5G的超高無線速度宠漩，將給社會(huì)的一切帶來一場升級(jí)革命。這就是量變引起質(zhì)變社會(huì)變革懊直。

5G時(shí)代扒吁，引爆人們對(duì)未來變化的遐想

5G應(yīng)用已經(jīng)成了熱門話題，如5G AR/VR旱醉、5G車聯(lián)網(wǎng)邀耽、還有重量級(jí)熱點(diǎn)5G智能制造。

那么5G智能制造是什么概念敬育，5G對(duì)于智能制造有什么樣的意義?

制造業(yè)在國家層面乃至整個(gè)人類社會(huì)扮演著至關(guān)重要的角色平葡，智能制造已然成為全球化課題和國家級(jí)戰(zhàn)略課題，很多國家都在智能制造領(lǐng)域進(jìn)行了規(guī)劃和部署零勃，如中國“中國制造2025”宗而、德國“工業(yè)4.0平臺(tái)”、美國“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃”等类菊。

5G就是高速信息通訊

信息通信系統(tǒng)升級(jí)是智能制造中很重要的一環(huán)攻躏，5G在使能智能工廠多樣化需求方面，有著絕對(duì)的優(yōu)勢。

華為Wireless X Labs通過典型的智能制造應(yīng)用場景和Use case跃唧，對(duì)智能制造對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的多樣化需求進(jìn)行研究茴怀。

X Labs是一個(gè)新的研究平臺(tái)，將運(yùn)營商剩喧，垂直行業(yè)合作伙伴和行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者聚集在一起寺晌，共同探索移動(dòng)應(yīng)用的未來用例，推動(dòng)企業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新澡刹，促進(jìn)開放的行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)呻征。如下為華為和德電針對(duì)5G端到端低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)在智能制造領(lǐng)域的聯(lián)合展示。

各個(gè)國家為啥都這么重視智能制造

廣義上智能制造是具有信息感知獲取罢浇、智能判斷決策陆赋、自動(dòng)執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過程及系統(tǒng)與模式的總稱。具體來看智能制造體現(xiàn)在制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié)與信息技術(shù)的融合嚷闭，如大數(shù)據(jù)攒岛、云計(jì)算、人工智能胞锰、物聯(lián)等技術(shù)灾锯。

簡而言之，智能制造具有以下特征：以智能工廠為載體嗅榕，以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)的智能化為核心顺饮，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)，以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)支撐凌那。通過自組織的柔性制造系統(tǒng)沿阁，實(shí)現(xiàn)高效的個(gè)性化生產(chǎn)的目標(biāo)。CIMES小編認(rèn)為董记，智能制造才是真正的自動(dòng)化生產(chǎn)铆贞，未來工廠通過智能的設(shè)備及控制系統(tǒng)，從原料到生產(chǎn)到成品的全自動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)檀塌，可以理解為你躺著睡大覺伶摩，飯菜就端到你的面前了。

以汽車生產(chǎn)線為例前河，智能制造柔性生產(chǎn)過程中务囤，定制化車輛通過云化的智能信息物理系統(tǒng)的調(diào)度在動(dòng)態(tài)生產(chǎn)線上自主移動(dòng)，完成生產(chǎn)步驟您风。動(dòng)態(tài)產(chǎn)線可按需組合以滿足不同車型和配置的需要幅挂，實(shí)現(xiàn)車輛定制化的生產(chǎn)，并且產(chǎn)線智能生產(chǎn)將大大縮短定制化周期参攻，同時(shí)也極大減少了汽車廠商的庫存以及資金占用腺帽，降低了生產(chǎn)成本怎晰。而傳統(tǒng)順序生產(chǎn)的汽車產(chǎn)線在靈活度上很難滿足高度定制化的需求，并且定制化生產(chǎn)周期更長敛苇。

智能制造對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)有哪些需求妆绞？

1）智能制造為什么需要無線通信

了解什么是智能制造后，顯而易見智能制造過程中云平臺(tái)和工廠生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)時(shí)通信枫攀、以及海量傳感器和人工智能平臺(tái)的信息交互括饶，和人機(jī)界面的高效交互，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)有多樣化的需求以及極為苛刻的性能要求来涨，并且需要引入高可靠的無線通信技術(shù)图焰。

高可靠無線通信技術(shù)在工廠的應(yīng)用來看，一方面蹦掐，生產(chǎn)制造設(shè)備無線化使得工廠模塊化生產(chǎn)和柔性制造成為可能技羔。另一方面，因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)可以使工廠和生產(chǎn)線的建設(shè)卧抗、改造施工更加便捷藤滥，并且通過無線化可減少大量的維護(hù)工作降低成本。

2）無線通信網(wǎng)絡(luò)在智能制造應(yīng)用面臨哪些挑戰(zhàn)

在智能制造自動(dòng)化控制系統(tǒng)中社裆，低時(shí)延的應(yīng)用尤為廣泛拙绊，比如對(duì)環(huán)境敏感高精度的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)、化學(xué)危險(xiǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)等谈毫。智能制造閉環(huán)控制系統(tǒng)中傳感器(如壓力哟俩、溫度等)獲取到的信息需要通過極低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞，最終數(shù)據(jù)需要傳遞到系統(tǒng)的執(zhí)行器件(如：機(jī)械臂侦萍、電子閥門咸壮、加熱器等)完成高精度生產(chǎn)作業(yè)的控制拿奥，并且在整個(gè)過程需要網(wǎng)絡(luò)極高可靠性均壳，來確保生產(chǎn)過程的安全高效。

此外母滤，工廠中自動(dòng)化控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)的工作范圍可以是或者幾百平方公里到幾萬平方公里拔翠，甚至可能是分布式部署。根據(jù)生產(chǎn)場景的不同城砖，制造工廠的生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)可能有數(shù)以萬計(jì)傳感器和執(zhí)行器翅窥，需要通信網(wǎng)絡(luò)的海量連接能力作為支撐。

5G網(wǎng)絡(luò)具備的能力

華為在北京懷柔率先完成了由IMT-2020(5G)推進(jìn)組組織的中國5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)無線技術(shù)第二階段測試廷诺。在C-Band 的測試環(huán)節(jié)中没惶，利用200MHz帶寬，通過5G新空口及大規(guī)模多入多出等技術(shù)進(jìn)行測試簇抵，小區(qū)峰值超過20Gbps庆杜，空口時(shí)延在0.5ms以內(nèi)射众，單小區(qū)大于1000萬連接。

和傳統(tǒng)的移動(dòng)通信技術(shù)相比晃财，5G將進(jìn)一步提升用戶體驗(yàn)：在容量方面叨橱，5G通信技術(shù)將比4G實(shí)現(xiàn)單位面積移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長1000倍;在傳輸速率方面，單用戶典型數(shù)據(jù)速率提升10到100倍断盛，峰值傳輸速率可達(dá)10Gbps(相當(dāng)于4G網(wǎng)絡(luò)速率的100倍);端到端時(shí)延縮短5倍;在可接入性方面：可聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量增加10到100倍;在可靠性和能耗方面：每比特能源消耗應(yīng)降至千分之一罗洗，低功率電池續(xù)航時(shí)間增加10倍。

5G典型制造業(yè)應(yīng)用場景

1）5G 使能工業(yè)AR應(yīng)用

在未來智能工廠生產(chǎn)過程中钢猛，人將發(fā)揮更重要的作用伙菜。然而由于未來工廠具有高度的靈活性和多功能性，這將對(duì)工廠車間工作人員有更高的要求厢洞。為快速滿足新任務(wù)和生產(chǎn)活動(dòng)的需求仇让，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR將發(fā)揮很關(guān)鍵作用，在智能制造過程中可用于如下場景：如：監(jiān)控流程和生產(chǎn)流程躺翻。生產(chǎn)任務(wù)分步指引丧叽，例如手動(dòng)裝配過程指導(dǎo);遠(yuǎn)程專家業(yè)務(wù)支撐，例如遠(yuǎn)程維護(hù)真葱。

在這些應(yīng)用中宴忱，輔助AR設(shè)施需要最大程度具備靈活性和輕便性，以便維護(hù)工作高效開展讨砍。因此需要將設(shè)備信息處理功能上移到云端巾妇，AR設(shè)備僅僅具備連接和顯示的功能，AR設(shè)備和云端通過無線網(wǎng)絡(luò)連接佩讨。AR設(shè)備將通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)獲取必要的信息(例如哥甲，生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)、生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)把毒、以及故障處理指導(dǎo)信息)裹耗。

在這種場景下AR眼鏡的顯示內(nèi)容必須與AR設(shè)備中攝像頭的運(yùn)動(dòng)同步，以避免視覺范圍失步現(xiàn)象徽捶。通常從視覺移動(dòng)到AR圖像反應(yīng)時(shí)間低于20ms痘宋，則會(huì)有較好的同步性，所以要求從攝像頭傳送數(shù)據(jù)到云端到AR顯示內(nèi)容的云端回傳需要小于20mms淡箱，除去屏幕刷新和云端處理的時(shí)延塌瑞，則需無線網(wǎng)絡(luò)的雙向傳輸時(shí)延在10ms內(nèi)才能滿足實(shí)時(shí)性體驗(yàn)的需求。而該時(shí)延要求蛔六，LTE網(wǎng)絡(luò)無法滿足荆永。

2）5G使能工廠無線自動(dòng)化控制

在自動(dòng)化控制中，倒立擺是典型的應(yīng)用国章。倒立擺原理用于機(jī)器人各種姿態(tài)控制具钥、航空飛船對(duì)接控制等姿態(tài)控制等工業(yè)應(yīng)用滔以。華為X Labs通過倒立擺驗(yàn)證5G對(duì)極低試驗(yàn)自動(dòng)控制的價(jià)值，研究表明氓拼，當(dāng)?shù)沽[運(yùn)行在4G模式下時(shí)你画，4G的過高時(shí)延，使得倒立擺的控制指令不能得到快速執(zhí)行桃漾，倒立擺起擺到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間過長坏匪，達(dá)到13.2秒。

當(dāng)運(yùn)行在5G模式下時(shí)撬统，5G的1ms超低時(shí)延适滓，使倒立擺的控制指令快速執(zhí)行，起擺到穩(wěn)態(tài)只用4秒恋追。通過對(duì)比番恭，可以看到5G低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)控制的巨大價(jià)值，網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延從4G的50ms減低至5G的1ms恕孙。

自動(dòng)化控制是制造工廠中最基礎(chǔ)的應(yīng)用坠诈，核心是閉環(huán)控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的控制周期內(nèi)每個(gè)傳感器進(jìn)行連續(xù)測量帘缤，測量數(shù)據(jù)傳輸給控制器以設(shè)定執(zhí)行器扯氯。典型的閉環(huán)控制過程周期低至ms級(jí)別，所以系統(tǒng)通信的時(shí)延需要達(dá)到ms級(jí)別甚至更低才能保證控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確控制憋屑，同時(shí)對(duì)可靠性也有極高的要求烟内。如果在生產(chǎn)過程中由于時(shí)延過長，或者控制信息在數(shù)據(jù)傳送時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤可能導(dǎo)致生產(chǎn)停機(jī)汽后，會(huì)造成巨大的財(cái)務(wù)損失面旋。

此外，在規(guī)模生產(chǎn)的工廠中两胃，大量生產(chǎn)環(huán)節(jié)都用到自動(dòng)控制過程吟沮，所以將有高密度海量的控制器、傳感器蛛蒙、執(zhí)行器需要通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接糙箍。

閉環(huán)控制系統(tǒng)不同應(yīng)用中傳感器數(shù)量渤愁、控制周期的時(shí)延要求牵祟、帶寬要求都有差異，典型來看抖格，周期時(shí)間和通信帶寬大小的一些典型值如下：

5G切片網(wǎng)絡(luò)可提供極低時(shí)延長诺苹、高可靠，海量連接的網(wǎng)絡(luò)雹拄，使得閉環(huán)控制應(yīng)用通過無線網(wǎng)絡(luò)連接成為可能收奔≌莆兀基于華為5G的實(shí)測能力：空口時(shí)延可到0.4ms,單小區(qū)下行速率達(dá)到20Gbps，小區(qū)最大可支持1000萬+連接數(shù)坪哄。由此可見质蕉，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中僅有5G網(wǎng)絡(luò)可滿足閉環(huán)控制對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求。

3）5G 使能工廠云化機(jī)器人

4）云化機(jī)器人的通信需求

在智能制造生產(chǎn)場景中翩肌，需要機(jī)器人有自組織和協(xié)同的能力來滿足柔性生產(chǎn)模暗，這就帶來了機(jī)器人對(duì)云化的需求。和傳統(tǒng)的機(jī)器人相比念祭，云化機(jī)器人需要通過網(wǎng)絡(luò)連接到云端的控制中心沽票，基于超高計(jì)算能力的平臺(tái)，并通過大數(shù)據(jù)和人工智能對(duì)生產(chǎn)制造過程進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算控制裙系。

通過云技術(shù)機(jī)器人將大量運(yùn)算功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能移到云端憋考，這將大大降低機(jī)器人本身的硬件成本和功耗。并且為了滿足柔性制造的需求眼膊，機(jī)器人需要滿足可自由移動(dòng)的要求绪樊。因此在機(jī)器人云化的過程中，需要無線通信網(wǎng)絡(luò)具備極低時(shí)延和高可靠的特征舆鸿。

5G網(wǎng)絡(luò)是云化機(jī)器人理想的通信網(wǎng)絡(luò)子特，是使能云化機(jī)器人的關(guān)鍵。5G切片網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)樵苹瘷C(jī)器人應(yīng)用提供端到端定制化的網(wǎng)絡(luò)支撐惕衩。5G網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到低至1ms的端到端通信時(shí)延挨伯，并且支持99.999%的連接可靠性，強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)能力能夠極大滿足云化機(jī)器人對(duì)時(shí)延和可靠性的挑戰(zhàn)协超。

華為已與德國與制造企業(yè)開展智能制造領(lǐng)域的合作履绎。如與Festo共同合作基于5G切片網(wǎng)絡(luò)的云化機(jī)器人的項(xiàng)目,項(xiàng)目通過5G uRLLC(超高可靠和低時(shí)延通信)切片網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)云化機(jī)器人閉環(huán)控制系統(tǒng)的高可靠性和實(shí)時(shí)性的滿足度進(jìn)行測試雕什。

機(jī)器人的軌跡信息和控制數(shù)據(jù)在制造云中處理有助于系統(tǒng)計(jì)算能力的擴(kuò)展和機(jī)器人平臺(tái)的節(jié)能缠俺。機(jī)器人生產(chǎn)服務(wù)與制造云的結(jié)合意味著將工業(yè)機(jī)器人的基本功能與高性能的計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)協(xié)同，5G切片網(wǎng)絡(luò)使能了這一應(yīng)用場景贷岸。

5）機(jī)器人與協(xié)同設(shè)施間的通信需求

在智能制造柔性生產(chǎn)中壹士，移動(dòng)機(jī)器人是關(guān)鍵的使能者。在生產(chǎn)過程中要求多移動(dòng)機(jī)器人之間的協(xié)同和無碰撞作業(yè)偿警，所以移動(dòng)機(jī)器人之間需要實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換滿足該需求躏救。移動(dòng)機(jī)器人和外圍設(shè)備間也需要進(jìn)行通信。例如螟蒸，如起重機(jī)或其他制造設(shè)施盒使。因此移動(dòng)機(jī)器人需要和周邊協(xié)同設(shè)施機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。

隨著智能制造場景的引入七嫌，制造對(duì)無線通信網(wǎng)絡(luò)的需求已經(jīng)顯現(xiàn)少办，5G網(wǎng)絡(luò)可為高度模塊化和柔性的生產(chǎn)系統(tǒng)提供多樣化高質(zhì)量的通信保障苞慢。和傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)相比，5G網(wǎng)絡(luò)在低時(shí)延英妓、工廠應(yīng)用的高密度海量連接挽放、可靠性、以及網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理等方面優(yōu)勢凸顯呈篱，是智能制造的關(guān)鍵使能者窟句。

機(jī)器視覺迎來黃金發(fā)展時(shí)期，企業(yè)怎么才能制造優(yōu)勢

巨頭接連布局機(jī)器視覺优诵，機(jī)器智能化逐漸成為現(xiàn)實(shí)吟筷。隨著近年工業(yè)自動(dòng)化中機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展，視覺技術(shù)不斷更新迭代药阔，使得其在智能制造中的地位日益顯現(xiàn)冲驶，包括生產(chǎn)自動(dòng)化中的各種檢測，定位和識(shí)別工作译教，以及人工智能杖扫、智能制造、無人機(jī)拖揩、自動(dòng)駕駛煎喘、智能醫(yī)生、智能安防等領(lǐng)域的進(jìn)步丽示，可以說機(jī)器視覺迎來黃金發(fā)展時(shí)期卫漫。

機(jī)器視覺的產(chǎn)業(yè)鏈可以分成上游的部件級(jí)市場、中游的集成和整裝市場肾砂，以及下游的應(yīng)用市場列赎。機(jī)器視覺的上游包括光源、鏡頭镐确、工業(yè)相機(jī)包吝、圖像采集卡、圖像處理軟件源葫、圖形交互界面诗越、工控機(jī)等圖像獲取的軟硬件提供商。此外還包含有電傳單元息堂、機(jī)械單元等核心零部件嚷狞。

中游是集成和整機(jī)設(shè)備商，設(shè)備組裝和集成環(huán)節(jié)考驗(yàn)的是企業(yè)性價(jià)比储矩、深度定制以及服務(wù)優(yōu)勢感耙；下游主要是應(yīng)用在半導(dǎo)體設(shè)備和電子這種制造行業(yè)褂乍、汽車持隧、印刷包裝即硼，還有煙草、交通等領(lǐng)域腕浴。

由于國內(nèi)機(jī)器視覺起步較晚圣谴，近年來才開始發(fā)展起來，真正的開始應(yīng)用阅六，所以中國的機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)主要集中于技術(shù)含量和價(jià)值量都較低的集成及設(shè)備組裝上母赶。

而國外部分工業(yè)視覺制造商具備全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，其基本壟斷了中高端市場芒单，視覺算法軟件主要有vision pro万杉、halcon、mil抗躺、hexsight奸冶、evision、avl等蛀篓；智能相機(jī)主要有康耐視卢历、基恩士、microscan丸爵、邦納等蜒秤。

總結(jié)來說，這是一個(gè)技術(shù)稱王亚斋，毛利率極高的產(chǎn)業(yè)作媚。而之前由于國外廠家壟斷了核心技術(shù)和服務(wù)場景較少的原因，整個(gè)行業(yè)偏窄帅刊，而現(xiàn)在國內(nèi)廠家開始對(duì)核心技術(shù)發(fā)起沖擊掂骏，同時(shí)深耕應(yīng)用場景，行業(yè)規(guī)暮裰溃快速擴(kuò)大弟灼，價(jià)格急速降低。但短期內(nèi)行業(yè)技術(shù)還是難以突破冒黑，核心利潤仍然被外資掌握田绑。

短期看3C，長期看整體

在應(yīng)用方面抡爹，機(jī)器視覺工業(yè)應(yīng)用廣泛掩驱，主要具有四個(gè)功能，引導(dǎo)和定位冬竟、外觀檢測欧穴、高精度檢測和識(shí)別。而從行業(yè)看，短期內(nèi)電子和半導(dǎo)體制造仍是工業(yè)視覺核心的下游應(yīng)用領(lǐng)域山椎，主要因?yàn)榘雽?dǎo)體和電子設(shè)備制造對(duì)工業(yè)視覺技術(shù)存在剛性需求吸坐。

工業(yè)視覺具有高精度的特點(diǎn)，天然適合高性能徒妒、精密的專業(yè)設(shè)備制造痢抹。以半導(dǎo)體制造為例，其前乘恩、中段過程都需要工業(yè)視覺的精密定位與視覺測量院籍，后段制程中晶圓的電器檢測、切割容蕉、AOI封裝衡达、檢測等過程都需要大量運(yùn)用工業(yè)視覺技術(shù)。

未來國內(nèi)企業(yè)首要需立足于電子行業(yè)亩当。我國早已成為世界上最大的3C產(chǎn)品制造國课娃，產(chǎn)能約占全球70%。但3C整體自動(dòng)化設(shè)備滲透率只有20%左右桃序，導(dǎo)致國內(nèi)機(jī)器視覺滲透也較低杖虾，因?yàn)闄C(jī)器視覺大都結(jié)合自動(dòng)化設(shè)備同時(shí)應(yīng)用。

隨著技術(shù)的發(fā)展和成本的下降媒熊，未來其他工業(yè)將接力3C成為行業(yè)發(fā)展的推動(dòng)力奇适。

（ENI經(jīng)濟(jì)和信息化網(wǎng)、搜狐號(hào)朗銳智科）

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)芦鳍，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享嚷往，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議柠衅。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布皮仁、編輯整理上傳，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)菲宴，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)贷祈。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片喝峦、文字如涉及作品版權(quán)問題势誊，請(qǐng)第一時(shí)間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容姚垂，以保證您的權(quán)益颊鳄！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。