工業(yè)機器人

當5G“遇見”機器人

ainet.cn   2019年06月12日

  2019年被稱為5G元年,5G的商用很可能會在今年實現(xiàn)。

  6月6日,工業(yè)和信息化部向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G牌照。這意味著,四家運營商將可以正式建設5G網(wǎng)絡。中國電信、中國移動、中國聯(lián)通今年將分別在至少40個城市覆蓋網(wǎng)絡,并在部分城市推出5G服務。

  實測5G有多快

  看到這里如果你認為5G只是手機上網(wǎng)與其他無關,那可就大錯特錯了!

  5G的優(yōu)勢將如何與機器人更好的結合呢?

  5G技術切合了傳統(tǒng)制造企業(yè)智能制造轉型對無線網(wǎng)絡的應用需求,能滿足工業(yè)環(huán)境下設備互聯(lián)和遠程交互應用需求。在工業(yè)自動化控制、工業(yè)AR、云化機器人等工業(yè)應用領域,5G技術起著支撐作用。

  5G技術成為支撐智能制造轉型的關鍵使能技術,能將分布廣泛、零散的人、機器和設備全部連接起來,構建統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)絡。智能工廠是5G技術的重要應用場景之一。利用5G網(wǎng)絡將生產(chǎn)設備無縫連接,并進一步打通設計、采購、倉儲、物流等環(huán)節(jié),使生產(chǎn)更加扁平化、定制化、智能化,從而構造一個面向未來的智能制造網(wǎng)絡。

  工業(yè)AR技術(Augmented Reality)的發(fā)展,將在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實世界并進行互動。在智能制造過程中可用于監(jiān)控流程和生產(chǎn)流程。生產(chǎn)任務分步指引,例如手動裝配過程指導;遠程專家業(yè)務支撐,例如遠程維護。在這些應用中,輔助AR設施需要最大程度具備靈活性和輕便性,以便維護工作高效開展。

  AR控制協(xié)作機器人

  5G技術的推廣和應用,也將推動云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)技術的進一步發(fā)展。而這背后,以機器人技術為核心的智能制造技術在設備廠商的大規(guī)模推廣和應用,也將極大程度的縮短5G技術的面世時間。

  5G將為機器人發(fā)展提供更多可能

  5G技術到底能為機器人帶來什么變化?

  得益于5G的1 ms的延遲時間, 5G的速度提高將簡化數(shù)據(jù)收集并實現(xiàn)對工作流程的全面和持續(xù)監(jiān)控,包括遠程診斷維護,這將有助于降低生產(chǎn)本身的運營和管理成本。5G無線連接技術將給機器人的智能生產(chǎn)帶來極大的靈活性和成本優(yōu)勢, 5G的云化統(tǒng)一架構也將使能未來的云端實現(xiàn)實時控制,因此會有幾個特征的改變。

  第一,數(shù)據(jù)回傳更高效

  現(xiàn)在的5G下行峰值速率是20Gbps,它的速率達千兆級4G網(wǎng)絡的20倍,所以也會使得機器人在使用過程中,在接受信息、任務指令等方面也就會更加高效迅速。要知道一般情況下,5G網(wǎng)絡時長延緩至1毫秒,對于人類而言需要反應的時間會達到400毫秒,所以也就可以看出5G比較4G網(wǎng)絡,端到端延時縮短5倍。而真正在5G普及后,在數(shù)據(jù)回傳時效性方面也就會大幅提高,人們也就可以實時對機器人的工作情況進行監(jiān)控管理了。

  與此同時,低延時的特性會讓工業(yè)領域增加一種全新的工作形式:遠程操作,在以前,每一次遠程操控的指令都需要數(shù)據(jù)傳動到操控的機器之后,通過視頻將結果反饋回來,而5G技術可以讓大幅降低傳輸延時,1-2毫秒的間隔幾乎與現(xiàn)場親自操作沒有差別。就像最近剛剛興起的遠程醫(yī)療手術,低延時不僅僅改變了時間的格局,更拉近了空間的距離。

  第二,更柔性、更多端

  其實都知道WIFI通信方式存在著易干擾、切換以及覆蓋范圍方面的缺陷,但是在5G出現(xiàn)之后,在工廠應用過程中基于5G技術的eLTE相關技術也順勢出現(xiàn),它相對有著比較強的抗干擾性,同時5G還能夠將可聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)設備的連接上增加10-100倍,也就意味中覆蓋范圍上越發(fā)廣泛,從而能夠有助于機器人應用解決方案上會得到更好的數(shù)據(jù)分析,也在一定程度上節(jié)省了網(wǎng)絡通訊上的成本。

  第三,云化機器人趨勢

  5G可以說是實現(xiàn)云化機器人的基礎技術,而5G的出現(xiàn)會有著高帶寬、低時延的特點,重要的是它還可以將大部分計算放到云端,也就會更加安全有效的對于計算數(shù)據(jù)做好保障,要知道機器人進行部署應用時,云端作為中控管理平臺,是可進行遠程遙控對機器人進行反控。

  第四,大程度降低機器人傷害事件發(fā)生頻率

  現(xiàn)今,為了防止機器人傷害人類或造成損害,機器人大都配備了緊急制動按鈕。但是如果按鈕在人們所需的時刻無法觸及怎么辦?而通過 5G連接無線控制,它可以讓機器人實時發(fā)送性能數(shù)據(jù),使公司能監(jiān)控和防止任何問題,能在任何時候遠程操作機器人,就可以做到遠程緊急停止功能。例如,科技巨頭諾基亞和博世已經(jīng)在開發(fā)可以通過5G連接無線控制的取放機器人。

  第五,簡化工廠布局和重新配置裝配線過程

  數(shù)字化工廠的發(fā)展可能會帶來工廠布局的變化。將工業(yè)機器人導入工廠,在變更工序的同時,機器人也需要進行配置更替,這自然就會伴隨著對控制機器人的通訊線路重新鋪設等繁重費時的工作發(fā)生。并且生產(chǎn)線更新?lián)Q代后,機器人進行再運轉時還需要對機器人的動作進行精密細微的調試,這些準備工作會導致工廠長時間陷入運轉停止。

  而采用5G技術后,工廠內的有線線路將會被移動通訊所取代,也就可以省略掉原本必不可少的通訊線路重新鋪設的步驟。同時,在引入高精度三次元測量傳感器后,調試機器人動作的環(huán)節(jié),可以將傳感器捕獲的信息經(jīng)由5G進行大量傳送大大縮短了因制造工序變更重新裝配而造成工廠停運的時間。通過物聯(lián)端到端的連接模式,工廠布局和重新配置裝配線將變得比以往更簡單。

  中國電信5G試驗網(wǎng)絡的建設已經(jīng)開展,在試商用牌照發(fā)放后,就可以開始商用建設。除了針對公眾市場的AR、VR等業(yè)務,5G在物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)等領域也將大展拳腳。此外,在醫(yī)療領域由于延時大大縮短,遠程會診溝通將更加順暢。遠程手術,機器人急救也有望實現(xiàn)。

  去年12月,遼寧移動在沈啟動5G應用示范區(qū)建設,布局覆蓋沈陽新松機器人、華晨集團、沈陽機床和沈陽國際軟件園四個園區(qū)的5G網(wǎng)絡。其中,在沈陽新松機器人廠區(qū),將依托智能機器人和工業(yè)4.0領域全球領先的技術,進行云端機器人應用示范,包括智能巡檢機器人、AGV機器人、工業(yè)機器人應用。

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