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发布时间:2019-08-20 03:42:16
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5G使能工厂无线自动化控制。在自动化控制中,倒立摆是典型的应用。倒立摆原理用于机器人各种姿态控制、航空飞船对接控制等姿态控制等工业应用。
华为XLabs通过倒立摆验证5G对极低试验自动控制的价值,研究表明,当倒立摆运行在4G模式下时,4G的过高时延,使得倒立摆的控制指令不能得到快速执行,倒立摆起摆到稳态的时间过长,达到13.2秒。当运行在5G模式下时,5G的1ms超低时延,使倒立摆的控制指令快速执行,起摆到稳态只用4秒。
通过对比,可以看到5G低时延网络在自动控制的巨大价值,网络端到端时延从4G的50ms减低至5G的1ms。自动化控制是制造工厂中***基础的应用,核心是闭环控制系统。在该系统的控制周期内每个传感器进行连续测量,测量数据传输给控制器以设定执行器。典型的闭环控制过程周期低至ms级别,所以系统通信的时延需要达到ms级别甚至更低才能保证控制系统实现***控制,同时对可靠性也有极高的要求。
如果在生产过程中由于时延过长,或者控制信息在数据传送时发生错误可能导致生产停机,会造成巨大的财务损失。此外,在规模生产的工厂中,大量生产环节都用到自动控制过程,所以将有高密度海量的控制器、传感器、执行器需要通过无线网络进行连接。
闭环控制系统不同应用中传感器数量、控制周期的时延要求、带宽要求都有差异,典型来看,周期时间和通信带宽大小的一些典型值如下:5G切片网络可提供极低时延长、高可靠,海量连接的网络,使得闭环控制应用通过无线网络连接成为可能。基于华为5G的实测能力:空口时延可到0.4ms,单小区下行速率达到20Gbps,小区***大可支持1000万+连接数。由此可见,移动通信网络中仅有5G网络可满足闭环控制对网络的要求。
5G使能工厂云化机器人。在智能制造生产场景中,需要机器人有自***和协同的能力来满足柔性生产,这就带来了机器人对云化的需求。
和传统的机器人相比,云化机器人需要通过网络连接到云端的控制中心,基于超高计算能力的平台,并通过大数据和人工智能对生产制造过程进行实时运算控制。通过云技术机器人将大量运算功能和数据存储功能移到云端,这将大大降低机器人本身的硬件成本和功耗。并且为了满足柔性制造的需求,机器人需要满足可自由移动的要求。
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