5G技術具有大帶寬、廣連接、低時延、高可靠等特性，可以實現工廠內部設備的高效互聯互通以及便捷組網，這能夠使生產和感知設備“剪掉辮子”，數據信息精準采集和下發，控制信息及時可靠送達，進而構建數字孿生產線，實現數字化工廠的目標。三一重工智能制造研究院資深專家王輝在接受通信世界全媒體記者采訪時表示，5G通過與工業生產中既有的研發設計系統、生產控制系統及服務管理系統等相結合，可以全面推動5G垂直行業的研發設計、生產制造、管理服務等生產流程的深刻變革，實現制造業的數字化轉型。

數字化轉型面臨四大挑戰

三一重工作為工程機械制造企業，亞洲服務器，生產模式屬于典型的離散制造模式，其主要特點是以離線為主、流程為輔，裝配則為重點。在數字化轉型時，主要面臨以下四大挑戰。

一是數字化系統集成難。現場設備種類繁多、互聯難度較大，很難實時獲取設備運行數據；MES與ERP、PLM等系統集成度低，數據流難以貫通，同時MES與現場設備無法進行數據交互，設備巡檢維護工序依賴人工介入；缺乏故障分析模型，難以開展現場設備的預測性維護工作。

二是生產線效率低下。由于工程機械制造產業具有品類繁多、批量小、制造工藝復雜、制造裝備和工具繁多等特點，導致生產的整體智能化水平與電子制造、汽車制造等其它離散制造行業具有一定差距。在整個制造過程中，各零部件的加工過程相互獨立，互不配合，生產工藝離散，生產線無法有效銜接，造成了各生產線的庫存積壓。

三是數據采集難。大部分設備還不能自動采集數據，自動化設備廠商通信協議不統一，數據格式多樣。

四是“信息孤島”多。智能工廠建設涉及智能裝備、自動化控制、傳感器、工業軟件等領域，集成難度大。“信息孤島”“自動化孤島”并存。

目前的5G應用以eMBB（Enhanced Mobile Broadband，增強移動寬帶）為主，隨著接入網絡的傳感器數量增加，mMTC(Massive Machine Type Communication，大規模機器通信）應用也將逐步增加，后續CT、IT和OT等技術將深度融合，5G將賦能生產制造的核心環節，uRLLC也將得以廣泛使用。

三一重工對5G應用的需求主要包括設備本地互聯互通、實時數據采集、云化智能AGV(Automated Guided Vehicle，小型運輸車）、視頻監控、基于機器視覺的生產檢測聯動、機械臂作業的遠程控制、基于AR/VR的遠程協助及培訓等多個方面。需求場景包括自動化生產方面（工業控制、信息回傳）主要應用uRLLC、mMTC場景；生產環境監控（設備信息采集、圖像采集）主要應用eMBB場景；車間運輸車AGV（自動控制、圖像采集）主要應用eMBB、uRLLC場景，人工巡檢（音視頻交互、數據分析）主要應用eMBB、uRLLC場景。

5G是數字化轉型的“捷徑”

5G技術的應用解決了三一重工在數字化轉型中出現的許多問題，包括自動化改造、設備數字化管理、“信息孤島”現象、產業鏈前后端缺乏協同、用工效率低下等。三一重工積極推進5G技術在智能工廠中的應用，目前主要用于內網設備互聯互通、數據采集、預測性維護、云化AGV、視頻監控以及機器視覺等方面，以下是3個應用案例。

一是預測性維護。針對車、銑、磨等不同類型機床以及焊接機器人設備的工作特征，加裝振動、功率等傳感器，并使用5G網絡進行實時數據上報。結合運行時間、歷史故障、檢修狀態等信息建立設備健康模型，對設備進行健康狀態評估，實現軸承、齒輪箱等關鍵部件的典型故障預測。根據生產計劃及維修資源，做出維修決策，減少故障停機時間。

二是云化AGV(Automated Guided Vehicle，小型運輸車）。在生產車間有大量的零件需要無人AGV搬運，與傳統的Wi-Fi接入相比，5G網絡大大降低了AGV小車的掉線率，并確保控制時延低于10毫秒，實現AGV運輸作業、調度控制的高速穩定，可大幅提升運輸和生產效率。5G技術還支持AGV向新一代智能網聯AMR演進，將其應用到更多的工廠場景中，在獲得更廣闊市場空間的同時，推動工業制造向更智能、更安全、更綠色轉型。

三是機器視覺檢測聯動。5G網絡的高上行帶寬和低時延等特性可以支持高清視頻上傳，再結合人工智能分析決策，可以支撐多種機器視覺類的應用，除了基本的監控告警、人員管理、倉儲管理之外，還可用于生產活動，比如通過機器視覺產生檢測聯動，監控機械臂運行是否正常，判定加工過程中的產品是否合格，以及是否已裝配、是否有漏件，大幅提升生產流程的自動化，實現工廠少人化、無人化。

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