基于5G+工业互联网技术在纺织制造业中的应用研究
蔡清来 章水德 陶鹏 吴超迎
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蔡清来 章水德 陶鹏 吴超迎,. 基于5G+工业互联网技术在纺织制造业中的应用研究[J]. 无线电研究,2021.1. DOI:10.12721/ccn.2021.157006.
摘要:
信息技术在纺织工业中的应用是推动纺织工业技术革命和产业升级的关键。目前国内外纺织工业信息化的应用还在逐渐扩展,我国纺织企业信息系统的虽然还有诸多不足之处但也在不断进步我国现在提出了在以政府为主导、全面提高人员素质的基础上,采用数字图像处理技术,基于网络的纺织品辅助设计,制造业车间级管理系统以及快速开发行业软件等方法,逐一解决信息系统中存在的问题,为纺织工业的信息化建设提供科学依据。
关键词: 5G+互联网技术纺织制造业应用研究
DOI:10.12721/ccn.2021.157006
基金资助:

一、引言

随着信息技术与传统纺织工业的深度融合,新兴的互联网科技正不断助推传统产业的转型升级。同时,也成为提升区域经济发展的重要因素。随着“5G”时代的到来,纺织供应链各机构、企业、组织间的固有籓篱和传统疆界将被新时代的信息化技术逐步打破,我们应该如何迎接这一轮新的行业发展机遇?如何通过拥抱5G时代,进一步提升纺织行业两化融合的深度和广度,打造纺织行业国际竞争新优势,为纺织强国建设提供有力支撑。

今年武汉邮电科学研究院李文耀副教授激情讲演“5G在纺织行业的应用与实践”。他表示,认知完整5G智慧纺织的关键是建立5G智慧纺织端到端整体概念,通过纺织业万物互连,构建更广泛、更紧密、更智能、更安全的“智慧纺织”。5G通过与物联网、人工智能等技术结合:“5G+IoT+AI”,将产生一系列的“化学反应”,为纺织业的制造服务创新和升级带来新动能。在纺织工业自动化控制、物流追踪、工业AR、云化机器人等智能制造领域,5G技术凭着超高网速、超低延迟、超大连接的特点,[1]在实现纺织制造无人操作、工业控制、远程运维等领域创造巨大价值。

二、5G+互联网技术对纺织制造业的好处分析

首先是设备之间的信息化和数据化。通过物联网将所有设备连接在一起,在纺纱流程中实时监测各种指标,基于强大的数据库以及人工智能算法,对纱线的异常指标做出快速反应,大大提高生产效率。

其次是工业机器人的普及。物联网将生产现场的处理器、传感器连接起来,使得机器人之间可以进行通信,可以互相沟通,而机器和人的工作将不再会严格分工,未来制造系统把人和机器融合在一起。据说立达即将在巴塞罗那展出细纱接头机器人,这项传统上一直认为的细致而繁琐的劳动,即将进入自动化时代。可以想象的是将来的5G工厂,穿行于纺机之间的是有条不紊的机器人,这种电影里才会出现的画面有可能离我们并不遥远。

第三,基于5G技术和机器人,可以实现对设备的远程维护。利用5G低时延的特性和AR技术,工程师可以远程操作机器人对设备进行维护,大大缩短了维护时间和人力成本。

第四,未来,5G在智能制造过程中,将实现工业机器人之间和工业机器人与机器设备间前所未有的互动和协调,在柔性制造模式中[2],5G将满足工业机器人灵活移动性和差异化业务处理高要求。   

三、使用5G+互联网技术的意义

智能制造是推进我国制造强国战略的重要举措,也是建设纺织强国,实现科技、时尚、绿色纺织新定位的重要路径,随着智能制造场景的引入,制造对无线通信网络的需求已经显现,5G网络可为高度模块化和柔性的生产系统提供多样化高质量的通信保障。和传统无线网络相比,5G网络在低时延、工厂应用的高密度海量连接、可靠性、以及网络移动性管理等方面优势凸显,是智能制造的关键使能者。

同时SaaS新技术引入企业管理,个体企业活动信息能够实时储存到Web上,为传统纺织行业实现云计算提供了可能。“云”能赋予用户前所未有的计算能力,可以同时处理上千台服务器,足以满足国内百万纺织企业用户的需求;云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务,方便企业经营者远程管理和商务运作;“云”是一个庞大的资源池,可以为个体企业的经营决策提供海量信息。通过纺织云应用平台的构建,可以为会员企业营建一个良好的信息环境,从根本上减少企业无效供给的行为。[3]这种模式的云应用平台是能够针对中小纺织民营企业用户群体、集企业管理和库存在线营销于一体的云平台,将对实现纺织行业中小企业脱离信息化洼地的目标起到重要作用。

四、应用5G+互联网技术的案例研究分析

桐乡新凤鸣集团作为纺织业首个尝鲜的5G工厂,目前已实现5G网络全覆盖,在移动办公、视频通讯、数据采集等多个领域开展应用,此外还建成了一个集实时数据、大数据及辅助决策和工业APP等于一体的工业互联网平台。利用5G技术高速率传输的特点搭建工业互联网,使得人工方面进一步减少,自动化程度进一步提升。

福建信泰集团的“5G+MEC”标杆示范应用

信泰(福建)科技有限公司早在2015年就着手开展集团的信息化、智能化建设。2019年与中国电信开展的项目借助于5G+MEC、大数据等技术,将信泰各产业链上下游各个环节数字化,促进其由设备驱动向流程+数字驱动转型;同时,实现全连接工厂实时生产优化,持续提升生产经营管理效率、提升产品质量及价值、加速商业模式创新。涉及三大板块:鞋材、成鞋、智能可穿戴;以及11个产业链:纺纱、染纱、经编、染整、梭织、速织、飞织、电绣、鞋面、成 鞋、智能鞋。

目前信泰已经建立5G与工业物联网融合研发体系、创新中心或实验室;信泰集团所有办公、厂区网络改造升级、3000多台设备的改造 升级、无线联网、数据采集应用等;信泰集团智慧工厂的搭建;信泰集团设备大数据、订单大数据、客户大数据、供应 商大数据、生产大数据、材料大数据、工艺大数据、员工大数据、视频大数据等18项大数据应用,效率提升至少20%,获得了福建省5G工业物联网标杆示范应用。

山东如意集团构建“5G智慧工厂”

近日,山东移动助力山东如意集团构建“5G智慧工厂”,将5G技术、人工智能、大数据运用于布匹生产、检测各环节,助力纺织产业智慧升级,打造“5G+智慧纺织”新样板。

山东移动携手全国最大纺织服装品牌集团山东如意集团将5G技术、云计算、人工智能技术融入纺织业表面质量管理系统,高清坯布照片通过5G网络传送到云端智能分析平台的时延缩短至25 ms以内,在1 m/s的验布速度下,实时检测响应时间不到100 ms,验布效率大幅提升且瑕疵检出率可达95%以上,远高于传统的人工验布方式,既节约人力成本,又提升了工作效率和检测精准度。山东移动已对山东如意集团实现5G网络全覆盖,在移动办公、视频通讯、数据采集等多个领域开展应用,建立集实时数据、辅助决策和工业APP等于一体的工业互联网平台。长丝生产车间内,924台机器不断“吐”出一卷卷长丝饼,16台通过5G网络接到指令的搬运机器人正快速有序地将长丝饼搬运到指定位置,完全不需要人工。通过5G网络、数字孪生技术打造的三维可视化数字工厂,可全方位收集人员、设备、物料、规程、环境等生产要素数据,对生产进行全方位的实时监控,[4]利用人工智能技术分析数据,辅助生产管理。据了解,通过5G网络加持,搬运效率和整体生产效率提高了20%以上。

五、结语

伴随5G时代的全面来临。未来,工业互联网、智能制造、人工智能、边缘计算等各项新技术都会渗透到整个纺织产业之中。新形势下的我们,必须更加深入推进纺织行业的两化融合进程,通过科技的力量、资本的力量、行业的力量,给中国纺织企业插上腾飞的翅膀,为纺织行业创造新动能,新增长点,新价值,[5]为中国纺织行业的转型升级打开一个崭新的局面。正所谓:潮流已至,创新局、执牛耳、复兴强国梦!

参考文献:

[1] 林玲,龚文忠,王国华,等.银纤维的抗菌性能研究[J].上海纺织科技,2010(1):42-43.

[2] 董海燕,赵玲,杨瑜榕,等.银系抗菌纺织品的抗菌及安全性能评价[J].质量技术监督研究,2010(4):19-22.

[3] 邢彦军,宋阳,吉友美,等.银系抗菌纺织品的研究进展[J].纺织学报,2008(4):127-130.

[4] 孙倩,李明春,马守栋.纳米银抗菌活性及生物安全性研究进展[J].药学研究,2013(2):103-105.

[5] 孙倩,李明春,马守栋.纳米银抗菌活性及生物安全性研究进展[J].药学研究,2013(2):103-105.

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