相關(guān)的成本。
最近,國(guó)際航空集團(tuán) (IAG) 與一家 AR 平臺(tái)供應(yīng)商合作,利用一項(xiàng)名為 Hangar 51 的新計(jì)劃,為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引入數(shù)字增強(qiáng)結(jié)構(gòu)檢查,對(duì)其 573 架飛機(jī)的維護(hù)和維修操作進(jìn)行改造。該項(xiàng)目取代了現(xiàn)有的(主要是基于紙張的)強(qiáng)制要求捕獲詳細(xì)照片和視頻證據(jù)的合規(guī)和培訓(xùn)流程,節(jié)省了大量時(shí)間。
該行業(yè)已經(jīng)將這些5G 創(chuàng)新變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。事實(shí)上,5G 控制工廠的第一個(gè)例子就是制造 5G 基礎(chǔ)設(shè)施的工廠。愛(ài)立信在得克薩斯州路易斯維爾的新型智能工廠技術(shù)于 2020 年生產(chǎn)出其首個(gè) 5G 毫米波基站,如今已全面投入生產(chǎn),利用 5G 和工業(yè) 4.0 實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化,并利用 200 多個(gè)運(yùn)行中的機(jī)器人的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
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