從機(jī)器和大規(guī)模工廠化生產(chǎn)的出現(xiàn)開(kāi)始，生產(chǎn)與科技革命便從未停止。自工業(yè)4.0的概念被提出起，為了實(shí)現(xiàn)智能制造與智能服務(wù)，就必須采取各種新思維、新技術(shù)、新模式，引入信息物理系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、認(rèn)知計(jì)算和人工智能等技術(shù)以迎接愈發(fā)充滿挑戰(zhàn)和機(jī)遇的時(shí)代。而隨著5G的到來(lái)，有許多人相信工業(yè)4.0將會(huì)朝新的階段邁進(jìn)。

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用工業(yè)4.0恢復(fù)生產(chǎn)與預(yù)防公共危機(jī)

在新冠肺炎疫情爆發(fā)之后，中國(guó)的供應(yīng)鏈承受著巨大的壓力，制造業(yè)遭受到了很大沖擊。針對(duì)新冠疫情對(duì)制造業(yè)的影響，有咨詢分析機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，占全球制造業(yè)總產(chǎn)量28.4%的中國(guó)制造商們會(huì)盡快采用工業(yè)4.0操作程序來(lái)提高靈活性，在定制的智能工廠環(huán)境中操作運(yùn)行，與支持整個(gè)制造生命周期的資源和服務(wù)相連接，在不依賴單一制造基礎(chǔ)的情況下實(shí)現(xiàn)來(lái)源多樣化，有望實(shí)現(xiàn)與疫情或其他類似公共危機(jī)帶來(lái)的威脅告別。

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工業(yè)4.0是一次漫長(zhǎng)的革命，一方面，此次疫情或?qū)?duì)工業(yè)4.0革命起到推動(dòng)作用，另一方面，以智能制造為核心的第四次工業(yè)革命又將緩解生產(chǎn)和分銷短缺的問(wèn)題，從而在今后的生產(chǎn)過(guò)程中更好地應(yīng)對(duì)類似事件。

5G技術(shù)與工業(yè)變革相輔相成

2019年是我國(guó)5G商用元年，在“新基建”浪潮的推動(dòng)下，我國(guó)5G發(fā)展的政策紅利將進(jìn)一步釋放。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院的《2019年中國(guó)5G產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)研究報(bào)告》預(yù)測(cè)，往后15年全球5G產(chǎn)業(yè)投資額將高達(dá)3.5萬(wàn)億美元，其中中國(guó)市場(chǎng)占約30%。

依據(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)政策，化工、機(jī)械、船舶、飛機(jī)制造等工業(yè)領(lǐng)域，正在積極推進(jìn)5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合應(yīng)用和創(chuàng)新發(fā)展。在國(guó)際上，為了推動(dòng)5G在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域落地，“5G產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化聯(lián)盟”（5G-ACIA）應(yīng)運(yùn)而生，組織成員既囊括了傳動(dòng)自動(dòng)化和制造業(yè)代表如西門(mén)子、博世、ABB、三菱等，又涵蓋了信息和通信技術(shù)行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)如DT、Vodafone、中國(guó)移動(dòng)等。

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工業(yè)4.0追求實(shí)現(xiàn)制造的自動(dòng)化、信息化，再借助數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，最終走向智能化。5G的運(yùn)用和深入將成為推動(dòng)智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，與此同時(shí)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也是加快5G商用規(guī)模部署的重要突破口之一，二者相輔相成。

5G應(yīng)用賦能工業(yè)分支

根據(jù)5G-ACIA白皮書(shū)《5G for Connected Industries and Automation》，5G的應(yīng)用貫穿了工業(yè)制造的全過(guò)程，覆蓋了供應(yīng)鏈管理、AGV、柔性制造、生產(chǎn)過(guò)程控制、機(jī)器協(xié)作、庫(kù)存管理、產(chǎn)品交付管理等各個(gè)環(huán)節(jié)。5G將成為未來(lái)工廠的中樞神經(jīng)，應(yīng)用場(chǎng)景隨處可見(jiàn)，將為工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)顛覆性的變化。

1. 機(jī)器視覺(jué)

隨著近年工業(yè)自動(dòng)化中機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展，視覺(jué)技術(shù)不斷更新迭代，使得其在智能制造中的地位日益顯現(xiàn)。包括生產(chǎn)自動(dòng)化中的各種監(jiān)測(cè)、定位和識(shí)別工作，以及人工智能、無(wú)人機(jī)、自動(dòng)駕駛、智能醫(yī)生、智能安防等領(lǐng)域的進(jìn)步，可以說(shuō)機(jī)器視覺(jué)將迎來(lái)黃金發(fā)展時(shí)期。

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工業(yè)視覺(jué)具有高精度的特點(diǎn)，天然適合高性能、精密的專業(yè)設(shè)備制造。而5G大帶寬、低時(shí)延以及邊緣計(jì)算的特性，使之能和工業(yè)視覺(jué)直接相關(guān)，提供一個(gè)便捷、高速的通信網(wǎng)絡(luò)。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)原本孤立的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)5G很方便地與工廠的中央系統(tǒng)進(jìn)行連接、收集和數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而得到設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，最終可達(dá)到提質(zhì)、增效、降成本的效果。

在具體的企業(yè)案例中，中國(guó)電信采用 5G+機(jī)器視覺(jué)分析和 5G+MEC+supOS 工業(yè)操作系統(tǒng)等解決方案，為工業(yè)大數(shù)據(jù)的分析和挖掘奠定基礎(chǔ)，構(gòu)建水泥行業(yè)互聯(lián)智能工廠，實(shí)現(xiàn)設(shè)備使用率提升約 20%，單位產(chǎn)品成本下降10%~20%。

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據(jù)業(yè)內(nèi)人士表示：“中國(guó)是消費(fèi)電子制造大國(guó)，消費(fèi)電子的制造過(guò)程中質(zhì)檢環(huán)節(jié)非常多，目前以純?nèi)斯せ驈?qiáng)端側(cè)的昂貴進(jìn)口設(shè)備為主。有了大帶寬低時(shí)延的 5G 之后，通過(guò) 5G+AI+機(jī)器視覺(jué)，能夠改變整個(gè)質(zhì)檢環(huán)節(jié)，這是目前5G+機(jī)器視覺(jué)是在工業(yè)方面非常能夠落地的一個(gè)點(diǎn)?！?/p>

2 . 工廠無(wú)線自動(dòng)化控制

自動(dòng)化控制是制造工廠中最基礎(chǔ)的應(yīng)用，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(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給控制器以設(shè)定執(zhí)行器。典型的閉環(huán)控制過(guò)程周期低至毫秒（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，同時(shí)對(duì)可靠性也有極高的要求。如果在生產(chǎn)過(guò)程中由于時(shí)延過(guò)長(zhǎng)，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)，會(huì)造成巨大的財(cái)務(wù)損失。

在規(guī)模生產(chǎn)的工廠中，大量生產(chǎn)環(huán)節(jié)都用到自動(dòng)控制過(guò)程，所以將有高密度海量的控制器、傳感器、執(zhí)行器需要通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。閉環(huán)控制系統(tǒng)不同應(yīng)用中傳感器數(shù)量、控制周期的時(shí)延要求、帶寬要求都有差異。

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相較于原本的4G模式，5G切片網(wǎng)絡(luò)可提供極低時(shí)延長(zhǎng)、高可靠、海量連接的網(wǎng)絡(luò)，使得閉環(huán)控制應(yīng)用通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接成為可能。基于華為5G的實(shí)測(cè)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(wàn)+連接數(shù)。由此可見(jiàn)，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，這將會(huì)為自動(dòng)控制帶來(lái)巨大價(jià)值。

3 . 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，移動(dòng)機(jī)器人是關(guān)鍵的使能者。在生產(chǎn)過(guò)程中要求多移動(dòng)機(jī)器人之間的協(xié)同和無(wú)碰撞作業(yè)，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。移動(dòng)機(jī)器人和外圍設(shè)備間也需要進(jìn)行通信。例如，如起重機(jī)或其他制造設(shè)施。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。

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隨著智能制造場(chǎng)景的引入，制造對(duì)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的需求已經(jīng)顯現(xiàn)，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。和傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相比，5G網(wǎng)絡(luò)在低時(shí)延、工廠應(yīng)用的高密度海量連接、可靠性、以及網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理等方面優(yōu)勢(shì)凸顯，是智能制造的關(guān)鍵使能者。

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借此發(fā)展勢(shì)頭，華南國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)（SCIIF）精準(zhǔn)聚焦中國(guó)智能制造，將通過(guò)展示自動(dòng)化、機(jī)器視覺(jué)、工業(yè)機(jī)器人、新一代信息技術(shù)、數(shù)字化工廠解決方案、金屬加工和激光制造技術(shù)等全行業(yè)最新技術(shù)和解決方案，完美呈現(xiàn)智能工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的創(chuàng)新技術(shù)及產(chǎn)品的有效融合。

展會(huì)也獲得了眾多國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)的大力支持，包括：施耐德、宜科、萬(wàn)可、施邁茨、亞控、大族、邦德、智能普?，敗⑷痂F、長(zhǎng)光華芯、瑞豐恒、海富光子、聯(lián)品、卡門(mén)哈斯、大科激光、大恒、寶視納、微視、康耐視、奧普特、創(chuàng)科、三姆森、匯萃、愛(ài)特蒙特、基恩士等。

2019年現(xiàn)場(chǎng)論壇活動(dòng)

此外，主辦方還將攜手行業(yè)協(xié)會(huì)和權(quán)威媒體于展會(huì)同期，精心策劃舉辦幾十場(chǎng)會(huì)議活動(dòng)，其中包括LMN 2020世界激光制造大會(huì)；5G技術(shù)在機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展；“視覺(jué)檢測(cè)”產(chǎn)學(xué)研用融通發(fā)展；智能制造關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)實(shí)踐論壇；運(yùn)動(dòng)控制與自動(dòng)化技術(shù)研討會(huì)；2020華南電子制造升級(jí)與創(chuàng)新系列論壇；工控沙龍—工業(yè)通信&自動(dòng)化應(yīng)用；“央地”制造業(yè)人才交流對(duì)接活動(dòng)（深圳站）——智能工廠/數(shù)字化車(chē)間關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用專題論壇等。深度解析行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，探討行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

目前，展會(huì)參觀預(yù)登記正在火熱進(jìn)行中，誠(chéng)邀與您相約2020年10月12-15日深圳國(guó)際會(huì)展中心！

參考資料

澎湃新聞：5G八大應(yīng)用場(chǎng)景前瞻：從5G消息到工業(yè)互聯(lián)

搜狐網(wǎng)：5G+智能制造=未來(lái)工廠

維科網(wǎng)：5G技術(shù)將帶我們進(jìn)入工業(yè)4.0？