2024年面向汽車制造的5G網(wǎng)絡(luò)SLA需求及保障技術(shù)報(bào)告-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）本報(bào)告所載的材料和信息，包括但不限于文本、圖片、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)、建議，不構(gòu)成法律建議，也不應(yīng)替代律師意見。本報(bào)告所有材料或內(nèi)容的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟所有（注明是引自其他方的內(nèi)容除外），并受法律保護(hù)。如需轉(zhuǎn)載，需聯(lián)系本聯(lián)盟并獲得授權(quán)許可。未經(jīng)授權(quán)許可，任何人不得將報(bào)告的全部或部分內(nèi)容以發(fā)布、轉(zhuǎn)載、匯編、轉(zhuǎn)讓、出售等方式使用，不得將報(bào)告的全部或部分內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)方式傳播，不得在任何公開場合使用報(bào)告內(nèi)相關(guān)描述及相關(guān)數(shù)據(jù)圖表。違反上述聲明者，本聯(lián)盟將追究其相關(guān)法律責(zé)任。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)系電話箱：aii@極培育新能源、新材料、先進(jìn)制造、電子信息等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，積極培育未來產(chǎn)業(yè)，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力，增強(qiáng)發(fā)展新動(dòng)能”。加快培汽車制造業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域，涉新一代信息、先進(jìn)制造等諸多新技術(shù)，符合數(shù)字化、高端化、智能化和綠色化發(fā)展方向。汽車制造業(yè)的發(fā)展，對于促進(jìn)我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型以5G為代表的新一代移動(dòng)通信技術(shù)，與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)融合，將更好地為提升生產(chǎn)柔性化水平、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、服務(wù)水平提供保障，助力汽車制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型升級。“5G+汽車制造”應(yīng)用場景豐富，業(yè)務(wù)需求千差萬異，眾多場景對網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)提出了個(gè)性化需求，因此需要針對場景及需求的特殊性和復(fù)雜性，提供符合場景需求的網(wǎng)絡(luò)資源適配及服務(wù)本報(bào)告研究面向汽車制造的5G網(wǎng)絡(luò)SLA需求及保障技術(shù)，梳理）：中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司研究院：李文杰、齊飛、王源野、趙）： 1 24 極培育新能源、新材料、先進(jìn)制造、電子信息等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，積極培育未來產(chǎn)業(yè)，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力，增強(qiáng)發(fā)展新動(dòng)能”。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)代表新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的方向，是引領(lǐng)國家未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的決定性力量，也是國家培育發(fā)展新動(dòng)能、贏得未來競爭新優(yōu)勢的關(guān)鍵領(lǐng)域。未來產(chǎn)業(yè)代表著未來科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，具有技術(shù)顛覆性強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、市場空間潛力大等特征，是大國產(chǎn)業(yè)競爭的戰(zhàn)略焦點(diǎn)，也是塑造未來世界格局的重要力量。加快培育和發(fā)展戰(zhàn)汽車制造業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域，涉新一代信息、先進(jìn)制造等諸多新技術(shù)，符合數(shù)字化、高端化、智能化和綠色化發(fā)展方向。汽車制造業(yè)的發(fā)展，對于促進(jìn)我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型以5G為代表的新一代移動(dòng)通信技術(shù)，與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)融合，成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)及未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。5G/5G-A具備高帶寬、低時(shí)延和高可靠性特點(diǎn)，通過構(gòu)建高質(zhì)量的5G行業(yè)專網(wǎng)，結(jié)合5GLAN、高精度定位等能力，提供覆蓋實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)、定位業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)能力；通過5G-A的毫秒級時(shí)延、上行大帶寬、RedCap、無源物聯(lián)、網(wǎng)業(yè)協(xié)同感知等特性及能力加持，—2—更好滿足細(xì)分場景業(yè)務(wù)的差異化需求，全方位打造5G智能化產(chǎn)線。5G/5G-A將更好地為提升生產(chǎn)柔性化水平、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、服5G+汽車制造應(yīng)用場景豐富，業(yè)務(wù)需求千差萬異，眾多場景對網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)提出了個(gè)性化需求，因此需要針對場景及需求的特殊性和復(fù)雜本報(bào)告研究面向汽車制造的5G網(wǎng)絡(luò)SLA需求及保障技術(shù)，梳理表1汽車制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)典型場景序號汽車制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)場景名稱序號汽車制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)場景名稱1沖壓5G+機(jī)器人開卷落料碼垛控制其他（如機(jī)加、電池車間等）5G+機(jī)器臂協(xié)同控制25G+機(jī)器視覺鋼材表面瑕疵質(zhì)檢5G+AI安全帽檢測3焊裝5G+焊接機(jī)器人數(shù)采5G+柔性工島生產(chǎn)4焊裝群控站數(shù)據(jù)回傳5G+AI人車分流5涂裝涂裝工藝信息交互5G+新能源電池存儲(chǔ)65G+智能噴涂5G+AGV物料運(yùn)輸控制7漆面缺陷檢測5G+AGV車身轉(zhuǎn)運(yùn)85G+智能柔性化輸送線機(jī)器人與機(jī)器人協(xié)同控制95G+智能裝配遠(yuǎn)程維護(hù)機(jī)器人5G+擰緊工具工序間物料傳輸5G+車輛裝配過程中的無線掃碼遠(yuǎn)程調(diào)測可視化5G+車輛質(zhì)檢機(jī)器視覺應(yīng)用5G+智慧生產(chǎn)一屏感知5G+AI車窗涂膠合規(guī)檢測能耗監(jiān)控5G+AI車尾標(biāo)識(shí)別車間環(huán)境監(jiān)測通過梳理汽車制造主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)中5G/5G-A應(yīng)用5G+AGV等運(yùn)輸控制類、5G+機(jī)器視覺類、5G+PLC等生產(chǎn)控制類、5G+視覺引導(dǎo)機(jī)器人、5G+VR/AR等輔助生產(chǎn)類、安防監(jiān)控類、信息采集類等典型應(yīng)用，基本覆蓋各環(huán)節(jié)典型場景，因此有必要梳理典型業(yè)務(wù)典型業(yè)務(wù)質(zhì)量參數(shù)包括：生產(chǎn)節(jié)拍、工件型號、響應(yīng)時(shí)間、識(shí)別精度、產(chǎn)線運(yùn)動(dòng)速度、切換穩(wěn)定性等生產(chǎn)需求，圖像/視頻分辨率、光學(xué)方案、視場角等終端光學(xué)相關(guān)參數(shù)，應(yīng)用數(shù)據(jù)量、通信周期CT、完成一個(gè)產(chǎn)品所需的平均時(shí)間，用于定義流程中某一具體工序或環(huán)節(jié)的單位產(chǎn)出時(shí)間。假設(shè)在凈可用工作時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)線以恒定速率生—4—產(chǎn)制造產(chǎn)品，生產(chǎn)節(jié)拍即指產(chǎn)線上兩個(gè)連續(xù)生產(chǎn)單元（或加工點(diǎn)位）指待加工/處理的工件標(biāo)識(shí)。不同型號的工件，其材質(zhì)、形狀、待加工/處理的面積或工藝要求往往不同，這些因素將直接影響解決識(shí)別測量或計(jì)算的準(zhǔn)確程度。此處指視覺系統(tǒng)，識(shí)別目標(biāo)空間位置或測量工件尺寸的精細(xì)程度。業(yè)務(wù)系統(tǒng)中對識(shí)別精度的要求高低，即生產(chǎn)制造過程中，設(shè)置的產(chǎn)線運(yùn)動(dòng)速率，多與生產(chǎn)節(jié)拍、工序移動(dòng)設(shè)備漫游過程中，從一個(gè)服務(wù)小區(qū)切換到另一個(gè)服務(wù)小區(qū)過對圖像/視頻精密度的一種度量。既指設(shè)備所能顯示的像素的數(shù)量,也指圖像/視頻中單位尺寸或面積包含的像素個(gè)數(shù)。該參數(shù)結(jié)合其將某種顏色表現(xiàn)為數(shù)字形式的模型或一種記錄圖像顏色的方式，有彩色和黑白之分。該參數(shù)結(jié)合其它光學(xué)參數(shù)可用來測算5G終端的在記錄數(shù)字圖像顏色時(shí)，計(jì)算機(jī)實(shí)際上是用每個(gè)像素需要的二進(jìn)制數(shù)值位數(shù)來表示的。如，黑白二色圖像每個(gè)像素只有1位顏色，位通過壓縮技術(shù)，將原始視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻格式文H.263、H.264等。該參數(shù)結(jié)合其它光學(xué)參數(shù)可用來測算5G終端的帶數(shù)據(jù)傳輸時(shí)單位時(shí)間傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，一般用的單位是kbps。以幀為單位的位圖圖像連續(xù)出現(xiàn)在顯示器上的頻率。該參數(shù)結(jié)合可以接入的信號通道數(shù)量。該參數(shù)結(jié)合其它光學(xué)參數(shù)可用來測算又稱視角，指在成像場景中，相機(jī)可以接收影像的角度范圍，也視野越大，直接決定了用戶的直觀感受。該參數(shù)結(jié)合其它光學(xué)參數(shù)可將用戶的頭部動(dòng)作轉(zhuǎn)化為電子信號,以實(shí)現(xiàn)對于虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)），），還跟蹤用戶在空間中的身體運(yùn)動(dòng)，能夠行走、跳躍、彎腰并與虛擬世目前智能眼鏡的光學(xué)方案主要包括光波導(dǎo)、BirdBath要求傳輸?shù)膽?yīng)用數(shù)據(jù)量。周期性通信業(yè)務(wù)中，表示應(yīng)用數(shù)據(jù)包在傳輸周期內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)量；非周期性通信業(yè)務(wù)中，表示單次業(yè)務(wù)傳輸—通信周期的倍數(shù)，倍數(shù)等于看門狗最大次數(shù)減1，該指標(biāo)用來測注：看門狗是一個(gè)工業(yè)總線監(jiān)視定時(shí)器，用來監(jiān)視工業(yè)總線的狀態(tài)，看門狗在程序的中斷中擁有最高的優(yōu)先級，看門狗一旦超時(shí)，兩次宕機(jī)事件之間的連續(xù)工作時(shí)長（不包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類故障某場景下，每個(gè)連接需要預(yù)留的非實(shí)時(shí)帶寬，該指標(biāo)用來測算一定面積下，PLC的組態(tài)節(jié)點(diǎn)數(shù)，該參數(shù)用來測算5G單包可靠在一定車間面積下，該類業(yè)務(wù)場景或節(jié)點(diǎn)的密度，該參數(shù)用來識(shí)AGV是裝備有電磁、光學(xué)、RFID等裝置、能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛或按照自由路徑導(dǎo)航行駛、具有安全保護(hù)以及各種移載功能的自動(dòng)運(yùn)輸車。在汽車工業(yè)生產(chǎn)線上，AGV無人搬運(yùn)小車可以承擔(dān)原材料和成品的搬運(yùn)任務(wù)，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升產(chǎn)品入庫、出庫、移庫、盤點(diǎn)等物流全流程自動(dòng)化水平，提高生產(chǎn)效率。5G網(wǎng)絡(luò)一方面可以改善AGV系統(tǒng)原有的無線局域網(wǎng)穩(wěn)定性、移動(dòng)性、覆蓋等方面存在線自動(dòng)充電系統(tǒng)、周邊輸送系統(tǒng)、AGV控制臺(tái)和通訊系統(tǒng)等構(gòu)成。生成AGV的運(yùn)行任務(wù)，解決多AGV之間的避碰問題，同時(shí)將AGV系統(tǒng)的狀態(tài)反饋給中心控制管理系統(tǒng)。AGV控制臺(tái)和各AGV之間組成無線局域網(wǎng)進(jìn)行信息交換，傳統(tǒng)模式中控制臺(tái)與車體采用WiFi6或以下技術(shù)時(shí)，存在延時(shí)較高、網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)問題，可能引起接入受限、切換失敗、易被攻擊和干擾，覆蓋距離短、無法支持大規(guī)模調(diào)度，邊界切換容易掉線導(dǎo)致業(yè)務(wù)連續(xù)性無法得到保證。通過5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋AGV運(yùn)行目前AGV自帶獨(dú)立的PLC用于本地控制，5G體PLC，支持遠(yuǎn)程I/O化，可節(jié)約硬件成本。另外，AGV本地控制器部署在終端，不利于產(chǎn)線的快速重構(gòu)，通過云化算法，可實(shí)現(xiàn)AGV智激光等方式，磁導(dǎo)和二維碼需要預(yù)先布置場景，靈活性較差；激光導(dǎo)航靈活性較強(qiáng)，但成本較高；直接采用視覺計(jì)算導(dǎo)航，靈活性高，成本可低于激光，但技術(shù)難度加高，數(shù)據(jù)計(jì)算量大，其計(jì)算資源需要相對高性能的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，因而單臺(tái)AGV的成本較高。利用5G將實(shí)時(shí)視覺畫面?zhèn)鬏數(shù)皆贫朔?wù)器計(jì)算，并實(shí)時(shí)返回結(jié)果輔助AGV實(shí)時(shí)集中管理、集中調(diào)度以及接收AGV的狀態(tài)指令信息，滿足產(chǎn)線制需求。例如，焊裝車間5G云化AGV，可以實(shí)現(xiàn)焊裝車間沖壓件、實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)配件在廠區(qū)沖焊涂總四大車間之間的自動(dòng)化配送，克服了傳網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定切換,同時(shí)需滿足產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍要機(jī)器視覺在汽車制造業(yè)應(yīng)用廣泛，其需求場景多聚焦于產(chǎn)品質(zhì)量檢測和輔助生產(chǎn)過程，如焊接車間汽車零部件的焊接件檢測、涂裝車間汽車車門涂裝質(zhì)量檢測、電池車間匯流排質(zhì)量檢測、總裝車間方向盤撥片絲印質(zhì)量檢測、以及發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋外觀缺陷車間中，點(diǎn)焊被廣泛應(yīng)用于車身制造，焊接的好壞直接影響了車身的（2）5G+機(jī)器視覺用于涂裝車間汽車車門涂裝質(zhì)量檢間汽車車門的涂裝質(zhì)量直接影響到汽車的防銹蝕性能、安全性能。針排的質(zhì)量檢測主要從焊縫長寬及高度、是否存在斷焊、焊縫位置是否偏離、焊縫中是否存在擊穿孔或凹坑，以及匯流（4）5G+機(jī)器視覺用于總裝車間方向盤撥片絲印質(zhì)量檢車間的方向盤撥片絲印質(zhì)量檢測要求識(shí)別移印圖案的色差、斷線、缺失、重影、偏位等不良情況。待檢測視野范圍約66mm×44mm，精度要部署在MEC上的專家系統(tǒng)，專家系統(tǒng)基于人工智能算法模型進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，對比系統(tǒng)中的規(guī)則或模型要求，判斷物料或產(chǎn)品是否合格，實(shí)現(xiàn)缺陷實(shí)時(shí)檢測與自動(dòng)報(bào)警，并有效記錄瑕疵信息，為質(zhì)量溯源提供典型場景涉及到的機(jī)器視覺終端業(yè)務(wù)質(zhì)量參數(shù)包括生產(chǎn)節(jié)拍、工傳統(tǒng)現(xiàn)場工控網(wǎng)以PLC為核心，采用主從式管理，通過有線網(wǎng)絡(luò)（工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等）連接包括PLC與上位機(jī)(PLC北向通），前存在的問題包括：有線布線復(fù)雜，成本高，產(chǎn)線調(diào)整困難，柔性程度低，無法匹配業(yè)務(wù)升級換代；傳統(tǒng)PLC生態(tài)封閉，信息層級多，存在信息孤島，數(shù)據(jù)利用度低；有線網(wǎng)絡(luò)PLC運(yùn)維需大量人力物力，易故障，排障周期長，影響車廠生產(chǎn)。PLC北向5G無線化,如云化PLC場景可實(shí)現(xiàn)分散控制器的集中化控制，實(shí)現(xiàn)北向剪辮子，提升柔性化個(gè)PLC的線體需要多個(gè)總線復(fù)制器的情況下，5G無線化可簡化有線機(jī)器人控制器等的實(shí)時(shí)通信，這類場景采用有線連接存在網(wǎng)線鋪設(shè)工作量大，更換周期長，成本高的問題，且設(shè)備移動(dòng)過程中存在網(wǎng)線磨損，容易導(dǎo)致故障停產(chǎn)。引入5GURLLC可去掉有線束縛實(shí)現(xiàn)柔性化應(yīng)用，減少移動(dòng)造成的通訊物理故障，5G的扁平化架構(gòu)組網(wǎng)簡單，現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)5G化改造后5GURLLC典型應(yīng)以汽車制造企業(yè)焊裝車間和總裝車間為例，其典型場景的業(yè)務(wù)質(zhì)量參數(shù)包括通信周期CT、生存時(shí)間ST、0宕機(jī)時(shí)長、移動(dòng)性、單連接NRT帶寬、組態(tài)節(jié)點(diǎn)密度和車間節(jié)點(diǎn)密度。例如，焊裝車間的典型通信周期為8ms，C2IO典型PLC組態(tài)節(jié)點(diǎn)密度約為100節(jié)點(diǎn)/500平方米,車間節(jié)點(diǎn)密度約為5780節(jié)點(diǎn)/3.3萬平方米；總裝車間典型通間節(jié)點(diǎn)密度約為5000節(jié)點(diǎn)/5萬平方米。兩車間典型業(yè)務(wù)質(zhì)量參數(shù)需表2汽車焊裝及總裝車間5G/5G-APLC類應(yīng)用場景需求典型應(yīng)用場景CT/msST/CT倍數(shù)移動(dòng)性軌跡速度單連接NRT帶寬/Mbps組態(tài)節(jié)點(diǎn)車間節(jié)點(diǎn)密度焊裝車間C2IO-工具切換833D-2-31——140個(gè)/3.3C2IO-智能從站833D-2-3100個(gè)/500平400個(gè)/3.3C2IO-上、下料臺(tái)/夾具定位臺(tái)83——1——180個(gè)/3.3PLC83————700個(gè)/3.3NRT-能源監(jiān)控3——1——200個(gè)/3.3C2C-控制器數(shù)據(jù)耦合交互83————100個(gè)/3.3車間C2IO-EMS吊具231-3年3D-0.4-40030個(gè)/1千平100個(gè)/5萬平C2IO-升降滑板231-3年2D-0.4-40030個(gè)/1千平50個(gè)/5萬平C2IO-線體驅(qū)動(dòng)231-3年無2200個(gè)/2千平300個(gè)/5萬平C2IO-涂膠機(jī)831-3年無2個(gè)/10平10個(gè)/5萬平C2C-工控機(jī)31-3年無1個(gè)/2千平30個(gè)/5萬平視覺引導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域且配備機(jī)器視覺的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人，通過視覺引導(dǎo)技術(shù)，機(jī)器人可以根據(jù)實(shí)時(shí)確保制造和生產(chǎn)線的靈活性。在汽車制造過程中，視覺引導(dǎo)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于沖壓、焊裝、噴涂、總裝車間的制造產(chǎn)線，覆蓋點(diǎn)焊、螺柱焊、激光焊、搬運(yùn)、碼垛、裝配、噴涂、檢測等各項(xiàng)生產(chǎn)場景。5G/5G-A為視覺引導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸提供了高效、穩(wěn)定、可靠的網(wǎng)絡(luò)保障，不僅能夠避免傳統(tǒng)終端的網(wǎng)絡(luò)線纜磨損、延長設(shè)備使用壽命，而且使云化機(jī)器人控制成為了可能，有助于通過集約化建設(shè)，在汽車制造過程中，將零部件從供應(yīng)鏈中取出并裝配到汽車生產(chǎn)線上的過程，包括從供應(yīng)商處接收、存儲(chǔ)、分配和裝配零部件到汽車生產(chǎn)線上的各個(gè)工位。傳統(tǒng)的機(jī)器人上下料操作通常依賴于預(yù)先編程的軌跡和位置信息，但這種方法在應(yīng)對復(fù)雜的零部件形狀和變化時(shí)存在一定的局限性。3D視覺引導(dǎo)技術(shù)通過感知待檢測區(qū)域內(nèi)的深度信息，使工業(yè)機(jī)器人能夠像人類一樣感知、理解三維環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)和靈活的上下料操作，直接提升整個(gè)車身制造過程的自動(dòng)化效典型的工作流程為：叉車將曲軸放置到3D視覺識(shí)別工作區(qū)域，視覺在汽車制造的焊裝車間，四門兩蓋生產(chǎn)線和下部線、主線都是由機(jī)器人應(yīng)用最多的、分布最廣的區(qū)域。隨著生產(chǎn)線向前推進(jìn)，從一開始的前底板、后底板和機(jī)艙三大件主拼到中間左右側(cè)圍、四門兩蓋到最后的天窗形成白車身，其中點(diǎn)焊、補(bǔ)焊占比近60%。以車體焊接過程為例，汽車制造中車體焊接多采用的是點(diǎn)焊與弧焊技術(shù)，機(jī)器人進(jìn)行車體焊接之前，需要PLC控制滑橇傳輸?shù)轿缓笙侣渫瓿?，然后PLC觸發(fā)機(jī)器人相應(yīng)車型的程序，機(jī)器人便可以開汽車噴漆時(shí)主要對車身表面，而涂膠是車身各板件的連接位置。在自動(dòng)噴漆和涂料噴涂方面，尤其在汽車車身外觀噴涂上，機(jī)器人不僅能在寬敞的空間內(nèi)完成復(fù)雜的噴涂軌跡，還能伸入狹窄的空間進(jìn)行精細(xì)作業(yè)。視覺引導(dǎo)型噴涂機(jī)器人能夠根據(jù)車身形狀的不同從而選擇不同的噴涂工具，按照預(yù)先設(shè)定的噴涂程序進(jìn)行工作。視覺引導(dǎo)機(jī)器人的應(yīng)用，不僅能夠有效提升噴漆、涂膠速度和質(zhì)量，而且可以降低工業(yè)機(jī)器人可以通過先進(jìn)的傳感器和視覺系統(tǒng)，對零部件進(jìn)行詳尺寸偏差、表面缺陷或其他不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的問題，確保每一件零部件都達(dá)到生產(chǎn)要求。視覺引導(dǎo)機(jī)器人提升了零部件的合格率，同時(shí)減典型的視覺引導(dǎo)機(jī)器人通常由機(jī)器人、視覺傳感器和工控機(jī)等硬件設(shè)備組成，系統(tǒng)分為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)、視覺檢測子系統(tǒng)和業(yè)務(wù)流程管理子系統(tǒng)。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)與視覺檢測子系統(tǒng)可按主控通信、接口通信兩種模式集成。主控通信模式下，視覺系統(tǒng)作為主站設(shè)備，機(jī)器人作為從站設(shè)備，視覺系統(tǒng)向機(jī)器人發(fā)送運(yùn)動(dòng)或者I/O指令，機(jī)器人持續(xù)監(jiān)聽并執(zhí)行指令。視覺系統(tǒng)將控制機(jī)器人按照規(guī)劃的路徑執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)，例如工件上料或拆碼垛。接口通信模式下，機(jī)器人側(cè)作為主站設(shè)備，視覺系統(tǒng)作為從站設(shè)備，由機(jī)請求的不同，視覺系統(tǒng)將返回視覺結(jié)果或規(guī)劃的抓取路徑。機(jī)器人根上述兩種模式中，5G/5G-A網(wǎng)絡(luò)可用于為視覺檢測子系統(tǒng)和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)傳輸保障。例如，視覺傳感器采集影像或點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)經(jīng)5G網(wǎng)絡(luò)傳輸至MEC或中心云，由智能算法進(jìn)行分析處理后，得到計(jì)算結(jié)果；機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)基于視覺檢測結(jié)果和工序流程，通過5G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)下發(fā)運(yùn)動(dòng)指令數(shù)據(jù)，完成業(yè)務(wù)執(zhí)行。因此，5G+視覺引導(dǎo)機(jī)器人的業(yè)務(wù)需求可以參照5G+機(jī)器視覺和5G+PLC類應(yīng)用的業(yè)務(wù)需求。其指標(biāo)主要包含:生產(chǎn)節(jié)拍、響應(yīng)時(shí)間、AR系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理、SLAM、顯示、人機(jī)交互等技術(shù)環(huán)節(jié)，通過攝像頭獲取真實(shí)環(huán)境信息，結(jié)合傳感器進(jìn)行定位跟蹤、交互，通過顯示設(shè)備生成虛擬場景，疊加到現(xiàn)實(shí)場景。AR工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)建了一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的交互式環(huán)境，通過智能設(shè)備獲取真實(shí)環(huán)境圖像，并將可視化數(shù)據(jù)集成在現(xiàn)實(shí)車間的實(shí)時(shí)場景上，對設(shè)備進(jìn)行分析管理，針對需在汽車制造中，可應(yīng)用雙目式、單目式等可穿戴AR設(shè)備，用于沖壓線AR遠(yuǎn)程診斷、涂裝機(jī)器人AR遠(yuǎn)程診斷、總裝環(huán)節(jié)AR裝配作業(yè)指導(dǎo)等場景。例如，在總裝車間，傳統(tǒng)領(lǐng)域的汽車零部件裝配過程中，由于零件的多樣化以及操作的規(guī)范性，對要求以及規(guī)范程度要求較高，一般都需要進(jìn)行長期的崗前培訓(xùn)，無法快速投入生產(chǎn)環(huán)節(jié)，同時(shí)經(jīng)常產(chǎn)生裝配差錯(cuò)。結(jié)合5G低時(shí)延、廣連接的特性，以MEC邊緣算法，操作人員通過AR智能眼鏡，可以快速定位每個(gè)導(dǎo)線需要插入的位置，在眼鏡中會(huì)疊加線路器上層圖層，操作人員在操作過程中，依據(jù)圖層的展示，把線材插入到集線器中，從上述過程中，在空間數(shù)據(jù)采集過程中，可通過5G網(wǎng)絡(luò)，將智能設(shè)備采集的現(xiàn)場音視頻等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳；交互過程中，多個(gè)環(huán)節(jié)涉及內(nèi)容生成后，將圖像或3D模型提前下載到設(shè)備上；定位追蹤，對輸入圖像提取特征點(diǎn)生成點(diǎn)云模型后，利用5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)將模型數(shù)據(jù)及從終端到網(wǎng)絡(luò)的上行流量通常包括圖片、多路壓縮視頻以及空間和用戶姿態(tài)追蹤等信息。上行帶寬取決于攝像頭數(shù)量、分辨率、光學(xué)視角的通訊音視頻、文字標(biāo)注、共享的圖片及文檔等數(shù)據(jù)，下行帶寬景的典型需求參數(shù)，如生產(chǎn)節(jié)拍、圖像/視頻分辨率、通信周期等。本章介紹典型業(yè)務(wù)場景涉及的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)，包括用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)速率、5G通信時(shí)延、單包可靠性、用戶容量，并舉例給出由業(yè)務(wù)需求參數(shù)到網(wǎng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)質(zhì)量體驗(yàn)所需的最低數(shù)據(jù)速率。表示網(wǎng)絡(luò)可以傳遞數(shù)據(jù)視覺質(zhì)檢場景為例，某場景的上行用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)速率通過各工序點(diǎn)位表3用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)速率相關(guān)參數(shù)說明參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)類別單位Dbitn-N-sZ—20—5G網(wǎng)絡(luò)的通信時(shí)延，不包含業(yè)務(wù)層及其相關(guān)接口的處理時(shí)延。對于工廠自動(dòng)化C2IO或運(yùn)動(dòng)控制，業(yè)務(wù)一般都是周期性發(fā)送的。對于傳統(tǒng)有線，PLC與設(shè)備側(cè)I/O、伺服的通信時(shí)延通常都小于更新周期，而5G連接可以根據(jù)客戶的實(shí)際需求來確定，對于時(shí)間特別敏感的場景，通信時(shí)延小于更新周期，其他非敏感場景，也可選擇通信時(shí)延大于設(shè)備更新周期。確定性是指發(fā)端到收端的通信時(shí)延是否穩(wěn)定，即有界。C2IO邏輯控制一般都是周期性的確定性通信，要求最大時(shí)單包可靠性為5G承載的單個(gè)業(yè)務(wù)包的可靠性。針對現(xiàn)場工控場景，除了看門狗機(jī)制對單包可靠性的影響，還需要考慮PLC對多個(gè)I/O設(shè)備控制，多條鏈路之間存在業(yè)務(wù)相關(guān)性，對于5G網(wǎng)絡(luò)單包可表4產(chǎn)線單包可靠性相關(guān)參數(shù)說明參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)類別具體參數(shù)定義單位-年A-n個(gè)Ym-R-—21—用戶容量表示每小區(qū)范圍內(nèi)容納的無線終端數(shù)量，是表征無線通表5用戶容量相關(guān)參數(shù)說明參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)類別單位n個(gè)Mm2D天津某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)金屬鑄件的5G全連接工廠項(xiàng)目，其中5G+AGV作為一個(gè)重要場景，使用新一代通信技術(shù)賦能自動(dòng)引導(dǎo)車輛對物料及實(shí)現(xiàn)專有物料在各區(qū)域自動(dòng)點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)輸，改變現(xiàn)有人工駕駛叉車的運(yùn)呼叫以及運(yùn)輸過程的全程記錄，在節(jié)省人力的同時(shí)，確保運(yùn)輸過程的案例選用3D激光導(dǎo)航無人叉車，用于與人配合的共同環(huán)境，自線運(yùn)行速度可達(dá)1.3m/s，轉(zhuǎn)彎不停車。適用于倉庫、生產(chǎn)線等貨架—22—表6載具信息表7設(shè)備信息—23—表8中控系統(tǒng)軟件信息表9網(wǎng)絡(luò)配置信息針對機(jī)加車間毛坯上線、毛坯空框下線、成品空箱上線、成品下線，機(jī)加車間業(yè)務(wù)流程示例如下表所示。機(jī)加車間4個(gè)業(yè)務(wù)流程預(yù)計(jì)表10機(jī)加車間AGV參數(shù)—24—表11機(jī)加車間業(yè)務(wù)流程參數(shù)成品倉庫業(yè)務(wù)流程示例如下表所示。成品倉庫1個(gè)業(yè)表12成品倉庫AGV參數(shù)表13成品倉庫業(yè)務(wù)流程參數(shù)某車企工廠沖壓、焊裝、涂裝、總裝和電池電驅(qū)五大核心生產(chǎn)車間現(xiàn)存多家不同的AGV廠家，每個(gè)不同廠家AGV都采用獨(dú)立組網(wǎng)的形式進(jìn)行部署，導(dǎo)致了車間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)干擾嚴(yán)重；另外由于車間內(nèi)部架構(gòu)問題，導(dǎo)致部分區(qū)域存在WiFi覆蓋盲區(qū)。其中，總裝車間后懸掛分裝產(chǎn)線的AGV線上運(yùn)行13臺(tái)，采用PLC主控方式。由于總裝車間內(nèi)—25—WiFi信號干擾較大和內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)問題，導(dǎo)致后懸掛分裝產(chǎn)線AGV基于總裝后懸掛分裝產(chǎn)線AGV總體情況，結(jié)合工廠5G專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用“PROFINETOVEREoGREOVER5G”方案，實(shí)現(xiàn)基于5G的AGV調(diào)度，AGV車體內(nèi)部通過5G終端掛載的方式與車體主機(jī)有線通信，AGV線邊服務(wù)器與現(xiàn)場AR路由器打通。在5G專網(wǎng)不具備5GLAN的情況下，利用現(xiàn)有設(shè)備二層組網(wǎng)方式，不改變應(yīng)用現(xiàn)有IP地表14網(wǎng)絡(luò)SLA需求轉(zhuǎn)譯示例-業(yè)務(wù)參數(shù)應(yīng)用場景CTST/CT倍數(shù)0宕機(jī)移動(dòng)性單連接NRT帶寬組態(tài)節(jié)點(diǎn)車間節(jié)點(diǎn)總裝車間后懸掛分裝產(chǎn)線32ms30.5m/s10Mbps10臺(tái)/1000㎡表15網(wǎng)絡(luò)SLA需求轉(zhuǎn)譯示例-網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)用場景CTST/CT倍數(shù)0宕機(jī)時(shí)長宕機(jī)相關(guān)性單包可靠性5G通信時(shí)延節(jié)點(diǎn)密度用戶容量/小區(qū)(5千平)總裝車間后懸掛分裝產(chǎn)線32ms30.999932ms,4個(gè)913/1000平655G+機(jī)器視覺質(zhì)檢業(yè)務(wù)中，在生產(chǎn)現(xiàn)場部署工業(yè)相機(jī)或激光器掃相機(jī)或激光掃描儀的5G網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)時(shí)拍攝產(chǎn)品質(zhì)量的高清圖像，—26—通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸至部署在MEC上的專家系統(tǒng)，專家系統(tǒng)基于人工智能算法模型進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，對比系統(tǒng)中的規(guī)則或模型要求，判斷物料或產(chǎn)品是否合格，實(shí)現(xiàn)缺陷實(shí)時(shí)檢測與自動(dòng)報(bào)警，并有效記錄瑕疵信上傳到企業(yè)質(zhì)量檢測系統(tǒng)，根據(jù)周期數(shù)據(jù)流完成模型迭代，通過網(wǎng)絡(luò)表16網(wǎng)絡(luò)SLA需求轉(zhuǎn)譯示例-機(jī)器視覺業(yè)務(wù)場景生產(chǎn)節(jié)拍工件型號圖像/視頻分辨率色彩模式（黑白/彩色）相機(jī)數(shù)量用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)速率機(jī)機(jī)1部利用轉(zhuǎn)譯工具，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求到網(wǎng)絡(luò)SLA指標(biāo)的轉(zhuǎn)譯，提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,并基于5G網(wǎng)絡(luò)+工控場景的模擬測試能力進(jìn)行驗(yàn)證，從—27—而為工業(yè)用戶提供可轉(zhuǎn)化、可驗(yàn)證、可感知、可保障的業(yè)務(wù)級SLA保(1)在需求轉(zhuǎn)譯平臺(tái)中輸入或自動(dòng)獲取業(yè)務(wù)需求及部署參數(shù)等，(2)基于5G網(wǎng)絡(luò)+工業(yè)場景的實(shí)驗(yàn)室測試驗(yàn)證能力，針對轉(zhuǎn)譯平②配備無線信道仿真儀表和定制無線信道模型，實(shí)現(xiàn)外場特定③基于以工業(yè)仿真為基礎(chǔ)的設(shè)備孿生能力，完成任意工業(yè)設(shè)備④基于真實(shí)5G網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)的孿生產(chǎn)線仿真運(yùn)行環(huán)境，根據(jù)項(xiàng)目(5)在業(yè)務(wù)運(yùn)行階段提供可視的業(yè)務(wù)級SLA感知及保障，按需進(jìn)行精準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)資源分配和優(yōu)化保障，滿足用戶業(yè)務(wù)的SLA確定性保障—28—端到端的網(wǎng)絡(luò)高可用性是網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)功能鏈上所有各個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)元可用性的乘積。要提高端到端的網(wǎng)絡(luò)可用性，必須要提高各網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)擔(dān)。單板級主備，當(dāng)一塊單板運(yùn)行異?；蛘吖收蠒r(shí)另外一塊備用單板接替工作，不會(huì)造成業(yè)務(wù)中斷；單板級負(fù)荷分擔(dān)，按照一定的負(fù)荷分擔(dān)策略，將業(yè)務(wù)分配到不同的單板上進(jìn)行處理，當(dāng)檢測到某個(gè)單板出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整負(fù)荷分擔(dān)策略，將故障單板上的業(yè)務(wù)分發(fā)到包括主備鏈路、鏈路負(fù)荷分擔(dān)以及雙發(fā)選收。主備鏈路，當(dāng)主鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到備份鏈路繼續(xù)傳輸；鏈路負(fù)荷分擔(dān)，按照一定的負(fù)荷分擔(dān)策略，將業(yè)務(wù)流量分配到不同的鏈路進(jìn)行傳輸，當(dāng)檢測到某個(gè)鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整負(fù)荷分擔(dān)策略，將故障鏈路上的業(yè)務(wù)流量分發(fā)到其他鏈路上進(jìn)行傳輸；雙發(fā)選收，發(fā)送端將—29—包括BBU備份、RRU備份以及基帶池化等。BBU備份，通過對整個(gè)機(jī)框進(jìn)行備份，且建立一種故障檢測和倒換機(jī)制，保證出現(xiàn)故障時(shí)的快速切換；RRU備份，通過基帶板和RRU之間數(shù)據(jù)的交叉連接，使一個(gè)小區(qū)兩個(gè)發(fā)射/接收通道的數(shù)據(jù)分開在兩路不同的光纖上傳輸和），提高系統(tǒng)可靠；基帶池化，通過冗余和故障轉(zhuǎn)移機(jī)制，基帶池化可以指有線鏈路和5G/5G-A無線鏈路互為熱備，當(dāng)發(fā)現(xiàn)主用鏈路故障時(shí)，觸發(fā)業(yè)務(wù)快速切換至備用鏈路，完成業(yè)務(wù)流量的毫秒級快速倒換；無線雙層網(wǎng)絡(luò)備份，指通過兩張不同頻段的無線網(wǎng)絡(luò)同時(shí)工作，應(yīng)用終端優(yōu)先接入主用網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)主用網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，廠