智慧工厂


在工厂内,要实现工厂内生产装备、信息采集设备、生产管理系统以及劳动力之间的互联。在工厂内有IT网络和OT网络 ,智能工厂 希望所有设备都能 连接 到一个IT和OT完全融合的网络上,实现直接的互通互联 这个网络不光具备有线网络,还要有各种无线技术的接入 ,还应该 承载各种不同的业务,不同的服务,实现不同的服务质量。


痛点分析:

1、  安全生产与人文关怀:
工业生产存在部分危险、恶劣工作环境,不适于人工操作,或者某些区域人员进入为较困难,需要远程操控设备或机器人
2、  降低人工成本,提升工作效率:
工业生产存在大量的生产数据采集、设备巡检需求,人工巡检效率低,对一些有技能要求的操作,需要专业人员在远程进行协助。
3、  节能环保要求:
很多工厂是能耗和污染排放大户,需要实时、海量监控相关数据。
4、  柔性制造:
工业互联网对于柔性制造与个性化定制的需求,要求生产区域能够根据需求进行灵活重构,智能机器可能在不同生产域间调整和迁移。这就要求工厂内的网络架构,能够适应快速组网与灵活调整的需求。
5、  现有网络技术的局限:
工业生产的网络连接需求:数量多、带宽大、移动性强、稳定性高。工厂又具有特殊的环境条件:如高温、高湿、噪声、粉尘,还收到复杂的网络部署条件制约:如各种设备、管线等。现有的固定网络、4G、 Wifi等在网络性能,抗干扰、移动性、稳定性和部署的方便性等方面存在一定的局限,难以满足工业互联网需求。

解决方案:

1.工厂内网组成

工厂内网络,主要用于连接生产设备和办公设备,通常包含生产网络和办公网络两张网,二者通过网关实现互联和安全隔离。车间内大量AGV、机器人、移动手持设备、传感器、设备、物品等需要通过网络进行互联互通 ,以实现对生产现场的实时数据采集等功能。

5G使能工厂生产柔性化。在制造自动化控制系统中,典型的闭环控制过程周期低至毫秒级别,同时对可靠性也有极高的要求。未来工厂中,静态的顺序制造系统,越来越多的被新型的模块化生产系统取代,从而提供更高的灵活性和多用途适应性。5G在满足高可靠低时延的基础上,带来生产设备无线连接的灵活性,使得工厂生产系统模块化和柔性制造成为可能,极大降低生产线重组的时间开销及成本。

   基于5G 的工业增强现实及远程控制。采用增强现实技术,对生产任务进行分步指引,指导工厂工作人员现场手动装配过程,可以快速满足新生产任务的需求。在恶劣环境下,基于增强现实应用实现人机远程交互与控制,用工业机器人代替人的现场参与。5G 的低时延和高速率特性,使这些应用成为现实。 5G支持生产设备、移动机器人、AGV 等之间的协作。在未来工厂中,移动机器人、AGV起到日益重要的作用。在生产过程中,要求这些智能设备间的密切协同和无碰撞作业,需要以无线方式,低时延、高可靠的进行实时数据交换。5G对于这些设备间的精密协作至关重要,可以大大提升制造效率。

2. 工厂外网组成

智能工厂需要大量外部连接,包括:上网专线、互联专线、上云专线等满足智能工厂与互联网、其他工厂、云端应用和客户、产业链等的连接。 

在工厂外部,利用NB-IOT、LTE增强、5G切片等技术,实现对各类为满足各类海量的智能产品的无线接入。对一些网络质量要求较高,或比较关键的业务,需要用专网或VPN的方式来承载。专网中需要利用SDN、NFV等技术实现业务、流量的隔离,并实现网络的开放可编程。通过产业互联网服务,开放核心网部分能力整合成网络服务API,软件驱动加服务编排,给工业企业提供个性化的封装网络 服务。