2019年10月31日,三大运营商公布5G商用套餐,5G商用正式启用。现在已经2022年了,5G究竟有哪些实际应用呢?5G的实际场景究竟与普通人有多大联系呢?
这篇文章我们就来看看,目前5G的最大应用场景——工业互联网领域的落地。
熟悉工厂的人都知道,厂房车间遍布产线、机床、设备、物料,往往意味着杂乱不堪与充满风险。另一方面,随着人工成本的不断升高,工厂已有充足动力开展“机器换人”,工业机器人正在实现对工人的悄然替代。智能机器人对网络控制有天然需求,而车间密集复杂的环境,非常适宜布局5G网络,实现高速度、低时延、大带宽对机器人等各类设备的网络自动化控制。
随着5G、智能机器人与工业互联网的落地,可以对厂房车间,实现远程设备操控、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、无人智能巡检等多类型复杂典型场景应用。
更为关键的是,以上内容今天已不再是想象,而是成熟的落地场景。
华为东莞松山湖工厂
华为松山湖工厂原有手机生产车间需要布线9万米,每条生产线平均拥有186台设备,生产线每半年随新手机机型的更新需要进行升级和调整,物料变更、工序增减等要求车间所有网线的重新布放,每次调整需要停工2周,以每28秒一部手机计算,一天停工影响产值达1000多万。
通过5G与工业互联网的融合应用,华为松山湖工厂把生产线现有的108台贴片机、回流炉、点胶机等通过5G网络实现无线化连接,每次生产线调整时间从2周缩短为2天。同时,在手机组装过程中的点隔热胶、打螺钉、手机贴膜、打包封箱等工位部署视觉检测相机,通过5G网络连接,把图片或视频发送到人工智能模块中进行训练,一方面多线共享样本后缩短了模型训练周期,另一方面实现了从“多步一检”到“一步一检”模式改变,及时发现产品质量问题。
在格力电器的总装车间,在需要自动检测的工位上安装5G高清摄像头,实际生产中利用5G网络将待检内容自动拍照,照片视频流人工智能实现设备自动识别,自动化生产线与质检系统关联做出不良品分离操作。
目前格力已在其总部总装生产线的空调外观包装、压缩机线序、空调自动电气安全测试等环节中部署了5G机器视觉质检应用,单车间机器视觉每年可为企业节约人工成本160万元。
在美的佛山智能工厂,已经实现了11个5G+工业互联网典型场景应用,最大限度上将5G融入了生产、运营的各个环节。这11个场景包括,基于5G的AGV智能仓储、基于5G的叉车调度信息、基于5G的安防智能监控、基于5G+AI质检、5G+生产数据采集管理、基于5G的MES生产看板管理、5G+AR远程辅助维修、5G+AR产线设备点检、5G+扫码枪管理等。这些应用场景的落实,证实了5G+MEC在效率提高、质量提升、成本降低、运维简化、人力缩减等方面能够发挥重要的作用。如5G+ 智能物流解决方案,使得美的厨热工厂实现了少人化、无纸化和大幅的效率提升,并帮助工厂每年节省人力成本 889 万,纸张成本 10 万,效率提升收益 174 万。同时,该方案已经复制到安德物流、芜湖工厂等上下游供应体系及美的生产基地。
AGV智能仓储和基于5G的智能叉车
在天津津南区八里台工业园区海尔洗衣机互联工厂,智能工厂+5G已经在智慧园区成熟落地。该洗衣机互联工厂2019年9月正式投产,目前拥有4条智能总装线、3个智能模块区及3套智能物流系统;工厂应用了上百项AI+5G等物联网技术,15个5G智能制造应用场景已实现落地;设计并投产配有3000余个传感器的工业互联网柔性生产线,能同时生产波轮和滚筒洗衣机,并可根据用户需要进行定制生产。 整个工厂目前有局部的区域可以实现自动的采集、分析、纠偏、决策。该工厂大幅缩短从定制生产到拿货的时间,同时有效提升了产品质量水平和需求响应速度。
在马鞍山钢铁集团马钢港务原料总厂,已经部署了 19 处 5G SA 站点,实现了 5G 专网与马钢高质量工业内网深度融合,并在马钢试点了 5G+ 堆取料机无人驾驶、5G+3D 数字料厂、皮带机智能巡检、5G+AI 生产行为监管、5G+ 智能视频巡航、5G+AR 智能运维示范项目,替换 52 套工业 Wi-fi,节省投资 30%,料厂整体利用率提高 20%,初期减员 36 人,后期减员 200 人,每年节约成本 800 万,实现了智能设备互联、智能化生产、智慧化运营、自动化运维,实现钢铁行业 5G 应用落地。
柳钢集团创新落地了 11 项 5G+ 工业互联网在钢铁行业的应用场景,包括 5G 焊缝“云眼”质检、固废云识别、钢卷 ID 云识别、5G 智慧天车、5G 远控装配机、5G 远控堆取料机、5G 贴标机、5G 预测性维护、5G AR 远程协同、5G 制造中心以及 5G 云网安全演练等,
是目前全国场景最多的 5G 工业项目。
通过一系列 5G 智慧钢铁改造将给柳钢带来上亿元的效益提升及成本节省。比如远程控制装载机项目,实现了装载机现场高清视频回传和远程精确操控功能,让远在柳钢集团本部中控室的操作人员可以实时、多视角地跨城操控位于防城港冷轧厂车间的装载机,不仅将单次吊运所需人力减少 60%,实现装卸效率提升400%,而且大幅改善了艰苦工种的工作环境、作业安全性和工作满意度。
柳钢依托 5G 的低延时数据传送,加上工业大脑大数据的实时分析,利用云后台的机械视觉服务器和 AI 服务器来取代人工转运轧辊,并逐步向其他生产线推广,实现了“科技 + 颜值 + 智慧”的透明工厂。5G 远程控制冷轧小天车实际应用中,依托 5G 多视角远程控制天车,过去需要 3 人配合,现只需 1 人即可完成单次吊运工作,减少用工 60%,并且吊运时长从 20 分钟一吊提高至 5 分钟一吊,装卸效率提升 400%,最为可贵的是,该控制系统以某游戏手柄 ( 全球首次应用 ) 作为控制器,显著改善了工作环境,也解决了招工难问题。
钢卷ID自动识别
内蒙古国能准能露天煤矿是集煤炭开采、坑口发电及煤炭循环经济产业为一体的大型综合能源企业,集团拥有年生产能力 6900 万吨的黑岱沟露天煤矿(亚洲最大)和哈尔乌素露天煤矿及配套的选煤厂、煤矸石发电厂、工业化中试工厂等。按照国家推进煤矿智能化建设的政策要求及行业发展趋势,准能集团于 2021 年中旬对“5G+智慧矿山应用实践”项目。
本项目目前处于交付实施阶段,针对黑岱沟、哈尔乌素两个矿区共 200 余台矿卡、40 台电铲及 1000台辅助车辆进行无人驾驶和远程操控技术研发,并通过 103 个 5G 宏站实现应用落地。通过将5G、AI、高清视频、大数据、云计算等新兴通信与计算技术应用于智能矿山建设,实现准能矿山生产环节的智能感知、泛在联接和精准控制,催生成熟多个 5G+ 应用场景,如无人驾驶、远程控制、智能采煤、智能巡检等,实现露天矿山生产本质安全,提升生产运营效益。
2019 年,山西焦煤集团率先启动了 5G+ 绿色无人矿山建设,真正实现了露天矿场铲、装、运的全程无人操作,使非煤矿山生产的安全性、开采效率、资源利用率得到大幅提升。焦煤 5G 无人矿山项目两期工程共建投入 14 个 5G 基站, 2019 年 11 月底完成一期 5 个 5G 基站的建设;2020 年实现 60 台无人车的 5G 无人驾驶,13 台挖机 10 台钻机的 5G 远程控制等应用。该项目是全国第一个基于 5G 的绿色无人露天矿项目。
通过移动 5G 专网,焦煤千业水泥矿区实现了远程操控和无人驾驶,有效提升了整个矿山的生产效率,并大大节约人工成本;此外,人员伤亡降至零,这对矿山来讲是命脉,一旦出现了安全事故,停工停产甚至关门,损失在千万级以上。在 5G 等新技术的推动下,传统的矿山行业走向了一条高质量,可持续发展的康庄大道。
无人驾驶矿车
远程操控
工业机器人2020年各国销量
2020年71%的新部署机器人安装在亚洲(2019年为67%)。该地区最大的采用者中国的设备出货量为168,400台,强劲增长了20%。这是有记录以来单个国家的最高数值。运营库存达到943,223套(上升21%)。2021年将突破100万台大关。
5G、工业机器人、人工智能、大数据技术的协同推进,共同实现的是工业4.0,中国制造2025的技术演进。以数据驱动智能应用,渗透到工业生产制造的每个环节,全面提升智能化水平,实现工厂生产制造“剪辫子”(5G替代网线)、“去机房化”(算力上云)、“少人化”(AI智能),推动“中国制造”向“中国智造”转型。技术的演进路线,就是把工业制造中机械重复性、低技术的、高风险、环境恶劣的工业点位逐步替换的过程。这个过程自然带来工业“少人化”、“无人化”。这就是把人从那些高风险的重复性高的环境恶劣的技术岗位逐渐解放出来,去从事更加有挑战性的工作。
工业机器人的快速普及,一方面会不断提高生产流水线效率,一方面对低水平劳动力需求开始减少。同时,智能制造的普及也推高了蓝领高级技术工人的需求。反应在劳动力需要上,就是中国第二产业就业人数自2012年以来一直在缓慢减少。已经自2012年的2亿3226万人降低到2019年的2亿1234万人。2020年第二产业就业人数回升至2亿1543万。(数据:中国统计年鉴)
这一方面反映了中国经济结构不断改善,第三产业就业比重不断上升;另一方面,就是反映了制造业机器换人,低端重复性工作岗位不断被替代的过程。
而制造业机器换人的过程,也降低了中国制造业成本水平,一定程度上阻止了一般制造业向成本更低的东南亚转移的进程,更在相当程度上,阻碍了美国等国的再工业化企图。
低端工作岗位减少的同时,5G与工业互联网需要更多专业技术更强,精通计算机网络与工业机器人技术的具体维护岗位。这些岗位技术要求更高,也就意味着更好的薪资待遇。与此同时,智能制造技术普及,并不意味着完全不再有一般技术岗位。智能制造流水线同样提供着高、中、低端多样的岗位需求。
对产业工人而言,这意味着需要不断学习新技术,不断提高自己,甚至有必要做到“终身学习”。当然,也就意味着更好的收入待遇。
5G目前一个绝佳的应用场景,就是工业互联网领域。随着智能制造的不断推广普及,5G工业互联网的落地,包括远程设备操控、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、无人智能巡检等多类型复杂典型场景应用。
在智能工厂,如华为、格力、海尔、美的等,都已有5G工业互联网场景落地,而钢铁集团、矿山煤矿开始逐步实现5G覆盖与远程监控控制。
5G工业互联网的普及,将实现大量的人工替代,一方面降低了中国制造业的成本,同时也意味着对低端重复性岗位的不断替代,当然也提供了更多的中高端专业技术岗位。
5G工业互联网的实现,在一定程度上阻止了一般制造业向更低成本的东南亚转移,也在相当程度上,阻碍了美国等国的再工业化企图。
5G在工业领域的应用大家已经明白,下一篇我介绍一下5G的一个重大应用场景——无人驾驶的技术现状。
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