5G全连接工厂，开启制造业转型升级新篇章
来源:物联网智库发布时间:2023-07-181004浏览
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导读
实体经济是一国经济的立身之本、强国之基、财富之源，是构筑未来发展战略优势的重要支撑。显然，在未来一段时期，各行各业都会围绕这一主线展开行动，而ICT企业作为先进科技企业的典型代表，将成为助力中国实体经济转型升级的“排头兵”。在此背景下，高通公司联合智次方·物联网智库通过对产业领军企业进行深度访谈，撰写一系列案例文章，并制作案例集《2023高通赋能企业数字化转型案例集》，这是其中的第一篇——5G全连接工厂篇。生产线上，一排排机械手臂高效协作，操作员远程即可轻松实现操控；物流线上，一辆辆AGV小车繁忙奔走，有条不紊地完成着物料的搬运工作；运维阶段，工人戴上工业AR眼镜，即可在元宇宙世界里进行操作培训……这些正是5G赋能工业的典型场景。
随着5G不断扎根落地工业领域，一座座5G全连接工厂如雨后春笋一般在大江南北落地生根。2022年9月，工信部印发《5G全连接工厂建设指南》，提出“十四五”时期，要推动万家企业开展5G全连接工厂建设，建成1000个分类分级、特色鲜明的工厂，打造100个标杆工厂。基于此，越来越多的解决方案提供商开始致力于降低5G落地工厂的门槛，让更多制造企业能够品尝5G带来的红利。
广和通+厦门四信：用5G打造数字化车间和智能化工厂
传统工厂大部分以机械化设备为主，每个设备都相当于一座孤岛，由此带来了诸多问题：首先，机械化设备往往依赖人工操作，生产效率低下；其次，由于工厂缺乏完善的数据收集和管理系统，导致生产数据分散、难以获取和利用；最后，面临市场需求的快速变化和定制化需求的增加，传统工艺和生产线通常较为固定，难以快速调整和响应。这些痛点构成了制造业数字化升级的源动力，而转型的第一步就是要实现工厂的互联互通。
5G工厂数字化解决方案具备诸多优势
厦门四信通信科技有限公司（以下简称“四信通信”）是国家高新技术企业，福建省科技创新小巨人领先企业，物联网通信设备及解决方案提供商。工业物联网是四信通信成立之初就明确的一个深耕方向。经过十余年的研究探索，四信通信针对工业场景的解决方案涵盖了传统蜂窝通信方式的物联通信解决方案，也有针对高速通信场景的5G及LTE Cat.6以上的高性能AIoT解决方案，还有针对窄带物联网通信场景的组网方案，适用于各类工厂数字化的场景及需求。
虽然多种无线技术都可以实现工厂的互联，但传统无线组网方案存在一些挑战。比如，Wi-Fi网络抗干扰性与移动性差，同时基于Wi-Fi的网络环境不具备边缘能力，无法承担部署在边缘节点的潜在故障分析、数据快速回传等工作。再比如，虽然LoRa组网容量大、功耗低、成本低、灵敏度高、传输距离远，但在一些传感监测场景，LoRa只能传输低数据量的数据，无法传输高清视频及图像，而且LoRa网络会存在一定的延时，无法进行一些高精度的实时操控。
5G则很好地解决了这些问题。除了高速率、低延迟、大连接、广覆盖、高可靠这些常见特性之外，得益于5G LAN技术，不需要新增AR路由器等隧道设备，5G即可直接进入到工厂内网，跟工业网络之间形成融合。同时，5G支持网络切片技术，可以为不同的应用场景提供定制化的网络服务，满足制造业多样化的需求。
如今，四信通信正在利用5G打造数字化车间和智能化工厂，助力5G全连接工厂的建设。
5G AIoT摄像头和智能边缘视频计算盒助力工厂轻松完成智能化改造
在互联工厂中，视频类设备发挥着不可或缺的重要作用。然而，在实际场景中，大多数工厂已经建设多年，生产设备及资源在规划初期并没有考虑到摄像头及NVR的走线布线，很难再专门进行有线设备的安装部署；此外，产线也无法停机供施工方入场进行大规模的施工，因此，有线智能图像识别设备很难在现有的工业生产环境落地部署。
其中，5G AIoT摄像头F-SC241专为工业级物联网应用而设计，可以提供无线长距离、低延迟的高清视频。同时内置高性能工业级CPU，采集各类传感器数据并进行基本协议转换，实时在前端进行AI视频分析。
5G AIoT摄像头F-SC241目前，该摄像头可用于工厂管控区域智能识别（对工厂管控区域进行人形、车型、在岗离岗等识别）、生产线智能识别（实时监测生产线上的产品质量，检测缺陷、异常和错误）、设备状态监控（监测关键设备的运行状态）、移动布控（监控物料运输车辆、机器人等移动设备）、常规安防（监控工厂内部和周边的安全情况，防止盗窃和入侵事件）、物流和仓储管理（监控物流过程中的货物装卸、仓库存储和库存管理）等多种场景。
智能边缘视频计算盒FGV100则能摆脱传统有线网络的束缚，在任何场景下都能实现实时视频的传输，进行远程监控查看和管理。据悉，FGV100还可与四信智慧物联监控平台、四信智慧物联网络摄像头组成智慧物联监控解决方案，让用户能搭建私有的监控云平台，进一步提升安全性，同时可集成多种物联网采集协议，实现数据+图像全方位监控。
智能边缘视频计算盒FGV100- 骁龙X62 5G调制解调器及射频系统为工业场景中的5G应用提供原生支持
具体而言，5G AIoT摄像头和智能边缘视频计算盒这两类产品主要使用广和通FM150和FM160 5G通讯模组，分别基于骁龙X55和X62 5G调制解调器及射频系统而设计。其中，骁龙X62除了具备第4代高通QTM545毫米波天线模组、全球首创AI天线调谐技术、下一代功率追踪解决方案、最全面的频谱聚合等多项创新，还是全球首个支持10Gbps5G速率和首个符合3GPP R16规范的调制解调器及射频系统。我们知道，5G R16标准对超可靠低时延通信（URLLC）做了全球统一的标准支持，将端到端的时延压缩至5毫秒以下，同时还用5G LAN一举拉开了“工业5G时代”的大幕，所以可以说骁龙X62为工业场景中的5G应用提供了原生支持。
广和通MBB产品管理部产品总监杨刚表示：“5G网络是全连接工厂的土壤，5G设备是全连接工厂的基础，广和通模组产品助力5G全连接工厂奠基。具体而言，FM160-NA与广和通5G模组FM150兼容，便于客户灵活开发终端设备。同时，FM160-NA内置丰富的网络协议，集成多个工业标准接口（包含USIM ,USB3.1/3.0/ 2.0 ,PCIe4.0等），极大地拓展了其在工业互联网等多个领域的应用。”
目前，基于四信通信5GAIoT智能摄像头的项目已落地福建某工厂，实现了产线禁区智能人形入侵预警识别；同时，安装在厂区大型AGV小车上的智能摄像头，也大大提升了AGV小车的通行效率，从传统的红外雷达识别变成了智能图像识别，智能筛选出无需避让的物体。此工厂自部署后持续安全生产，日安全生产率较之前显著提升，AGV日运输效率也提高了20%。
东集：5G手持终端PDA为全连接工厂奠基
所谓5G全连接工厂，不是狭义的将工厂内的所有连接方式都统一使用5G，而是以5G技术为代表将工厂内需要数智转换的地方进行网络升级。“全连接”也不是指“样样都连”，而是根据实际情况因地制宜，在关键环节实现效率提升，最终帮助企业解决数字化转型过程中的难点、痛点和堵点。因此，除了生产线，包装、仓储、物流等环节都将成为建设“5G全连接工厂”的基础。- 5G手持终端PDA消除仓储管理的“烦恼”
众所周知，仓储管理是制造业非常重要的一个环节，有效的仓储管理可以提高仓储利用率及货物的周转率，为企业降本增效，助力企业实现仓库的数字化、可视化管理。然而，传统的仓储管理往往存在许多挑战。
以东集的某制造业龙头客户为例，该客户的仓库出入库环节原来使用消费级手机进行管理，由此带来的问题显而易见：第一，仓库环境比较恶劣，消费级手机防护性能低，易损坏；第二，手机扫码速度慢、效率低，遇到货品种类繁多的情况甚至可能耽误生产；第三，消费级手机续航能力不够，无法满足一天使用，频繁充电浪费时间；第四，手机的信号强度通常不是很好，可能造成扫码后信息传输一直卡顿的现象，从而耽误工作效率。
为了帮助客户消除类似的烦恼，东集推出了内置骁龙690 5G移动平台的“东集小码哥CRUISE2 5G手持终端PDA”，具备运行快、网速快、扫码快、充电快、解锁快“五快合一”的优势，用5G技术助力制造企业节约人工成本、提高效率。
东集小码哥CRUISE2 5G手持终端PDA收货环节，东集小码哥CRUISE2 5G可以快速准确地扫描入库、越库货物标签进行数据核对及收货，提高收货环节的效率及准确性，降低仓库的货物积压及损耗；入库及上架环节，仓储工作人员可快速核验上货任务，准确掌握库位及货品信息，实现快速找货，减少积压和损耗；盘点环节，可通过东集5G手持终端快速获取商品信息，无需人工纸质记录，提高了盘点速度及准确率；拣货环节，工作人员使用东集小码哥CRUISE2 5G可高效准确地核验货品信息，实现快速发货。
- 骁龙690 助力终端实现5G高速通讯
5G加持带来更高速、稳定的数据传输能力。东集小码哥CRUISE2 5G通过5G速度与整机性能的完美融合带来了更稳定的连接、更低的时延与更大的容量，比4G传输速度快10倍，时延降低30倍，避免信号弱等网络问题对工作效率的影响，5G性能在弱信号情况下比同类型设备提升10%，保障视频、图像等信息的实时传输，方便及时通知对应人员知晓，后台信息也可实时更新。高等级防护更持久耐用。东集小码哥CRUISE2 5G采用双重IP68防护（整机及拆开电池后盖均为IP68），整机通过1.5米跌落、高低温等60多项可靠性测试，可以完全满足工业仓储环境的使用。
强悍硬件工业品质。小码哥CRUISE25G具备6.0英寸1080P FHD高清屏幕，阳光及强灯光下可视，且可根据光源强弱自动调节，室内室外工作无缝切换。同时其支持对讲功能，将对讲机和终端合二为一，携带方便省心，为工作人员减负，同时满足现场实时调度需要，再加上拥有5000mAh大容量可拆卸电池，支持14小时超长续航，电池可实现不关机更换，满足现场两个班次持续作业，盘点任务即便再繁重也无需担心续航问题，为生产作业争分夺秒。
更重要的是，东集小码哥CRUISE2 5G内置骁龙690 5G移动平台，骁龙690采用8nm旗舰工艺，支持第5代高通AI引擎。在其领先的AI性能和成熟软件适配的基础上，该款5G手持终端PDA实现了产品功能上的升级。
首先，专业扫描引擎搭配高通平台领先的AI运算能力，大大提升工业高速数据采集场景中扫码及OCR识别效率，提高条码、数字、字母、符号等识别准确率；其次，图像处理性能加强，支持DisplayPort功能，可外接VR眼镜等外设，让该款设备的应用场景进一步扩大。
基于东集小码哥CRUISE2 5G产品的5G通讯、高防护等级、超大容量电池、强大的识别和扫描能力，前文所述的制造业客户的仓储管理流程焕然一新。相较于原有方案，该客户的业务提升30%以上，并为5G智慧工厂的建设奠定了坚实的基础。
东集表示：“高通作为全球领先的移动通信平台解决方案提供商，是东集长期信赖的合作伙伴。当规划东集小码哥CRUISE25G时，作为一款全球发布的产品，高通平台就成为我们首选的方案。高通的产品提供了优秀的通信性能以及全球市场的认证支持。为我们的首款5G产品提供了价值保障。”
写在最后
当前，中国已建成全球规模最大、技术最先进的5G网络。工信部数据显示，截至今年4月底，中国累计建成5G基站超过273万个，5G网络覆盖全国所有地级市、县城城区，5G行业虚拟专网户超过1.6万个。5G商用四周年以来，已经“润物细无声”地改变了人们的生产和生活。和消费端相比，5G将在产业侧释放出更大的价值和动能，工业领域则是5G规模化应用的主阵地。工厂里遍布的设备和机器以及由此产生的海量数据为5G的落地提供了丰沃的土壤，并由此结出“5G全连接工厂”的硕果。未来，5G也将持续为制造业的转型升级提供动能。
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