(1)智能制造為什么需要無線通信
顯而易見,智能制造過程中云平臺(tái)和工廠生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)時(shí)通信、以及海量傳感器和人工智能平臺(tái)的信息交互,和人機(jī)界面的高效交互,對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)有多樣化的需求以及極為苛刻的性能要求,并且需要引入高可靠的無線通信技術(shù)。
高可靠無線通信技術(shù)在工廠的應(yīng)用來看,一方面,生產(chǎn)制造設(shè)備無線化使得工廠模塊化生產(chǎn)和柔性制造成為可能。另一方面,因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)可以使工廠和生產(chǎn)線的建設(shè)、改造施工更加便捷,并且通過無線化可減少大量的維護(hù)工作降低成本。
(2)無線通信網(wǎng)絡(luò)在智能制造應(yīng)用面臨哪些挑戰(zhàn)
在智能制造自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,低時(shí)延的應(yīng)用尤為廣泛,比如對(duì)環(huán)境敏感高精度的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)、化學(xué)危險(xiǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)等。智能制造閉環(huán)控制系統(tǒng)中傳感器(如壓力、溫度等)獲取到的信息需要通過極低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞,最終數(shù)據(jù)需要傳遞到系統(tǒng)的執(zhí)行器件(如:機(jī)械臂、電子閥門、加熱器等)完成高精度生產(chǎn)作業(yè)的控制,并且在整個(gè)過程需要網(wǎng)絡(luò)極高可靠性,來確保生產(chǎn)過程的安全高效。
此外,工廠中自動(dòng)化控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)的工作范圍可以是或者幾百平方公里到幾萬平方公里,甚至可能是分布式部署。根據(jù)生產(chǎn)場景的不同,制造工廠的生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)可能有數(shù)以萬計(jì)傳感器和執(zhí)行器,需要通信網(wǎng)絡(luò)的海量連接能力作為支撐。
5G網(wǎng)絡(luò)具備的能力
華為在北京懷柔率先完成了由IMT-2020(5G)推進(jìn)組組織的中國5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)無線技術(shù)第二階段測試。在C-Band 的測試環(huán)節(jié)中,利用200MHz帶寬,通過5G新空口及大規(guī)模多入多出等技術(shù)進(jìn)行測試,小區(qū)峰值超過20Gbps,空口時(shí)延在0.5ms以內(nèi),單小區(qū)大于1000萬連接。
和傳統(tǒng)的移動(dòng)通信技術(shù)相比,5G將進(jìn)一步提升用戶體驗(yàn):在容量方面,5G通信技術(shù)將比4G實(shí)現(xiàn)單位面積移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長1000倍;在傳輸速率方面,單用戶典型數(shù)據(jù)速率提升10到100倍,峰值傳輸速率可達(dá)10Gbps(相當(dāng)于4G網(wǎng)絡(luò)速率的100倍);端到端時(shí)延縮短5倍;在可接入性方面:可聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量增加10到100倍;在可靠性和能耗方面:每比特能源消耗應(yīng)降至千分之一,低功率電池續(xù)航時(shí)間增加10倍。