戚 琳

（公誠管理咨詢有限公司，廣東 廣州 510610）

0 引 言

我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展推動了移動通信技術(shù)的創(chuàng)新，隨著機(jī)械設(shè)備與無線移動設(shè)備對數(shù)據(jù)容量、數(shù)據(jù)傳輸效率、頻譜效率的要求逐漸提高，目前已經(jīng)無法通過應(yīng)用4G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來解決上述問題。5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是通信領(lǐng)域的重要技術(shù)，為了實現(xiàn)智能制造，需要對5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新升級，通過應(yīng)用高效的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使網(wǎng)絡(luò)程序能夠快速運行[1]。將5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為基礎(chǔ)，構(gòu)建架構(gòu)高度統(tǒng)一的服務(wù)器，展現(xiàn)出集成化優(yōu)勢，促進(jìn)制造行業(yè)信息傳遞的便捷性[2]。根據(jù)航空制造行業(yè)的基本特點，對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于航空智能制造行業(yè)的方式展開詳細(xì)探究，對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，并設(shè)計相應(yīng)的規(guī)劃方案。基于規(guī)劃方案的設(shè)計，建立航空智能制造產(chǎn)業(yè)區(qū)，編制實施措施并形成總體框架，運用此方案實現(xiàn)5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在航空制造園區(qū)的高效應(yīng)用。

1 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在航空制造園區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用思路

航空制造園區(qū)所生產(chǎn)的產(chǎn)品主要為飛機(jī)零部件和各類飛機(jī)，在生產(chǎn)過程中需要重視設(shè)備、人員、物料、產(chǎn)品、工具以及工裝等方面的問題，通過對以上各方面涉及的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，即可全面掌握生產(chǎn)過程中的變化情況，進(jìn)而提升工作效率。在網(wǎng)絡(luò)的承載下，將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街圃靾?zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）中，如果在實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)突發(fā)情況，則可根據(jù)所傳遞的信息進(jìn)行調(diào)整，確保能夠按照既定規(guī)則穩(wěn)定運行。此外，在處理、分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對產(chǎn)品設(shè)計方案和生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，有效改善產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而提升生產(chǎn)效率和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[3]。在建設(shè)基于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的航空智能制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)時，可以將數(shù)據(jù)傳輸作為出發(fā)點，充分發(fā)揮5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自身的特點，包括高速率、高帶寬以及低時延等，建立可滿足制造需求的有效架構(gòu)，保證制造過程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性[4]。新一代移動通信網(wǎng)絡(luò)園區(qū)建設(shè)主體思路如圖1所示。

圖1 新一代移動通信網(wǎng)絡(luò)園區(qū)建設(shè)主體思路

通過應(yīng)用5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將設(shè)備、人員、物料、產(chǎn)品、工具以及工裝相互聯(lián)系起來，可以滿足生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)采集的完整性和信息傳遞的及時性，提升新一代移動通信網(wǎng)絡(luò)園區(qū)的生產(chǎn)效率。

2 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在航空工業(yè)園區(qū)智能制造模式中的應(yīng)用

規(guī)劃建設(shè)基于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的航空園區(qū)智能制造模式，整體框架與核心內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。

圖2 總體框架與核心內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)

航空園區(qū)智能制造模式中，生產(chǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成整個園區(qū)的最底層。在物理空間中實現(xiàn)工具、設(shè)備以及物料等之間的相互關(guān)聯(lián)，保證飛機(jī)各零部件與信息空間中的各類數(shù)據(jù)保持對應(yīng)關(guān)系。通過對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行高效傳輸和科學(xué)分析，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，可以有效提升資源調(diào)度利用率和應(yīng)用水平。隨著數(shù)據(jù)量的不斷增加和管理要求的顯著提升，應(yīng)當(dāng)積極推進(jìn)制造運營管理系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展，提供更多高質(zhì)量的業(yè)務(wù)信息[5]。在物理空間中，需要創(chuàng)建大規(guī)模機(jī)器類通信（massive Machine Type Communication，mMTC）、超高可靠低延時通信（ultra Reliable Low Latency Communication，uRLLC）以及增強型移動寬帶（enhance Mobile Broadband，eMBB）等應(yīng)用場景，建立數(shù)據(jù)驅(qū)動的快速傳輸通道，為數(shù)據(jù)驅(qū)動制造的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。當(dāng)數(shù)據(jù)積累較多時，最上層信息空間可聯(lián)合利用大數(shù)據(jù)平臺、信息物理平臺、云平臺等對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析，提升生產(chǎn)制造效率[6]。

物聯(lián)網(wǎng)與傳感器的主要作用是采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括工裝、物料、設(shè)備以及產(chǎn)品等信息，全面了解制造流程和生產(chǎn)現(xiàn)場情況，并滿足智能化的數(shù)據(jù)要求，實現(xiàn)核心內(nèi)容數(shù)字化，展示出生產(chǎn)過程中的各類數(shù)據(jù)。由私有云形成的數(shù)據(jù)傳輸通道和高可靠、低延時、高帶寬的通信通道構(gòu)成信息高速公路，從實際使用過程中展現(xiàn)5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，確保大量數(shù)據(jù)安全傳輸。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺主要指工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)知識庫以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等平臺，可以為智能決策提供可靠的數(shù)據(jù)作為支撐，同時也能作為綜合運營管理的核心[7]。工業(yè)App是數(shù)字化系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑a(chǎn)制造的重要因素，其中包括的智能應(yīng)用有數(shù)字孿生、人機(jī)交互等。通過應(yīng)用多種智能算法即可實現(xiàn)智能化，與核心內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)的智能化執(zhí)行、決策相對應(yīng)，可以體現(xiàn)出智能化生產(chǎn)制造的優(yōu)勢。工業(yè)信息安全指數(shù)據(jù)備份安全、終端安全以及私有云安全等，可以保障智能化工廠的整體運行安全。智能制造標(biāo)準(zhǔn)由關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用以及基礎(chǔ)共性等標(biāo)準(zhǔn)所組成，在航空工業(yè)園區(qū)智能制造模式的整體建設(shè)中，智能標(biāo)準(zhǔn)化十分重要，可以提升產(chǎn)品的質(zhì)量。

基于總體框架，提出設(shè)計航空工業(yè)園區(qū)智能制造的實施計劃，并確定層次建設(shè)和項目建設(shè)，顯著提升建設(shè)實施計劃的可行性。依據(jù)總體框架的布置，將實施計劃分為3層，分別是網(wǎng)絡(luò)層、現(xiàn)場層以及平臺層。平臺層應(yīng)用企業(yè)綜合運營、應(yīng)用服務(wù)、大數(shù)據(jù)私有云以及信息物理融合等平臺，在虛實融合控制、云計算以及計算機(jī)仿真等技術(shù)基礎(chǔ)上保證企業(yè)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)各項決策的智能化[8]。

在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建高速率、高可靠、低延時以及高寬帶的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸通道，作為信息傳遞的載體，實現(xiàn)制造數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集、制造資源的全方位管理、制造過程中的全面監(jiān)控、生產(chǎn)任務(wù)安排的科學(xué)合理?，F(xiàn)場層主要內(nèi)容分別是各類車間支持現(xiàn)場檢驗測試、物流倉儲以及作業(yè)操作等，依據(jù)平臺層傳遞的多種生產(chǎn)要素信息，需完成物料流轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)采集、作業(yè)執(zhí)行等，并將各類數(shù)據(jù)信息反饋到網(wǎng)絡(luò)層中，根據(jù)任務(wù)要求開展生產(chǎn)活動，全面掌握生產(chǎn)現(xiàn)場實際情況[9]。當(dāng)制造企業(yè)接收到訂單后，即可開展并行設(shè)計，并對各類工藝進(jìn)行仿真分析，為后續(xù)生產(chǎn)制造奠定基礎(chǔ)。此外，利用云平臺、大數(shù)據(jù)平臺等對已有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，并對生產(chǎn)流程中的物流、加工、裝配以及原材料等開展科學(xué)合理的規(guī)劃，據(jù)此編制生產(chǎn)計劃[10]。各生產(chǎn)部門需完成裝配部件、產(chǎn)品運轉(zhuǎn)、檢驗檢測、總裝集成以及加工零部件等工作，并把控好質(zhì)量，對各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和采集，產(chǎn)品檢測合格后才可交付，對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行分類保存和分析處理，可為后續(xù)生產(chǎn)制造提供可靠的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而提升企業(yè)制造生產(chǎn)水平。

3 結(jié) 論

基于新一代5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多種優(yōu)勢，將其與生產(chǎn)制造領(lǐng)域相結(jié)合，構(gòu)建以生產(chǎn)制造為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)驅(qū)動快速傳輸通道，形成以數(shù)據(jù)驅(qū)動生產(chǎn)制造的理念，推動新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，創(chuàng)造出智能化的生產(chǎn)制造環(huán)境。在航空工業(yè)園區(qū)的智能生產(chǎn)制造過程中，通過應(yīng)用5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以將網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和工業(yè)環(huán)境有效融合，促進(jìn)航空工業(yè)園區(qū)智能生產(chǎn)制造效率的提升，助力航空工業(yè)園區(qū)實現(xiàn)工業(yè)化與信息化的融合。