5G時代智能工廠:工業機器人加入“管理層”

5G時代的智能工廠將大幅改善勞動條件，減少生產線人工干預，提高生產過程可控性，重要的是借助于信息化技術打通企業的各個流程，實現從設計、生產到銷售各個環節的互聯互通，并在此基礎上實現資源的整合優化。

一、5g技術場景支撐智能制造

作為新一代移動通信技術，5G技術切合了傳統制造企業智能制造轉型對無線網絡的應用需求，能滿足工業環境下設備互聯和遠程交互應用需求。在物聯網、工業自動化控制、物流追蹤、工業AR、云化機器人等工業應用領域，5G技術起著支撐作用。

物聯網：隨著工廠智能化轉型的推進，物聯網作為連接人、機器和設備的關鍵支撐技術正受到企業的高度關注。這種需求在推動物聯網應用落地的同時，也極大的刺激了5G技術的發展。

工業自動化控制：這是制造工廠中基礎的應用，核心是閉環控制系統。5G可提供極低時延長、高可靠，海量連接的網絡，使得閉環控制應用通過無線網絡連接成為可能。

物流追蹤：從倉庫管理到物流配送均需要廣覆蓋、深覆蓋、低功耗、大連接、低成本的連接技術。此外，虛擬工廠的端到端整合跨越產品的整個生命周期，要連接分布廣泛的已售出的商品，也需要低功耗、低成本和廣覆蓋的網絡，企業內部或企業之間的橫向集成也需要無所不在的網絡，5G網絡能很好的滿足這類需求。

工業AR：在智能工廠生產過程中，人發揮更重要的作用。由于未來工廠具有高度的靈活性和多功能性，這對工廠車間工作人員有更高的要求。為快速滿足新任務和生產活動的需求，增強現實AR將發揮很關鍵作用，在智能制造過程中可用于如下場景：如：監控流程和生產流程。生產任務分步指引，例如手動裝配過程指導;遠程專家業務支撐，例如遠程維護。在這些應用中，輔助AR設施需要最大程度具備靈活性和輕便性，以便維護工作開展。5G

云化機器人：在智能制造生產場景中，需要機器人有自組織和協同的能力來滿足柔性生產，這就帶來了機器人對云化的需求。5G網絡是云化機器人理想的通信網絡，是使能云化機器人的關鍵。

總結：5G技術已經成為支撐智能制造轉型的關鍵使能技術，能將分布廣泛、零散的人、機器和設備全部連接起來，構建統一的互聯網絡。5G技術的發展可以幫助制造企業擺脫以往無線網絡技術較為混亂的應用狀態，這對于推動工業互聯網的實施以及智能制造的深化轉型有著積極的意義。

二、智能制造的核心是智能工廠

信息化革命愈演愈烈，機器設備、人和產品等制造元素不再是獨立的個體，它們通過工業物聯網緊密聯系在一起，實現更協調和制造系統。

當前制造業的轉型可以看作是自動化升級和信息技術的融合提升，這不僅僅是自動化和機器換人，而且工廠能實現自主化決策，靈活生產出多樣化的產品，并能快速應對更多的市場變化。

人工智能和制造系統的結合將是必然的，利用機器學習、模式識別、認知分析等算法模型，可以提升工廠控制管理系統的能力，實現所謂的智能制造，才能使企業在今天競爭激烈的環境獲得更好的優勢。

智能制造過程主要圍繞著智能工廠展開，而人工智能在智能工廠中發揮著重要的作用。物聯網將所有的機器設備連接在一起，例如控制器、傳感器、執行器的聯網，然后，AI就可以分析傳感器上傳的數據，這就是智能制造的核心。

隨著工業物聯網的應用發展，網絡和實體系統將緊密聯系在一起，也就是物聯網將生產現場的處理器、傳感器連接起來，使得機器人之間可以進行通信，可以互相溝通，而機器和人的工作將不再會嚴格分工，未來制造系統把人和機器融合在一起。

數字雙胞胎是重要的角色，智能制造的整個流程都有一個數字孿生模型，系統里包括了現實世界的任何東西，可以是應用或者操作指南手冊等。

此外，智能制造系統里還有人機交互，即人和機器人之間的互動。還有用人工智能驅動、優化產品和流程等。工廠需要做一些預測性維護或者是預測機器的能耗等等，越來越多的這些功能都可以在智能工廠里實現。

三、5G時代智能工廠前景展望

從2016年到2018年，我國的5G基礎研發測試分為三個階段。一階段是5G關聯技術試驗，二階段是5G技術方案驗證，三階段是5G的系統驗證。

我國于2016年1月啟動了5G技術試驗，為保證實驗工作的順利開展，IMT-2020（5G）推進組在北京懷柔規劃建設了30個站的5G外場。在5G二階段試驗完成之后，三階段試驗將于2017年年底或2018年年初啟動；預計5G第一個標準版本將于2018年6月完成，完整版本或將于2019年9月完成，并有望在2020年實現大規模商用。

面對三階段試驗，為了做好配合，進一步豐富場景，我國未來計劃在6個城市開展更多的試驗，包括5G技術與智慧城市的核心規劃結合，助力智慧城市的建設；借助5G的試驗推動雙創，以及在工業互聯網、智能制造方面充分利用5G技術。

智能工廠是5G技術的重要應用場景之一。利用5G網絡將生產設備無縫連接，并進一步打通設計、采購、倉儲、物流等環節，使生產更加扁平化、定制化、智能化，從而構造一個面向未來的智能制造網絡。在此，編者整理了業界對5G時代智能工廠的前景展望，讓我們一同期待新時代的到來。