5G刚推出的时候,大部分人群还是秉承着“4G挺好,没必要用5G”的想法,然而到现在似乎都没逃过“5G的真香定律”。5G的浪潮也会持续地翻涌,推动时代发展,给我们带来更多便利。

 

自5G商用以来,已经在工业、医疗、消费电子等多个领域投入应用,目前我国开通建设5G基站99.3万个,覆盖全国所有地级市、95%以上的县区和35%的乡镇。工信部提出了推进制造业数字化转型,实施“5G+工业互联网”创新发展工程和智能制造工程,让数字技术更好赋能大中小企业的工作要求。

 

工业生产也成为了受惠于5G发展的一大领域,目前5G已与研发设计、生产制造、质量检测、故障运维、物流运输、安全管理等环节相结合,形成了协同研发设计、远程设备操控、设备协同作业、柔性生产制造、现场辅助装配、机器视觉质检、设备故障诊断、厂区智能物流、无人智能巡检、生产现场监测等多种工业应用。

 

智能无人工厂

 

传统的无人工厂中,机器只能执行单一作业且需要在人工指挥与操作下才能完成。随着5G技术的发展和智能制造技术的推进,智能化无人工厂已经成为主流趋势,工业机器人成为工厂的主角。

 

 

如今,AGV(Automated Guided Vehicle)几乎成了许多工厂的标配。AGV是装备有电磁或光学等传感器的自动导引装置。通过智能化控制系统,AGV小车可以按照设置好的路线行驶,自动进行物料运输,将各生产物料准确、安全地运输到目标地。AGV的应用能够大幅度降低人工成本,提高工作效率和质量。利用5G网络替代原来WIFI+专线的方式,可将传输延时从原先的100ms降低到10ms以内,能够解决原有AGV小车在WIFI环境下网络不稳定、车辆控制通信时延长的问题,从而实现更加稳定和精确的控制。

 

未来AGV无人搬运机器人不是局限于简单地把货物搬运到指定的位置,而是要把大数据、物联网、云计算等贯穿于产品的设计中,让AGV搬运机器人成为一种实时感应、安全识别、多重避障、智能决策、自动执行等多功能的新型智能工业设备。

 

AI自动检测

 

在工业领域中,工业质检是不可或缺的环节,然而工业质检普遍存在检测难度大、人力成本高、检测效率低等问题。同时,人工质检容易出现漏检、错检等情况。随着工业技术的不断发展,劳动密集型的工业质检方式已跟不上市场发展的需求,检测的自动化、智能化转型成为必然趋势。目前,AI智能检测已在零部件、组装及成品、缺陷检测等方面得到广泛应用。

 

智能检测系统(图片来源:精测电子)

 

基于5G+边缘AI设备的架构,边缘AI设备通过摄像头或传感器采集的原始数据进行实时AI分析,可第一时间将AI检测结果反馈至现场有线连接的显示和声音提醒设备,并通过5G网络将检测数据及结果回传至后端管理平台进行统计展示。在此过程中,360度的实时拍照分析可极大地缩短检测的时间,提升检测效率。

 

基于5G+边缘AI设备的实现架构(图片来源:网络)

 

车路协同系统

 

自动驾驶技术的发展是大众一直关注的焦点,人们希望它能够看得见(定位、避障)、听得着(决策、控制、执行)、讲得出(路径规划、行车方式)、有大脑(边缘计算)。5G的大带宽、低时延、高可靠等特性能够满足车路协同系统的标准和要求,它将车、路、人、云连接起来,形成一张可随时通信、实时监控、及时决策的智能网络。

 

车路协同是将道路、车辆以及技术进行有效融合,借助智能感知传感器,使路测单元能够对路口的车辆、行人以及环境数据进行实时采集并加以计算和分析。然后通过5G网络向车辆发布即时信息、交通状况预测,进行精准驾驶决策,提升交通效率,让自动驾驶汽车真正做到反应迅速,让危险化为无形。

 

车路协同包括了车与车、车与路侧单元、车与行人和车与网络四个协同。车与车协同主要解决防碰撞的安全系统的问题;车与路侧单元协同主要包括优化交通信号灯的转换;车与行人的协同,需要照顾到马路上可能出现的一些弱势的交通参与者和行人;车与网络,包括提供实时的交通流量路径规划服务。

 

远程医疗

 

5G的高带宽和低时延特性能够支持更高分辨率的视频和图像传输,提升虚拟互动的质量和价值。这些提升能够在不必要或者不安全的情况下减少到医院就诊的必要,同时也可以让那些因为身处偏远地区,不方便前往医疗机构就医的病患从中受益。其次,5G网络的应用可以保障远程手术的稳定性、可靠性和安全性,专家可随时随地掌控手术进程和病人情况,有效解决优质医疗资源供需紧张,消除医疗专家与患者在途时间消耗等问题,使得在4G时代停滞于概念化的远程手术、远程急救等应用真正落地。

 

手术机器人的研发和应用也正在成为医疗领域的一种新型的解决方案,目前已投入使用的手术机器人包括持物臂式机器人、导航机器人和主从式机器人等远程机器人手术的实现也再次体现了5G的重要价值。

 

例如,淄博市市立医院完成了5G远程国产妙手机器人辅助腹腔镜下肾根治性切除术,手术由远在青医附院的牛海涛教授作为主操作手,运用新一代国产原研手术机器人——“妙手”系统,通过5G网络远程控制位于淄博市市立医院手术室里的“妙手”从操作手,为患者进行机器人辅助腹腔镜手术。病人术后的各项恢复指标均完全达到常规腹腔镜微创技术标准。

 

最后

 

5G的应用发展才刚刚起步,未来新技术、新产品、新业态的出现都将对社会生产生活持续产生影响。在5G网络的加持下,工业互联网可实现网络+数据+算法的有机融合帮助实现及完善智能制造的转型升级。在企业级市场上,5G的海量连接,结合AI和边缘计算,必将给各行各业带来颠覆式创新。