5G+ X 赋能工程机械数字化转型
发布时间:2020-07-22 17:30
10天10夜争分夺秒,火神山医院在日夜轰鸣的机械声中拔地而起。速度的背后,是中国建造技术的创新,是工程机械钢铁身躯雄厚实力,是同舟共济、坚不可摧的中国力量。
在火神山医院建设工地附近的楼顶,“云监工”们的眼睛,通过“5G+光纤双千兆网络”24小时不间断地传输火神山医院建设实况。9000万人次在线观看直播,累计访问人数超过3亿人次,最直观地验证了5G对视频媒体的传输效率以及更高的灵活性。
与此同时,上千台机械设备的实时监测数据正在通过工业互联网平台监控并作出故障预警,我们得以了解各类机械设备的工作状况,也能更加清楚“建设奇迹”完成的轨迹。
5G为疫情防控提供了重要的基础支撑作用。疫情也为5G提供了得天独厚的展示平台,在一个多月时间里,基于4K/8K的超高清视频、VR/AR、无人机/车/船、机器人的四大核心基础应用提前进入了验证和示范阶段,这是5G未来十年最为核心的基础能力,几乎是所有行业革新的基础。
随着网络的逐步完善,5G与各垂直行业的深度整合将持续展开。“基础应用+X”的模式将继续在工业、交通、教育、旅游等行业进行快速复制,从而形成庞大的5G行业应用矩阵,推动众多新业态的形成。
“基于应用+X”的模式,5G可以在设计、生产、管理、服务、营销等各个环节中,通过人、机、物的连接升级重塑传统生产模式。例如,在5G+云的支撑下,传统产业的物理产品将嵌入越来越多的数字功能,促进硬件向软件化、服务化的转变,实现“产品即服务”;在5G+机器人的支撑下,大量流程性以及高危工作可由机器承担,而人更多地负责对机器的管理维护以及更需创造力的决策工作,实现“人机协同运营”。随着5G+万物互联时代的到来,企业数字化转型已不再是锦上添花,而是在竞争中存活的必然选择。
5G已经是人们眼前可见的未来,更美好的数字化场景触手可及。作为“5G+工业互联网”垂直行业融合应用的先锋,工程机械传统产业数字化、网络化、智能化转型的步伐正在加速,未来的商业模式会发生深刻变化,新产业、新业态、新动能将会有力推动产业结构升级。世界最大的工程机械制造国家——中国无疑将在这场变革中觅得先机。
5G+工业互联网 前景光明道路曲折
作为近年来工业领域最火爆的词汇之一,工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式,核心是通过人、机、物的全面互联,实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接,进而推动形成全新的工业生产制造和服务体系。
工业互联网不是一个新概念,最早由GE在2012年提出。工业互联网的本质可以理解成以机器设备、原材料、生产过程以及人之前的互通互联为基础,通过大数据、AI技术实现设备的智能控制、运营过程优化以及产业链上的价值创造。
我国是制造业大国,工业互联网也有着广泛的应用场景。根据工业互联网产业联盟测算,2017年中国工业互联网直接产业规模约为5700亿元,按照18%的年平均复合增长率来算,预计2020年将达到万亿元规模。
“不仅能推动传统工业转型升级,让各种资源更加优化配置,提升工业经济效益;而且能加快新兴产业培育,催生智能化生产、网络化协同、服务化延伸、个性化定制等诸多新业态。”赛迪研究院工业互联网首席研究员袁晓庆谈到,工业互联网能在很大程度上破解当前工业发展面临的诸多困难与瓶颈,被视为支撑全球新一轮产业变革的关键基础,已成为未来全球制造业竞争的新高地。
2019年11月下旬,工业和信息化部办公厅发布了《关于印发“5G+工业互联网”512工程推进方案的通知》,指出工业互联网是第四次工业革命的关键支撑,5G是新一代信息通信技术演进升级的重要方向,二者都是实现经济社会数字化转型的重要驱动力量。
5G的应用主要集中在工业互联网领域,工业和信息化部总工程师张峰表示,5G应用正由生产外围、视频监控、巡检安防、物流配送等场景应用向产品的设计仿真、生产控制、质量监测、安全生产等各个环节深层次延伸。除汽车、通信与电子制造、机械、轨道交通、航空、化工、家电、钢铁等制造业外,矿工、港口、能源等领域也成为当前利用5G技术改造工业互联网内网的重点。
“工业互联网是5G最重要的应用场景之一。” 中国工程院院士邬贺铨在2019中国互联网大会开幕式上曾经表示。邬贺铨认为,产业数字化需要将厂内设备联网,但原有车间内难于布放光纤,希望使用无线联网。但同时,WiFi因扩展性、低速率和抗干扰弱等问题使得其在工业领域利用率仅为4%,其他无线连接利用率仅有2%。只有5G适应工业互联网要求,因为5G具有低时延(1ms)、高可靠性(99.999%)、高带宽(Gbps)、大连接(100万个)等特性。
5G把物联网、云计算、人工智能、大数据等技术联接在一起,满足工业场景大联接、高带宽和低时延、高可靠的要求,实现了5G+工业互联网的融合发展。总体看来,5G与工业互联网融合发展将为制造业带来新的变革。连接方式会升级,任何时间、任何地点,任意连接、组网上云;数据交互升级,原来从模拟信号和虚拟信号一起传输和控制非常难,未来将从状态数据到设备感知的全数据、全过程、全要素的进行控制;服务模式升级,包括VPN远程运维、设备的遥操作、VR漫游等,甚至是一个人可以控制10台、20台设备,从而带动未来商业模式变化,促进产业结构升级。
5G与工业互联网的融合,是跨学科的创新,前景光明,但仍存在很多难关需要攻克。在消费互联网领域,中国的成就有目共睹,但在中国工程院院士邬贺铨看来,二者的差异很大,“工业互联网面向的企业都是个性化的,标准化难度大,消费互联网共性强,易于标准化;工业互联网涉及设备多种多样,业务链条长、模型复杂,消费互联网终端简单,易于普及、升级;此外,工业互联网对响应速度、可靠性、安全性、资本的要求都更加苛刻。”
5G要真正深入应用到工业企业,还需要比较长的时间。业内乐观的估计到2025年左右,会有相对成熟的应用场景出现。在这个阶段,整体上也许会步入快速增长阶段。
5G+远程遥控 无人驾驶已不再遥远
在BICES 2019展览会现场,中联重科5G远程遥控操控挖掘机通过5G技术,用户可在北京展会现场远程操控远在长沙的新款挖掘机设备。“即使在千里之外,也能感觉操作能无缝连接,快速响应。”用户体验了5G挖掘机后感叹到。
早在2005年中联重科就开始进行物联网远程监控的应用研究,2014年开始,中联重科以产品智能化为突破,依托传感、物联、大数据等技术,深入推进人、机、物的全面互联。而5G的应用,进一步提供产品智能化水平,提升智能制造能力,提升产品、制造、服务及管理的智能化和数字化。未来,中联重科5G产品将会应用到更多应急救援抢险、无人矿山等不利于人员进入的施工区域,更高效、更安全地完成施工作业。
无人驾驶、智能、远程控制、车联网、5G……越来越多的“新鲜”词汇开始与工程机械组合在一起。5G智能无人驾驶矿用车首先具备了无人驾驶能力,能够实现自动装卸、自主驾驶、自动规划行驶路径、智能避障等功能,极大提升了装载卸货效率和整体工作效率,同时还一定程度避免了人员危险。
美国卡特彼勒公司此前发布了一款无人驾驶液压挖掘机,试图占据无人工程机械竞争先机;日本小松制作所宣布启动以人工智能实现自主运行的工程机械验证试验,并力争2021年实现商业化;而沃尔沃也早已开始在旗下的矿车、环卫车等车辆中应用自动驾驶技术......
斗山推出了被称为“3D机械眼”的全新解决方案。这套3D机械指导解决方案是通过挖机上安装的高精度传感器,实现3D信息的实时监测,从而帮助挖掘机驾驶员时刻掌握作业数据。有了这只机械眼,驾驶员不用再依赖划线等外部工作,传感器会精密测量作业宽度、高度等数据,在驾驶员眼前展现出完整目标开挖区域,即使不频繁下机查看精度也不会出现丝毫偏差。
三一与华为等联合打造的5G遥控挖掘机正式亮相;山推与华为、山东联通达成5G智能制造深度合作,形成无人化、智能化施工群;临工携手联通共同打造远程遥控挖掘机项目,实时控制矿区的无人驾驶挖掘机,同步回传真实作业场景及全景视频实况,通过大数据处理分析出设备故障情况并及时维护,排除意外停机事故......
不难想象的是,未来可以实现用户可以足不出户可以实时操控千里之外的挖掘机和装载机,不受时间、气候、环境的影响推进工程的进度;降低施工风险和减少停机时间,在5G信号的帮助下监控设备的使用情况,通过大数据处理分析出设备故障情况并及时维护,排除意外停机事故等等。
随着5G网络加快走向商用,5G基地部署力度持续加大,5G必然成为工程机械产业发展之路上的一大助力,为工程机械智能化、信息化变革提供关键支撑,开启智能工程机械的崭新时代。
5G+北斗 更适用于工程机械场景
利用5G网络技术高带宽、低时延的特性,再结合北斗的时空基准,将会诞生出以往不可能实现的时空信息应用,大大拓宽时空技术行业应用的边界。远程操控,智能化工程施工、无人驾驶都将成为现实。
“5G+北斗”最重要的是实现信息的时空位置可感知、可计算、可量测、可控制。中国工程院院士刘经南表示,实现“5G+北斗”融合和相互赋能,将有大量的机遇,更有巨大的挑战,还有众多的技术细节要攻关。勇敢面对这一挑战,能产生颠覆性的技术,能创造跨世纪的辉煌。
合众思壮的“5G+北斗”的应用方案是合众思壮针对行业应用制定的一套全新解决方案。利用5G使原有的时空信息服务具备高带宽、低延时、高安全性等特点,以解决部分行业用户的应用需求。
例如在工程机械无人驾驶场景中,使用“5G+北斗”应用方案后,5G更高的带宽能够承载更多的传感器信号(摄像头、雷达),也能够具备更强的计算能力(计算机视觉),其信号延迟也能够达到安全作业的标准,所以工作人员完全可以在办公室内把控现场的安全作业,从而实现真正的无人。
与通信运营商主要针对大众消费者的通信需求不同,合众思壮打造的5G网络主要服务于行业特殊场景应用,使用专业5G设备所搭建的5G网络能够快速布设,总体建设成本更低,更适用于专业应用场景。
合众思壮“5G+北斗”的应用方案现已在大型机场、工程机械等领域应用,未来将推广至民航、安全、交通、农业和智慧城市等行业场景。
5G+无人机 智慧监理颠覆传统管理模式
过去,无论是炎炎夏日,还是冰封寒冬,工程监理人员都要到施工现场对工程进行监管。如今,随着5G商用,工程监理人员可以坐在办公室里实现对工程的监管。
走进河北联通雄安新区5G网络测试中心,可以看到这样的场景:无人机在施工现场盘旋,一幅幅动态画面通过5G网络清晰回传,工程监理人员正坐在办公桌前操作电脑实现远程管理。
这样轻松舒适的工作场面,是靠建立在5G网络下的VR智慧监理系统实现的。VR智慧监理系统采用“5G+无人机+VR+智慧监理系统”四位一体方式,利用无人机上搭载的高清云台,可以近距离悬停并对施工作业现场进行360度全景4K高清拍摄,再通过5G网络将4K全景视频传输到服务器中。监理人员可以利用VR眼镜、PC管理系统接入服务器,对施工工艺、安全、质量等进行监督,并及时督促问题整改。
“智慧监理系统为工程监理提供了更加便捷的手段。”河北联通相关负责人表示,依靠5G高速率、高稳定性、高可靠性和低时延等特征,该系统能够将施工现场图像进行实时回传,形成施工现场图像资料和监理日志描述,从而帮助工程监理人员远程监督建设人员工作状态,及时跟踪工程进展情况,大大降低了现场监理的劳动强度和安全风险,提高了工程监理效果。
随着数字技术的不断发展,数字化逐渐成为建筑行业转型升级的重要路径。通过“云计算、大数据、IOT、AI、移动互联网、BIM、5G”等先进技术和综合应用,对“人、机、料、法、环”等各生产要素的实时、全面、智能的管理,保障工程质量、安全、进度、成本建设目标的顺利实现。通过大数据以及视频分析上的技术,实现了高性能智慧工地平台,彻底颠覆了原有传统施工现场管理模式。
5G+AI 智慧工地进入实施阶段
2019年7月12日京东集团总部二期2号楼项目C座正式确定为5G试点项目,中国建筑联合中国联通两大央企巨头,充分发挥各自优势,在打造5G智慧工地领域展开合作。2019年9月开始设备进场安装,2019年11月调测完成,各项设备开始试运行和AI学习进程,标志着全国首个5G智慧工地正式进入应用实施阶段。
项目实现多项突破:全国首次在建筑工地红线内架设5G专属基站;全国首个在建筑工程领域内的5G专属移动网络,保障最优网络;全国首次定制化专属覆盖方案满足高层作业面网络需求。项目运用“一通多能四驱动”架构采用定制化5G网络围绕人、机、料、法、环、测,研发5G智慧工地平台,结合人工智能、区块链、云计算加边缘计算、大数据等技术开启了N个创新应用,揭开5G智慧工地的神秘面纱。
5G双360度空间立体实时监控系统:通过塔吊摄像头、辅吊人员佩戴的AI眼镜,打造双360度视野,支持读取塔机运行数据,数据异常及时预警,限制起吊。塔吊摄像头具备夜视功能,支持24小时全天候作业。
京东集团总部二期2号楼项目C座,位于北京市亦庄经济技术开发区,总建筑面积20.5万㎡。目前处于装饰装修施工阶段,建成后将用于京东集团总部办公自用。
打破时空边界,5G智慧建造未来。第五代移动通信技术以大带宽、低时延、广连接特性,可提供10G每秒传输速率、毫秒级时延、每平方公里百万连接,可支持40路1080p视频或5路4k超高清视频上传,成为赋能建筑业智慧建造最佳选择。
5G双360度空间立体实时监控系统:通过塔吊摄像头、辅吊人员佩戴的AI眼镜,打造双360度视野,支持读取塔机运行数据,数据异常及时预警,限制起吊。塔吊摄像头具备夜视功能,支持24小时全天候作业。
5G智慧信息岛:项目以点覆盖的方式,在地下核心区域部署5G网络,打造与外界交流“岛屿”,实现地上、地下网络信号全覆盖,有利于解决沟通难题,应对突发事件。
多维安全监控系统:实现工地周界“全方位、立体式、无缝隙”全景监控,利用AI技术,地面与高空监控有效联动,智能识别翻越安全维护、烟火等危险要素,让违规现象无所遁形,全面筑牢工地安全防线。
5G+ AI远程协作系统:5G+AI远程协作系统,实现远程巡检、隐检、预检并留存佐证记录。远程连线专家,实时进行语音、文字、视频交互,同步指导,及时解决施工技术难题。
5G+智慧公路 全面支持自动驾驶
2020年初,国家发展改革委等十一部委印发了《智能汽车创新发展战略》(以下简称《发展战略》),把“推进智能化道路基础设施规划建设”以及“建设覆盖全国路网的道路交通地理信息系统”作为重要的战略任务,进行了系统阐述和专门部署。
当您行驶在高速公路上,无论对方行驶的汽车是转弯或骤停,车辆都能迅速接收到准确信号,并立即做出决策调整,有效避免即将到来的危险。还能通过交通标志、信号灯等指示信息实时管控行车速度,并通过系统信号为行车规划出最安全、快速、便捷的路况信息。道路系统甚至还能通过改变温度、形态等应对雨雪天气变化。这就是未来的“5G智慧高速公路”。
通俗来讲,“5G智慧高速公路”就是架设5G通信技术设备,全面支持自动驾驶;路面光伏发电和移动式的无线充电,电动车可以一边跑一边充电;公路、桥梁、隧道可以自己感知、分析安全状态,并发出预警;实行大数据和智能管理。同时,用户打电话、连接网络的信号将更快、更稳,还可满足无人驾驶的路况要求。
作为北京市重点工程,京礼高速无线覆盖工程已正式复产复工。北京铁塔公司3月2日披露,下半年京礼高速将完成整条高速的5G全覆盖。届时,京礼高速将成为北京第一条实现全频段覆盖的5G高速公路,一方面满足北京冬奥会的通信保障,另一方面有望为将来5G在高速公路的规模应用奠定基础。
作为京礼高速无线网络覆盖工程的统筹建设单位,北京铁塔公司方面介绍,京礼高速在北京界内覆盖长度约75公里,由于高速桥隧比例较大,5G信号在隧道内的覆盖占比超过50%以上。
2019年以来,北京铁塔公司联合运营商和相关通信企业,已经对京礼高速沿线的覆盖进行了规划,针对高速各路段的地势情况、隧道内外的不同场景,采用宏站、微站及室内分布系统等不同方式对京礼高速进行4G和5G信号无线覆盖,确保高速的安全运行。截至目前,已完成京礼高速全线70%的无线信号覆盖建设。
随着5G技术的逐渐成熟,北京铁塔公司计划在今年下半年完成整条京礼高速的5G全覆盖。届时,京礼高速将成为北京首条运营商网络和政府专网全频段覆盖的高速公路,一方面可满足北京冬奥会主要交通干线的通信保障,助力智慧冬奥;另一方面为将来5G在高速公路的规模应用积累经验、奠定基础。
科技改变未来。我们有理由相信,5G智慧高速公路想象的场景将会不断成为现实。智能的路和高级的车辆协同合作,彼此互通信息,形成一个强大的智能系统,将把我们的出行变得更加安全、智能、绿色。
相关下载
BICES 2023陕西交通市政系统专业用户座谈会在西安召开
2023-07-18
BICES 2023河南交通市政系统专业用户座谈会在郑州召开
2023-07-17
逐梦非洲,携手同行!山河智能亮相第三届中非经贸博览会
2023-06-30

点击排行