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以喷气式发动机部件为例,5G如何助力工业生产?

澎湃新闻

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10月15日,2020(苏州吴中)工业互联赋能新基建高峰论坛在苏州举行,论坛就5G对工业的影响将最先体现在哪些方面、智能制造时代传统企业如何实现数字化转型等话题展开讨论。

工业互联网是5G商用的主要场景,工业和信息化部2020年3月印发的《关于推动5G加快发展的通知》提出要加快垂直领域“5G+工业互联网”的先导应用,内网建设改造覆盖10个重点行业。全国政协经济委员会副主任苗圩也曾表示,5G真正的应用场景,80%在工业互联网领域,这是5G最让人期待的领域。

具体而言,5G将在哪些环节助力工业生产?5G在可靠性和移动性上的优势是否有望替代当前工业中广泛使用的有线和WiFi网络?

对此,移动通信设备商爱立信移动事业部ICT(信息与通信技术)业务总监肖巍当天接受澎湃新闻记者采访时表示,“有人说新建工厂的连接全部使用5G,从目前的情况来看,是不太可能的”,因为现有的工业以太网、现场总线、工业WiFi和4G等技术在很多场景下都可以满足工业需求,5G技术与这些现有技术不是替代关系,而是互补关系并将长期共存。


肖巍在论坛中演讲

他认为,作为一种高质量的无线传输方式,5G可以帮助工厂处理采集困难或采集成本高的高价值数据。例如,工业场景中存在大量旋转、滑动和高速移动的物体,采集这些物体的实时数据以及部分对时延要求较高的控制命令的下发需要用到5G技术。

肖巍以喷气式发动机部件——整体叶盘举例,向澎湃新闻记者解释5G技术如何获取工业场景中采集难度高的数据。


整体叶盘

整体叶盘的轮盘和叶片专用于压缩喷气式发动机内部的空气,需要单独生产。它们由坚固的金属片磨铣而成,生产过程对精密度及表面完整性都有极高的要求。

“叶盘在生产过程中一直处于旋转的状态,无法用有线传感器采集震动、温度等数据,而4G又难以满足时延的要求。”

肖巍介绍,在5G技术使用之前,整体叶盘在生产过程中需要中途暂停,取出半成品,检查各个叶片的强度数据是否一致,“磨铣过程大约需要15-20个小时,加上涂层及质检环节,整个生产周期长达3-4个月”。

而引入高带宽、低时延5G的技术之后,只需将传感器直接镶嵌整体叶盘当中,便可实时采集数据,省去了中途暂停的质检环节。5G试验系统与生产机械内镶嵌在整体叶盘上的加速传感器相连,通过5G将振动频谱实时传输至评估系统。超低延迟可以帮助运维人员通过振动及时定位生产机械中的相应部件,从而迅速调整生产工艺。这一案例由爱立信和德国Fraunhofer IPT生产技术研究所共同完成,2018年在德国汉诺威工博会上展示。

肖巍总结称,该案例告诉我们,5G只是提供了一种新的传输或数据采集方式,真正要做的是选好场景、找准商业模式。从5G、大数据中心、人工智能到工业互联网,这些概念不是割裂的,而是环环相扣的,构成了数据采集、传输、计算、存储、分析、应用的数据闭环,工业互联网平台建设的关键是要实现这些技术的协同性创新。

高工机器人产业研究所(GGII)数据显示,2019年中国国工业互联网市场规模约为6002亿元,同比增长12.87%。预计2020-2023年均复合增长率约13.6%,预测在2023年中国工业互联网市场规模将突破万亿元。

2020(苏州吴中)工业互联赋能新基建高峰论坛由江苏省苏州吴中经济技术开发区管委会主办,高工机器人、高工机器人产业研究所(GGII)承办。大会还邀请了中国国际贸易促进委员会机械行业分会会长孙喜田、中国工程院院士谭建荣教授、高工咨询董事长张小飞博士、发展中国家工程技术科学院院士CODESYS集团总裁马立新等演讲嘉宾。

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