融合通信在智能制造领域应用怎样？

一、智能制造概述

1、定义与特点

智能制造是一种创新性的生产模式，融合了先进的信息技术、自动化技术和人工智能算法。其核心在于利用大数据分析、机器学习等先进技术，实现生产过程的智能化决策和自主控制。智能制造的主要特点包括：

1. 高度集成性 ：整合设计、生产、管理和服务全流程；
2. 自适应能力 ：实时感知环境变化并做出相应调整；
3. 资源优化 ：最大化生产效率和资源利用率；
4. 个性化定制 ：支持大规模定制化生产需求。

这种新型制造模式旨在全面提升制造业的竞争力，推动产业升级转型。

2、发展现状

随着智能制造的快速发展，融合通信技术在该领域的应用日益广泛。 多网融合技术 已成为智能制造的核心支撑之一，实现了设备、系统和数据的高效集成。具体而言，融合通信技术在智能制造中的应用主要体现在以下几个方面：

1. 网络架构设计 ：构建统一的网络架构，实现不同网络技术的融合和协同。
2. 通信协议标准化 ：制定统一的通信协议标准，确保不同网络设备和系统间的兼容性和互操作性。
3. 数据集成与处理 ：实现异构网络中数据的集成、处理和分析，为智能制造提供决策支持。
4. 安全与可靠性保障 ：确保多网融合系统的安全性和可靠性，防范数据泄露和网络攻击。

尽管面临技术兼容性、网络性能和数据安全等挑战，但通过制定统一的技术标准、采用先进网络技术和设备、建立数据安全管理体系等途径，融合通信技术正在逐步克服这些难题，推动智能制造向更高效、更智能的方向发展。

二、融合通信技术

1、5G技术

5G技术作为新一代移动通信技术，在智能制造领域的融合通信方面展现出巨大潜力。其高速率、低延迟和大规模连接的特性为智能制造提供了强大支撑，推动了模块化工厂与智能生产的实现。具体内容如下：

模块化工厂与智能生产

5G技术的引入使得制造业迎来了模块化工厂的理想时代。5G提供了一个超高速、低延迟的连接平台，使得生产设施能够进行即时的通信和调度，迅速响应市场需求变化。具体应用如下：

1. 当生产线中的某一台机器发生故障时，系统可以自动识别并快速调度其他设备进行替代，避免生产中断，最大化减少停机时间。
2. 支持工厂内所有设备、传感器、机器人和自动驾驶物流系统的无缝连接，使得生产过程可以通过智能算法进行动态优化，进一步提高生产效率和质量。

工业物联网(IIoT)

5G为工业物联网提供了更加可靠的网络基础设施，能够支持大规模设备连接和高频次的数据传输。例如，工厂中的传感器可以实时监测机器的运行状态，如温度、湿度、振动等，并将这些数据通过5G网络传输至中央控制系统。通过实时数据分析，管理人员可以及时发现潜在的设备故障或生产瓶颈，从而进行预防性维护或调整生产流程，确保设备和生产线的高效运行。

扩展现实(XR)

5G的高速连接和低延迟特性使得XR技术得以顺利应用于生产线和远程维护中。XR技术可以帮助员工更好地理解和操作复杂的机械设备。在生产线上的工人可以通过AR眼镜实时看到设备的运行状态、操作步骤和维护建议，从而减少因操作不当导致的生产事故。同时，XR技术还能够为员工提供沉浸式的培训体验，通过虚拟环境模拟实际操作，不仅能提高学习效率，还能在工人面临紧急情况时提供更直观的应对方案。

自动驾驶与机器人技术

5G能够为自动驾驶技术提供低延迟、高带宽的通信能力，帮助工厂内的无人车、机器人和自动化设备实现实时协同与无缝连接。在未来的智能工厂中，自动驾驶的运输车辆和机器人可以通过5G网络实时交流信息，例如根据生产任务的变化自动调整行驶路线，或根据生产线的需求进行货物搬运和配送。5G的高效通信能力使得这些设备能够实时感知周围环境，避免发生碰撞，提高工厂内部的物流效率和安全性。

安全与保障

5G技术能够在安全监控领域发挥巨大的作用，帮助企业提升工厂的安全管理能力。通过5G网络，可以实时传输高清视频和大量传感数据，实现对工厂环境和设备的全天候监控。这不仅能够及时发现潜在的安全隐患，还能为事故调查和责任认定提供可靠依据。同时，5G技术还可以支持智能安全系统的发展，如基于AI的异常行为识别和预警系统，进一步提高工厂的安全管理水平。

2、工业互联网

工业互联网作为智能制造的重要支撑技术，在融合通信方面取得了显著进展。近年来， 多网融合技术 在工业互联网通信中得到了广泛应用，有效提高了通信的可靠性和稳定性，同时增强了通信网络的灵活性和扩展性。这种技术将不同类型的网络集成在一起，实现了互联互通，为工业互联网提供了全面的通信保障。
多网融合技术的一个关键应用是在 大规模工业场景下的通信传输 。通过构建分布式通信网络和网络互联，提高了通信的稳定性和可靠性。例如，在工厂环境中，多网融合技术可以将有线网络、无线网络和现场总线等不同的通信方式融合在一起，实现对各种设备的有效监测和控制，从而提高生产效率和产品质量。
在安全性方面，多网融合技术通过构建安全的通信网络架构和强化安全策略，显著提升了工业互联网通信的安全性。具体而言，多网融合技术可以通过以下方式加强工业互联网的安全性：

• 数据加密和认证 ：有效防止敏感信息的泄露和篡改
• 网络监控和攻击检测 ：及时发现异常并采取相应的应对措施

这些措施共同确保了工业互联网的安全运行。
多网融合技术还在 提高通信网络的灵活性和扩展性 方面发挥了重要作用。通过将不同类型的网络集成在一起，并通过透明的网关技术实现数据的无缝传输，使得通信网络变得更加灵活和具备扩展性。这种灵活性和可扩展性的特点，使得工业互联网能够更好地适应大规模工业应用的需求，并能满足不同企业和行业之间的通信需求。
值得注意的是，多网融合技术的应用还带来了 降低通信成本 的优势。通过整合不同网络的通信能力，可以减少设备和系统的重复购置和部署，降低了通信设备的维护和管理成本。同时，多网融合技术还能够通过智能路由和自适应传输机制，实现网络资源的优化配置，提高通信效率并最大程度地降低通信成本。

3、边缘计算

边缘计算在智能制造领域的融合通信方面取得了显著进展。通过将计算资源部署在网络边缘，边缘计算显著降低了数据传输延迟，提高了实时数据处理能力，同时增强了数据隐私保护。在工业物联网场景中，边缘计算实现了生产设备数据的实时监控和分析，大幅提升了生产效率和设备维护精度。
此外，边缘计算还促进了智能制造中 异构网络的融合 ，通过在边缘节点进行数据预处理和格式转换，实现了不同通信协议和数据格式的无缝对接，为智能制造的融合通信奠定了基础。

三、应用领域

1、智能工厂

智能工厂作为智能制造的重要载体，正积极推动融合通信技术的应用与发展。在这一背景下，多家企业推出了创新解决方案，展现了融合通信在智能工厂中的巨大潜力。

威努特智慧工厂整体网络解决方案

威努特推出的智慧工厂整体网络解决方案是一个典型案例。该方案不仅关注生产网络的构建，还充分融合了办公网和生活网的需求。通过超融合技术，实现了数据中心的高效整合，提升了数据处理的灵活性和扩展性。在网络安全方面，采用多重安全防护措施，确保工厂网络面对各种网络威胁时仍能保持稳固可靠。

创维“5G+8K”柔性智能工厂

另一个值得关注的案例是创维“5G+8K”柔性智能工厂。该项目利用5G网络实现对制造过程设备的多源异构数据采集和解析，发挥5G+光纤的融合网络优势，实现存量传统产线的全数字化改造升级。具体应用如下：

1. 5G+融合网络支持柔性生产 ：大幅提升了核心关键设备转产时数据配置下发的速度和灵活性，实现小批量混线生产。连接单线核心设备55台，辐射15条线体，共计800余台，转产时间降低至1小时。
2. 5G+AI“车间眼”智能视觉检测 ：通过5G网络汇聚181个关键视觉质检点数据，配合云端AI平台，提升质检点位的判断准确率和响应速度，实现对生产过程和产品的智能化、无人化质检。检测工序作业节拍由原来15秒/台，缩短至3秒/台，人均产出效率比传统产线提高17%。
3. 5G+8K+VR/AR智能远程运维 ：利用8K视觉、AI大脑、云边协同等技术实现创维8K VR一体机设备和5G的完美融合，形成云管端的整体解决方案。通过“5G+8K”高清摄像头可实时观察多个异地设备运转情况及生产现场环境，实现远程运维和异地车间维护，异地车间维护效率提升5倍。

这些案例充分展示了融合通信技术在智能工厂中的应用前景，不仅提高了生产效率，还实现了生产过程的智能化和远程化，为企业数字化转型提供了强有力的支持。

2、柔性生产

融合通信技术在智能制造领域的柔性生产方面展现出巨大潜力，尤其在汽车制造和装备制造等领域取得了显著成效。近期，中国移动研究院携手中兴通讯完成的高确定性工业基站方案验证为柔性生产注入了新的动力。

高确定性工业基站方案

该方案在河北领克工厂和广州明珞装备进行了预商用验证，成功实现了5G网络确定性能力达到8±1ms@99.999%，并通过了实际产线连续7×24小时稳定性测试。这一成果证明了高确定性工业基站解决方案能够满足工业现场控制（如PLC）所需的网络确定性能力要求。
在汽车制造领域，高确定性工业基站方案解决了传统生产过程中的一个关键问题。以车体焊接工序为例，不同型号车体加工通常需要通过机械臂抓手更换和运载设备的移动来共用同一条加工产线。这种方法存在线缆拖拽易损等问题，容易导致产线停机。通过采用高确定性工业基站方案，不同型号车体生产的切换可通过无线化方式驱动工位卡槽移动，有效解决了线缆磨损问题，实现了真正的柔性化生产。

广州明珞装备案例

在广州明珞装备的案例中，高确定性工业基站方案同样发挥了重要作用。该公司作为高端智能制造解决方案提供商，面临着传统焊接产线的挑战。特别是点焊工位，由于点焊机器人、夹具和远程IO等设备均通过有线方式连接至PLC，导致组网复杂、位置分散等问题，给生产线数据采集带来困难，且产线安全IO对通信性能要求较高。通过实施高确定性工业基站解决方案，实现了焊接产线的柔性化改造。测试结果显示，5G网络性能可稳定满足产线需求，焊接产线业务7x24h运行正常且无告警，成功实现了工位和产线的无线化和数据集中化。
这些案例充分展示了融合通信技术在柔性生产中的应用价值。通过高确定性工业基站方案，不仅可以解决传统生产过程中的诸多问题，还能实现生产线的快速重构和优化。这种柔性化的生产方式能够大大提高企业的生产效率和市场响应能力，为智能制造的未来发展指明了方向。
融合通信技术在柔性生产中的应用不仅限于汽车制造和装备制造领域，还可延伸至其他制造业。例如，在电子产品制造中，通过5G网络实现设备间高速、低延迟的通信，可以支持生产线的快速重组和重新配置，以适应不同产品型号的生产需求。在纺织行业中，融合通信技术可以实现智能织机的远程监控和控制，提高生产效率和产品质量。
融合通信技术在柔性生产中的应用对生产效率、质量管控和成本优化等多个方面都产生了积极影响：

1. 生产效率提升 ：通过实现生产线的快速重构和优化，企业能够更快地响应市场需求变化，提高生产效率。例如，在汽车制造领域，通过无线化方式驱动工位卡槽移动，可以大幅减少生产线调整时间和停机时间，提高整体生产效率。
2. 质量管控改善 ：融合通信技术的应用使得实时数据采集和分析成为可能，从而实现对生产过程的精确监控和质量控制。例如，通过5G网络实时传输高清视频和大量传感数据，可以实现对工厂环境和设备的全天候监控，及时发现潜在的质量问题。
3. 成本优化 ：通过实现生产线的柔性化，企业可以减少设备投资和运营成本。例如，在广州明珞装备的案例中，通过实现工位和产线的无线化，减少了有线连接的成本和维护工作，同时提高了生产效率，实现了成本的优化。

这些应用案例和技术进展充分说明了融合通信技术在智能制造柔性生产中的重要性和潜力。随着技术的不断进步和完善，我们可以期待看到更多创新应用涌现，推动制造业向更加智能、灵活和高效的未来发展。

3、远程控制

融合通信技术在智能制造远程控制领域展现出巨大潜力，尤其在 工业PON技术 方面取得重大突破。工业PON技术通过支持系统确定性能力，实现了端到端系统时延可达十微秒级，抖动可达微秒级，为工业闭环控制业务提供了关键技术支持。这一技术突破使远程控制系统能够满足工业客户对确定性网络传输能力的需求，为工业企业各类业务的确定性融合接入提供了新型高性能工业PON光网络基础设施。
工业PON技术的应用不仅提高了远程控制系统的实时性和可靠性，还为工业企业向智能制造转型升级提供了有力支撑。通过实现低延迟、高可靠性的远程控制，企业可以更灵活地管理和优化生产过程，提高生产效率和产品质量，同时降低运营成本。

四、关键应用

1、设备互联

在智能制造的大背景下，设备互联作为融合通信的关键应用之一，正经历着前所未有的变革。随着工业互联网和5G技术的快速发展，设备互联呈现出全新的面貌，为制造业的数字化转型铺平了道路。

工业PON技术

工业PON技术作为一项突破性创新，在设备互联领域扮演着关键角色。这项技术通过支持系统确定性能力，实现了端到端系统时延可达十微秒级，抖动可达微秒级，为工业闭环控制业务提供了关键技术支持。这一技术突破使远程控制系统能够满足工业客户对确定性网络传输能力的需求，为工业企业各类业务的确定性融合接入提供了新型高性能工业PON光网络基础设施。
工业PON技术的应用不仅提高了远程控制系统的实时性和可靠性，还为工业企业向智能制造转型升级提供了有力支撑。通过实现低延迟、高可靠性的远程控制，企业可以更灵活地管理和优化生产过程，提高生产效率和产品质量，同时降低运营成本。

AGV解决方案

在具体应用方面，AGV解决方案展现了融合通信技术在设备互联中的巨大潜力。通过部署工业无线AP，实现了仓库或工厂内各个角落的有效无线覆盖，提供了稳定的通信连接和冗余备份机制。这种设计不仅保障了AGV和AMR的自由移动性，还确保了操作的高效性和灵活性，大幅提升整体作业效率。
AGV解决方案的一个突出特点是其实时数据传输能力。通过实时传输堆垛机搬运货物的条码数据及现场监控视频，系统能够精准获取立体货架中的货位信息，从而显著提高出入库效率。这种实时数据传输能力不仅优化了仓储物流管理，还为智能决策提供了可靠的数据支持。

厂务能源管理解决方案

另一个值得关注的应用是厂务能源管理解决方案。该方案通过安装测控仪表和采集网关，收集详细的能耗数据，提供全面的能耗管理、电能质量监测以及用能安全监督。通过对能源消耗进行深入分析，涵盖分类分项能耗、区域能耗、部门能耗等多维度的数据，企业能够清晰地识别出能源消耗中的盲点，并采取针对性措施加以改进。据预测，该方案可以帮助工厂节约5%至15%的能耗，有效避免能源浪费，从而降低运营成本。
这些应用案例充分展示了融合通信技术在设备互联方面的巨大潜力。通过实现设备间的高效互联和实时数据传输，企业能够显著提高生产效率、优化资源利用，并为智能制造的实现奠定坚实的网络基础。随着技术的不断进步，我们可以预见，设备互联将在智能制造中发挥越来越重要的作用，推动制造业向更加智能、高效的方向发展。

2、数据采集

在智能制造的大背景下，数据采集作为融合通信的关键应用之一，正经历着前所未有的变革。随着工业互联网和5G技术的快速发展，数据采集呈现出全新的面貌，为制造业的数字化转型铺平了道路。

工业数据融合智能体(CPS AI Agent)

中科斯欧推出的工业数据融合智能体(CPS AI Agent)产品是这一领域的代表性创新。该平台深度融合了异构数据智能融合、统一数据模型构建、智能数据分析与优化、业务流程支持等功能，通过打破传统数据孤岛，实现全局数据的可视化与统一管理，助力企业优化生产流程、提升设备效率、强化预测性维护。
CPS AI Agent的核心优势在于其强大的异构数据智能融合能力。通过利用前沿AI算法，该平台能够智能识别并适配各种复杂的数据协议，实现多源异构数据的无缝接入与整合。这一功能特别适合现代制造业中常见的复杂生产环境，有效解决了传统数据采集面临的协议多样性问题。

物通博联工业智能网关

另一个值得关注的解决方案是物通博联工业智能网关。该设备支持多种主流PLC协议以及现场总线协议，能够实时采集数据并通过5G/4G/WIFI/以太网等方式进行传输通信。它还支持MQTT客户端和服务器协议，实现了PLC和传感器等设备与云平台、IOT平台以及MES之间的数据交互。
物通博联工业智能网关的优势在于其丰富的协议连接能力和灵活的数据传输方式。例如，它可以:

这种多样化的协议支持使得数据采集能够覆盖广泛的工业设备，大大提高了数据采集的全面性和准确性。
通过这些创新解决方案，融合通信技术正在重塑智能制造的数据采集格局。它们不仅提高了数据采集的效率和质量，还为后续的数据分析和决策提供了坚实的基础。随着技术的不断发展，我们可以期待看到更多智能化、高效化的数据采集应用在智能制造领域落地，推动整个行业的数字化转型进程。

3、实时监控

融合通信技术在智能制造实时监控领域的应用正在改变传统生产管理模式。通过5G网络和工业物联网技术，工厂实现了对生产线的全方位监控，包括设备状态、环境参数和人员行为等。这种实时监控不仅提高了生产过程的透明度，还为智能决策提供了可靠的数据支持。
具体应用案例包括：

1. 设备状态监控 ：通过实时监测设备运行参数，系统能够及时发现潜在故障，实现预测性维护，有效降低设备停机时间。
2. 环境监测 ：利用遍布工厂各处的传感器，实时监控温度、湿度、粉尘浓度等环境因素，确保生产环境始终处于最佳状态，有助于提高产品质量和生产效率。
3. 人员行为监控 ：通过智能摄像头和AI算法，实时分析工作人员的操作行为，及时纠正不规范操作，提高生产安全性和效率。

这些应用充分体现了融合通信技术在实时监控方面的优势，为智能制造的精细化管理和智能化升级提供了有力支撑。

五、实施效果

1、生产效率

融合通信技术在智能制造生产效率方面展现出显著成效。通过实施高确定性工业基站方案，汽车制造和装备制造领域实现了生产线的快速重构和优化。例如，在广州明洛装备案例中，5G网络性能稳定满足产线需求，支持7x24h连续运行，成功实现工位和产线的无线化和数据集中化。这种柔性化生产方式不仅提高了生产效率，还为制造业向智能制造转型提供了有力支撑，展示了融合通信技术在提升生产效率方面的巨大潜力。

2、质量管控

融合通信技术在智能制造质量管控方面展现出巨大潜力。烽火通信开发的智能制造AI质检解决方案是一个典型案例，该方案采用“边缘采集及推理-中心模型训练”架构，有效解决了传统产线质检效率低、质量不稳定等问题。通过算法仓的七大功能组件，该方案可覆盖典型产线的四个质检阶段，大幅提高了质检效率和准确性。这种基于AI的质检方法不仅提高了产品质量，还实现了生产过程的实时监控和数据分析，为智能制造的质量管控提供了强有力的工具。

3、成本优化

融合通信技术在智能制造成本优化方面展现出显著成效。通过实施高确定性工业基站方案，企业实现了生产线的柔性化改造，有效降低了设备投资和运营成本。例如，在广州明洛装备案例中，通过实现工位和产线的无线化，不仅简化了网络布线，还提高了生产效率，实现了成本的优化。这种基于融合通信的解决方案不仅提高了生产灵活性，还为制造业的可持续发展提供了新的思路。