《智能建造技術(shù)與裝備》 課件 第六章 5G技術(shù)與應(yīng)用

智能建造技術(shù)與裝備第六章：5G技術(shù)與應(yīng)用目錄一、概述二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀三、5G技術(shù)概況四、5G技術(shù)在智能建造中的應(yīng)用目錄一、概述二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀三、5G技術(shù)概況四、5G技術(shù)在智能建造中的應(yīng)用一、概述——移動(dòng)通訊的發(fā)展歷程1G-5G的發(fā)展歷程1G到5G，是移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的一個(gè)個(gè)階段，"G"——Generation，就是“代”的意思每一代通訊系統(tǒng)在傳輸速率、采用的移動(dòng)通信技術(shù)、傳輸質(zhì)量、業(yè)務(wù)類型等方面存在較大差別1G采用頻分多址（FDMA），只能提供模擬語(yǔ)音業(yè)務(wù)；2G主要采用時(shí)分多址（TDMA），可提供數(shù)字語(yǔ)音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；3G以碼分多址（CDMA）為技術(shù)特征，用戶峰值速率達(dá)到2Mbps至數(shù)十Mbps，可以支持多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；4G以正交頻分多址（OFDMA）技術(shù)為核心，用戶峰值速率可達(dá)100Mbps至1Gbps，能夠支持各種移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。一、概述——5G移動(dòng)通訊每一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的定義5G標(biāo)志性能力指標(biāo)——Gbps用戶體驗(yàn)速率一組關(guān)鍵技術(shù)——包括大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址、全頻譜接入和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)每一代移動(dòng)通信系統(tǒng)都可以通過(guò)標(biāo)志性能力指標(biāo)和核心關(guān)鍵技術(shù)來(lái)定義目錄一、概述二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀三、5G技術(shù)概況四、5G技術(shù)在智能建造中的應(yīng)用二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀——國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀5G技術(shù)發(fā)展歷程我國(guó)成立了“IMT-2020（5G）推進(jìn)組”《面向通感算一體化光網(wǎng)絡(luò)的光纖傳感技術(shù)》白皮書2013年2月推進(jìn)組陸續(xù)發(fā)布《5G的愿景和需求》《5G的概念》《5G的無(wú)線技術(shù)架構(gòu)》白皮書，確定了5G頻譜的使用范圍，提供了基礎(chǔ)頻段和擴(kuò)展頻段的指導(dǎo)2014年我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)召開(kāi)了“5G發(fā)展產(chǎn)業(yè)策略會(huì)議”，推出了《2020年TW-5G戰(zhàn)略方案》2014年1月發(fā)布的《5G的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)》，多個(gè)5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)版本相繼發(fā)布2016年6月完成IMT-2020通信標(biāo)準(zhǔn)制定工作，規(guī)范了5G技術(shù)的關(guān)鍵特性、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和接口協(xié)議，為5G商業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。2020年目前，我國(guó)5G發(fā)展?fàn)顩r現(xiàn)狀，我國(guó)5G個(gè)人應(yīng)用帶動(dòng)效果顯現(xiàn)。在廣度方面，行業(yè)范圍不斷擴(kuò)展，在經(jīng)濟(jì)賦能價(jià)值方面，生產(chǎn)效率明顯提升；在深度方面，應(yīng)用不斷走深向?qū)嵺`，在工業(yè)、采礦、電力、港口、醫(yī)療等垂直行業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模復(fù)制。二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀——國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外5G技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀歐盟于2018年4月成立工業(yè)互聯(lián)與自動(dòng)化5G聯(lián)盟（5G-ACIA），旨在推動(dòng)5G在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的落地。歐盟5G應(yīng)用試驗(yàn)涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、AR/VR、高清視頻、智慧城市、港口等多個(gè)場(chǎng)景。日本的5G技術(shù)發(fā)展相對(duì)較慢，但政府已經(jīng)開(kāi)始推動(dòng)5G技術(shù)的應(yīng)用。5G技術(shù)在日本的應(yīng)用領(lǐng)域包括智能交通、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療等。美法根據(jù)GSA的報(bào)告，美國(guó)有95個(gè)城市部署了5G網(wǎng)絡(luò)，其中包括紐約、洛杉磯、芝加哥等大城市。5G技術(shù)在美國(guó)的應(yīng)用領(lǐng)域包括智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等。歐2019年開(kāi)始萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代，從無(wú)人駕駛到關(guān)乎我國(guó)未來(lái)發(fā)展的“新基建”全球5G商用啟動(dòng)后，5G就步入了發(fā)展“快車道”，2022年繼續(xù)保持快速穩(wěn)定的增長(zhǎng)韓國(guó)是全球首個(gè)推出5G商用服務(wù)的國(guó)家，其5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋了大部分城市和主要地區(qū)。5G技術(shù)在韓國(guó)的應(yīng)用領(lǐng)域包括智能手機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能工廠等。韓目錄一、概述二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀三、5G技術(shù)概況四、5G技術(shù)在智能建造中的應(yīng)用三、5G技術(shù)概況——5G關(guān)鍵技術(shù)5G關(guān)鍵技術(shù)核心5G技術(shù)創(chuàng)新主要來(lái)源于無(wú)線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩方面。三、5G技術(shù)概況——5G移動(dòng)通訊特點(diǎn)五大技術(shù)特點(diǎn)

0302010405與4G相比，5G具有更高的速率，可以支持網(wǎng)絡(luò)直播、VR/AR、超高清等服務(wù)，將不再受網(wǎng)絡(luò)速率的限制低功耗的通信過(guò)程，使產(chǎn)品使用時(shí)長(zhǎng)更長(zhǎng)，更加利于用戶接受物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，為全球智能打下基礎(chǔ)5G空中接口時(shí)延更短，完全滿足無(wú)人駕駛、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的實(shí)時(shí)應(yīng)用，拓寬了新領(lǐng)域的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)如今智能電子產(chǎn)品終端數(shù)量巨大，個(gè)人終端已是1個(gè)或多個(gè)，5G時(shí)代的到來(lái)，使每個(gè)家庭都會(huì)擁有數(shù)個(gè)終端重構(gòu)安全工作是保證5G時(shí)代智能互聯(lián)網(wǎng)正常使用的第一要素，也是防范風(fēng)險(xiǎn)和抵御惡意攻擊的關(guān)鍵所在高速率低功耗低時(shí)延萬(wàn)物互聯(lián)重構(gòu)安全三、5G技術(shù)概況——5G技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景遠(yuǎn)程協(xié)同作業(yè)場(chǎng)景描述：協(xié)同作業(yè)主要包括實(shí)時(shí)場(chǎng)景和實(shí)時(shí)信息傳輸兩個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)場(chǎng)景利用5G及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)（AR/VR）技術(shù)建設(shè)或升級(jí)企業(yè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)畫面和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)同步傳送到分布在不同地域的科研人員。實(shí)時(shí)修改實(shí)時(shí)生成工業(yè)部件、設(shè)備、系統(tǒng)、環(huán)境等數(shù)字模型，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)同步傳輸設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)人員利用虛擬環(huán)境仿真系統(tǒng)、頭戴式5GAR/VR、5G便攜式設(shè)備等終端接入沉浸式虛擬環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)2D/3D設(shè)計(jì)圖紙的協(xié)同修改與完善。遠(yuǎn)程協(xié)同維修作業(yè)三、5G技術(shù)概況——5G技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景5G遠(yuǎn)程協(xié)同手術(shù)多專家異地合作遠(yuǎn)程協(xié)同手術(shù)采用“5G+固網(wǎng)專線”網(wǎng)絡(luò)傳輸通路——保證遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)操作精確達(dá)毫秒級(jí)水平的技術(shù)要求，實(shí)時(shí)還原手術(shù)實(shí)際場(chǎng)景，遠(yuǎn)程端3D高清視頻畫面清晰流暢，機(jī)械臂響應(yīng)及時(shí)穩(wěn)定無(wú)延遲，確保了手術(shù)精準(zhǔn)安全專家遠(yuǎn)程手術(shù)三、5G技術(shù)概況——5G技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景5G無(wú)線化工廠+機(jī)器人視覺(jué)檢測(cè)華為與中國(guó)移動(dòng)合作，在廣東省松山湖工廠利用5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)了柔性生產(chǎn)制造場(chǎng)景的應(yīng)用。在手機(jī)組裝過(guò)程中的點(diǎn)隔熱膠、打螺釘、手機(jī)貼膜、打包封箱等工位部署視覺(jué)檢測(cè)相機(jī)。通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)連接，把圖片或視頻發(fā)送到部署在MEC上的(人工智能)AI模塊中進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)了從「多步一檢」到「一步一檢」模式改變，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合應(yīng)用，把生產(chǎn)線現(xiàn)有的108臺(tái)貼片機(jī)、回流爐、點(diǎn)膠機(jī)通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)線化連接。無(wú)線化工廠機(jī)器視覺(jué)質(zhì)檢目錄一、5G技術(shù)概述二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀三、5G技術(shù)概況四、5G技術(shù)在智能建造中的應(yīng)用四、5G技術(shù)在智能建造中的應(yīng)用——建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用施工現(xiàn)場(chǎng)四、5G技術(shù)在智能建造中的應(yīng)用——建筑工程檢測(cè)中的應(yīng)用檢測(cè)樣品的送樣過(guò)程，通過(guò)無(wú)人駕駛平臺(tái)搭載工地現(xiàn)場(chǎng)收樣模塊，從工地收集檢測(cè)樣品，完成后自動(dòng)返回檢測(cè)機(jī)構(gòu)。5G物流系統(tǒng)送樣01檢測(cè)機(jī)構(gòu)現(xiàn)在都設(shè)立了驗(yàn)樣區(qū)，其作用是對(duì)樣品進(jìn)行分類和標(biāo)識(shí)，然后再送入對(duì)應(yīng)檢測(cè)室進(jìn)行檢測(cè)。待檢測(cè)完成后，檢測(cè)樣品按規(guī)定到留置時(shí)間期滿再進(jìn)行處理。5G物流系統(tǒng)檢測(cè)流水線02需要在施工現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展的檢測(cè)項(xiàng)目，應(yīng)用5G物聯(lián)檢測(cè)設(shè)備，如回彈儀、靜載傳感器、沉降觀測(cè)儀等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。檢測(cè)過(guò)程中使用穿戴式攝錄設(shè)備，同步傳輸數(shù)據(jù)至后臺(tái)服務(wù)器存檔和實(shí)時(shí)抽檢，可以實(shí)現(xiàn)人、證、設(shè)備、環(huán)境一致。5G現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)035G檢測(cè)報(bào)告的投遞，將數(shù)據(jù)庫(kù)中的電子信息生成紙質(zhì)報(bào)告，可以保證檢測(cè)機(jī)構(gòu)、施工單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位、質(zhì)量監(jiān)督站的數(shù)據(jù)一致，數(shù)據(jù)改動(dòng)均有記錄，檢測(cè)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行后期大數(shù)據(jù)分析，對(duì)建筑質(zhì)量有著深遠(yuǎn)的影響。5G物流系統(tǒng)檢測(cè)報(bào)告投遞045G無(wú)人樣品送檢小車四、5G技術(shù)在智能建造中的應(yīng)用——建筑設(shè)備中的應(yīng)用案例5G智慧裝備5G技術(shù)在建筑工程裝備中的應(yīng)用還處于起步階段，目前主要集中在遠(yuǎn)程控制、設(shè)備監(jiān)測(cè)和智能化施工等領(lǐng)域。遠(yuǎn)程操作挖掘機(jī)：在2019年上海MWC大會(huì)上，三一重工展示了基于5G網(wǎng)絡(luò)的挖掘機(jī)遠(yuǎn)程操作。5G智能塔吊：利用5G網(wǎng)絡(luò)的低延遲特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)塔吊的遠(yuǎn)程精準(zhǔn)操作，減少安全隱患。四、5G技術(shù)在智能建造中的應(yīng)用——建筑設(shè)備中的應(yīng)用案例5G智能聯(lián)動(dòng)：如自動(dòng)化混凝土攪拌車、自動(dòng)卸貨機(jī)器人等，通