1 引言
中国机械工业联合主管的“今日制造与升级”最新一期(2019年第一期)的刊物于2019年3月15日收到,仔细研读,觉得“5G为什么来得这么晚?”“车联网产业‘两步走’2020年跨行业融合将获突破”、“智能引领工程机械的‘互联网+’愿景”、“美国流程工业领跑德国工业4.0”几篇文章,可以介绍给大家,当然也有一些读后感,只能供大家参考。
2 关于“5G为什么来得这么晚?”
1G、2G、3G、4G及今下热议的5G,即第1代直至第5代(generation)的移动通讯技术,由于手机已能上互联网,所以大家都称它是互联网的1-5代通讯技术。
1G到2G的核心技术变革在于从模拟信号到数字信号处理机制的转变。
2G到3G的核心技术区别在于时分多址技术向码分多址技术的转变。
3G到4G的核心技术转变在于码分多址向更高效的OFDMA(上行可采用DFT-OFDM)+MIMO的调制复用多址技术,从这点来看似乎没有什么颠覆性的区别。
当然5G在4G的基础上为了实现更高的速率,提供了更大带宽传输,同时在编码效率上进一步优化提升,物理层的系统级参数配置方面也更灵活多变......。
该文还介绍了更重要的芯片设计,2G、3G、4G、5G长期存在及系统集成、新器件工艺及材料技术,软硬件编程配合、天线技术创新通信技术更新换代等方面原因,使大家形象的了解5G为什么来得这么晚。文章中讲到“5G的通信网络架构设计是应用驱动的,主要面向更大的带宽(速率)。更低的时延(车联网)以及广域物联网络。”这就道出了很多行业对5G的期待,所以他们希望5G来得快点,再快点。这就是“互联网+”的动力。
5G网络速度将是4G的10——100倍,目标延时要求也是4G的10倍。
回想起约10年前,4G曾承诺,移动通信技术可以做到与互联网互联互通,可与数据通信。一般工业用的技术如WLAN、WMAN、WPAN以及W-WAN(无线广域网)兼容,可实现多种业务的需求,满足定时定位、数据采集、远程控制等综合功能,而且说4G应用还处于制定标准阶段,所以可期望流程工业自动化系统与流程工业顶层设计结合起来。从这个角度看,原来众多搞流程工业自动化人士还觉得4G还未得到更好的应用,5G就又来了,是否5G来得太快了!对于我们原来从事反应车移级以上的流程工业自动化的人来说,4G的网速已足够了。换一种说法:只是“互联网+”、云计算、大数据的高潮中,我们未珍惜这大好形势,流程工业自动化干得并不很快,来者犹可追,跟上5G的潮流吧!
3 关于车联网产业
工信部日前印发了《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》,这有利于实现自动驾驶、发展智能交通产业。行动计划提出分阶段实现车联网产业高质量发展的目标。第一阶段,到2020年将实现车联网产业跨行业融合取得突破,具备高级别自动驾驶功能的智能网联汽车实现特定场景规模应用,车联网用户渗透率达到30%以上,智能道路基础设施水平明显提升;第二阶段,2020年后,技术创新‘标准体系、基础设施、应用服务和安全保障体系将全面建成,高级别自动驾驶功能的智能网联汽车和5G-V2(无线通信网络)逐步实现规模化商业应用,“人-车-路-云”实现高度协同等。
《行动计划》还提出五方面重点任务和6项保障措施,培育一批领军企业,构建产业集聚区等。健全人才培养体系和推进国际及港澳台交流合作,这是车联网产业发展的关键措施。我们要实行弯道超车,要在起跑线上已经顺利度过的情况下能够与后劲;要在应用和市场占有的终点还处于中、高端,就必须培养出一批人才和实现国际合作共赢,对于交通行业更应如此。目前为止,成千上万的大货公司仍然在非常艰苦的岗位上,如能得到解放,这不能不说是人类文明的一大进步,我们共同期盼着这一天的到来。
4 工程机械的“互联网+”
我国工程机械产业已经取得重大成就,特别是电视纪录片《大国重器》及《国家重大工程》的播出,使我们这些略通机械的人心悦诚服。在我国着重提倡智能制造的今天,我们看一看工程机械行业是如何在“互联网+”方面做到“智能引领,实现愿景”的。下面就从产品智能化、制造智能化、工程机械平台的智能化三个方面介绍。
4.1 产品智能化
智能化工程机械产品更具备如下功能:除自动化、环境感知、辅助人工作业等功能外,还就增加任务规划、轨迹规划、智能化管理等功能。目前已有山推股份公司的DE17尺无线遥控静压驱动的无人驾驶环为型推土机,其无线遥控可靠距离可达500米。此外还有智能化产品SWDM系列旋挖钻机的智能挖掘机、三一重工的远程救援挖掘机、斗山远程技术等。
4.2 制造智能化
智能化制造技术已包括生产流程智能化、生产管理智能化、加工装备智能化、回收再生智能化等。例如,徐工已经实现了“生产准备的智能化(如运用虚拟仿真进行虚拟生产)、生产过程智能化(自动化排料、柔性切割、机器人喷涂等)、生产管理智能化(制造信息技术平台的运用等)”。例如,中联重科建成的塔机智能工厂、集智能产品、智能制造、智能服务于一体,是唯一的一座应用控制技术,智能产线技术、智能物流技术、智能检测技术的产业园区。
4.3 平台智能化
2015年开始工程机械行业就响应“互联网+”的号应,搭建出各类“互联网+”平台,近来又有许多企业纷纷搭建“互联网+5G”物联网有关的产业智能平台,如徐工的“汉云”工业互联网、徐工电商国内站螳螂网和国际站Machmall两大平台,又如雷沃智慧建设解决方案(iBuilding)是“整机+互联网”,从车辆生产、金融服务、作业管理、保养维修、车辆租赁、二手机管理等完善的一条龙服务。三一重工投资10亿元创建工业互联网平台,三一重工物联网团队组建了树根互联技术有限公司,它的“智汇生态云”已上线,“三一客户云平台”是为客户需要而量身定制的。拓疆者在挖掘机自动驾驶方面已实现挖掘机的机器人化和物联化。2009年成立的铁甲公司已经成长为一家为工程机械行业用户提供行业资讯、在线交流、二手设备交易、金融产品、智能硬件与物联网等服务的综合性互联网平台。铁甲云盒可用于智慧工地建设。总之,正想着“互联物联产业智能”的目标前进。
曾经的智能制造比较空洞,从工程机械行业的实践证明,从产品、制造、平台多方面来看,还是很切合实际的,智能化不会是画蛇添足、锦上添花,不会成为人们的负担了。回想起多少年以来,推土机手挖土机手们一直期盼的全自动化的遥控推土机、挖土机等,将成为智能化的国产名牌产品,愿景实现真为在重大工程第一线的工人们造福啊!
5 流程工业与工业4.0
在2013年汉诺威博览会上,关于工业4.0的报告中,很难找到专门对于流程工业的未来的描述,有鉴于此,经过近5年的发展,美国出现了“一快一慢”的理论,所以引起了自动化行业的人士关注,因此在“今日制造与升级”2019年第01期中出现了“美国流程工业领跑德国工业4.0”这篇文章。文章共分三段,即:离散的招数,流程早就见过了;自动化架构面临大修;旧自动化的中介?第一段已为人们熟知,就从第二段开始介绍。
文章中提到了普度CIMS、IEC/ISO62264、ISA95,作为中国流程工业行业,曾在这基础上提出CIPS管控一体化系统,最终演变成DCS/MES/ERP架构。
工业4.0的RAMI4.0参数架构模型借鉴了ISA95,在智能制造和IIOT中增加了L5级(企业接入云系统的集成)。
美国开放集团(The Open Group)接受了埃克森美孚的委托,面向流程工业控制开发了一个新的标准,创建了开放流程自动化论坛OPAF(the Open Prcess AutomationTM Forum)。
在第三段中,首先谈到了PLC和DCS从出现以来一直围绕着捆绑式的自动化硬件和软件在演进,而上面已形成的OPA下,“已经对这一高度垂直集成的业务模型形成威胁,极有可能使其接近它使命的终点。”此外,OPAF的流程工业架构,分布式控制节点DCN,连接性框架OCF、企业的IT数据中心、OT数据中心等,以及采用容器化软件技术的计算平台,可将不同功能的APP组织容纳在不同的容器中,形成高效执行软件。最后指出,新颖的软件技术还能够进入包括工厂自动化FA和工业物联网IIOT。
6 结束语
作者虽从事自动化系统具体工作多年,但已觉得需要学习的东西很多,还是那句话“往事已矣,来者犹可追”,让流程工业自动化再辉煌吧!