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5G打造实时监测与控制解决方案,助力企业生产环节极低时延与高稳定

【摘要】:爱立信和IPT研究团队的解决方案是实时监测与实时控制。5G是这个解决方案的关键所在,它最大的优势是可以提供极低的时延和稳定的网络。为了达到实时控制,传感器的信息需要在1毫秒内响应和处理,5G通过提供极低时延的能力确保实时控制的实现。当然,实时监测和实时控制只是5G在企业生产场景里的部分应用,以此为延伸,5G还可以实现产品的全生命周期管理。由此看来,5G与物联网在应用层面注定是天生的一对。

通信巨头爱立信和德国IPT技术研究院,曾经合作研究过一个课题:如何提高飞机引擎螺旋桨的良品率,实时监测制造过程中的问题。螺旋桨是航空发动机涡轮的重要组成部件,由围绕在轮盘边缘的大量叶片构成。在飞行的过程中,螺旋桨的转速每分钟可达上万转,零部件的任何瑕疵都会因为转速过高而无限放大,最终造成机毁人亡的惨剧。

螺旋桨上的涡轮叶片是无法焊接的,它通常由一整块金属直接加工完成。整个加工过程需要持续100多个小时,在一个无人的密闭空间里完成。这意味着在看到成品之前,技术人员完全不知道零件的加工情况。

金属加工过程中,最常见的问题就是机床在运行时容易发生共振,导致刀具偏离预定位置。如果不能及时发现,零件就需要返工或直接报废。

爱立信和IPT研究团队的解决方案是实时监测与实时控制。实时监测就是先在螺旋桨的叶片部分贴上传感器,在轮盘部分加入一个通信模组,这样便可以实时监测加工的结果。一旦有加工缺陷产生,及时停止对有缺陷部件的进一步加工,或者定位到缺陷就启动返工。

实时控制则通过对加工过程建立数据模型,根据加工结果的数据,实时调整运行中的加工过程,比如改变铣刀转速等,以避免加工缺陷的产生。

5G是这个解决方案的关键所在,它最大的优势是可以提供极低的时延和稳定的网络。为了达到实时控制,传感器的信息需要在1毫秒内响应和处理,5G通过提供极低时延的能力确保实时控制的实现。通过引入5G网络,研究团队解决了这个问题,大幅提高了良品率,为叶片加工厂每年节约了3.6亿欧元的成本。

当然,实时监测和实时控制只是5G在企业生产场景里的部分应用,以此为延伸,5G还可以实现产品的全生命周期管理。从需求、规划、设计、生产、销售、运行和维修保养,到回收再利用,它需要借助5G完成整个过程的信息交互,将企业的智能制造水平提升到一个全新的高度。

由此看来,5G与物联网在应用层面注定是天生的一对。