2019年11月14日,中國聯通網絡技術研究院、山東華辰泰爾信息科技股份有限公司與昆山同日工業自動化有限公司,共同于上海匯眾汽車底盤系統公司安亭北廠成功進行了智能制造AGV應用場景下的5G通信能力測試。
中國聯通網絡技術研究院技術專家范星宇博士、華辰泰爾物聯網產品線總監張鵬、同日集團首席科學家姚萬里博士、昆山同日AGV團隊的多位同事參與了本次聯合測試工作。
為保證本次測試順利進行,中國聯通網研院協調中國聯通上海市分公司,預先啟動并調試了上海匯眾安亭北廠附近的2個5G基站,滿足了對測試區域5G信號全覆蓋的需求。廠區5G基站及本次測試區域如下圖所示。
當日上午,三方技術人員于項目現場匯合,首先共同對測試區域進行查勘,隨后根據現場實際情況對預定測試方案進行了討論和修正。
本次聯合測試的目的,是在存在廠房信號遮擋和大功率電焊造成頻繁電磁干擾的工廠實際環境下,初步測試5G信號的傳輸質量和通信能力,驗證其對同日AGV實時調度系統通信需求的滿足程度。
在項目現場,三方工程師們正將中國聯通“先鋒者一號”5G數據終端與昆山同日AGV系統進行整合并調試。
具體測試路線,從AGV運行起點(堆放點)出發,沿主干道直達最遠端的8號點位(電焊車間外),隨后右轉進入車間內部的6號點位(電焊操作臺),再沿原路線返回起點。測試線路涵蓋了大部分AGV工作區域,同時覆蓋了工廠內部主要焊機干擾地段。
完成AGV系統和5G終端的整合后,3號AGV啟動并沿設定路線自動運行,以便對運行路線上的5G信號數傳質量進行測試。
測試結果表明,在AGV運行的25分鐘內,終端通過5G網絡向外網服務器發送共計2047次數據包,實際接收2047次,丟失率為0%;平均時延48ms,最長時延157ms,最短時延27ms。在后期優化后,時延可望進一步降低到10ms量級。
通過本次測試,三方人員初步認定5G網絡可以滿足AGV系統實時調度的通信需求。三方商定,在本次測試的基礎上,盡快展開基于5G的AGV閉環測試。
未來,中國聯通將積極與工業領域伙伴一道,在以下兩個場景展開5G通信技術的工業應用深度合作:
1)5G + AGV應用
與國內外眾多廠商一樣,目前昆山同日采用無線局域網實現AGV小車與調度系統之間的通信。無線局域網采用國際開放的2.4GHz和5GHz頻段,理論上傳輸速度較快并具有一定抗干擾能力。但在實際工業應用中,特別是存在工業電磁干擾的環境中,往往會出現通訊時延過長甚至掉線的情況。此外,由于工廠對高空作業安全和布線整潔度的要求, 在已有廠房布置WiFi網絡的施工費用和施工時間往往代價過高。因此,直接使用運營商的5G網絡成為一個有價值的方案。
5G網絡與無線局域網相比有更寬的帶寬,更低的時延,更強的抗干擾能力。在5G網絡的配合下,AGV的響應速度有望降至毫秒級,可以更快更好地與調度系統進行通信。進一步地,5G協議中預留的設備間互傳能力,未來有望實現AGV設備與調度系統之間直接建立連接,從而實現更高速率更低實驗的信息傳輸。
2)5G + 工業云應用
建立基于工業互聯網的自動化工廠管控運維平臺,已成為制造業企業在智慧工廠的轉型過程中的一大熱點。基于工業物聯網的工業云及其平臺,可實現對智能車間內智慧物流裝備的全生命周期健康管理,達到7天24小時的故障自動預測、區域人員自動指派、零部件備品在線跟蹤、故障仿真模擬、云鏡回傳、遠程專家會診等服務,實現裝備遠程控制、檢測、維修及數據全覆蓋。
未來,工業云將通過5G技術連接廠區內的各類設備,利用5G大帶寬、低時延、超高速的特點充分發揮工業云的優勢。大寬帶可實現海量設備同時接入,徹底涵蓋整個生產流程;毫秒級時延可滿足實時控制的要求,做到遠程生產監控;超高速可實現海量數據的上傳下載,支撐工業大數據應用。
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