重磅!欧洲最大5G工业园区网络启动

2020年初,Fraunhofer IPT弗劳恩霍夫生产技术研究所IPT和瑞典移动网络供应商爱立信共同开发了“欧洲5G工业园区”的概念,这实际上是第一个全面的5G研究网络,在亚琛园区测试新移动网络技术在生产控制与物流方面的应用。如今,短短的数月过去,疫情也丝毫没有影响Fraunhofer前进的步伐,欧洲5G工业园区于2020年5月12日启动了其无线5G网络。

Fraunhofer IPT_1欧洲5G工业园区启动。来源:Fraunhofer IPT

block 全球范围内最为独特的生态系统

欧洲5G工业园区于2020年5月12日启动了5G网络,通过将近1平方公里的面积,19根5G天线和每秒10G比特的带宽,亚琛将运行欧洲最大的5G研究网络。

由联邦运输和数字基础设施部(BMVI)资助,连接Fraunhofer弗劳恩霍夫工业技术研究所IPT,亚琛工业大学机床和生产工程实验室WZL,FIR亚琛工业大学(工业管理学院)。欧洲5G工业园区的合作伙伴现在可以一起研究和详细测试5G在工业用途中的应用领域。

亚琛5G网络覆盖亚琛研究园区一平方公里的区域。此外,在参与项目合作的机房中,室内近7000平方米,代表了生产技术激光制造、机加工、3D打印等等所有领域。这些设施配备了最先进的IT和生产系统,因此提供了独特的基础架构,在这里研究合作伙伴一起共同测试单个5G应用程序。

仅在2020年3月,欧洲5G工业园区才获得了3.7至3.8 GHz范围内的首个5G许可证,现在该网络已启动并正在运行。联邦运输和数字基础设施部(BMVI)为这项雄心勃勃的项目提供了约600万欧元的资金。借助欧洲5G工业园区,创建了欧洲最大的5G研究网络。这将帮助欧洲研究5G与工业4.0贯通起来,这样的项目是德国和欧洲工业的未来。

Fraunhofer IPT将与项目合作伙伴一道,在未来三年内为数字和网络化生产开发和实施应用程序和解决方案。欧洲5G工业园区正在创建一个全球范围内独特的生态系统,以研究、开发适应5G的工业4.0技术

位于亚琛的欧洲5G工业园区是德国和欧洲唯一在生产环境中全面了解5G的地点。在亚琛欧洲5G工业园区,项目合作伙伴重点研究七个子项目中的不同应用场景-包括监视和控制高度复杂制造过程的5G传感器,移动机器人,物流和多站点生产链,分布式制造控制,区块链,边缘云等。合作伙伴中的FIR将主要处理物流问题,而IPT和WZL将专注于制造和组装部分。为此,欧洲5G工业园区将在早期阶段配备最新的移动通信设备。

从工业4.0的角度来看,将云集成到生产中可以实现新的,更智能的和网络化的制造流程链。5G可在工厂云系统中实现可靠且实时的通信,这就呼唤为制造行业设计实时计算平台和应用程序。在5G-Edge Cloud项目中,亚琛正在创建一个实时数据分析平台,用于制造业中的闭环应用,这个平台直接连接到5G网络的工厂云系统。

block 3D科学谷Review

根据专业媒体智能制造的发布,随着工业机器人产业和数控机床行业告别高增长阶段,智能制造进入高速发展阶段。尽管2020年受疫情影响产业增速有所回落,但在国家政策的支持下,智能制造领域的发展前景依然被业界看好,呈现九大新趋势。包括:

需求导向、痛点聚焦将指引工业人工智能从理想走入现实;工业大数据将成为智能制造和工业互联网发展的核心;基于大数据的数字孪生体技术将带来更多服务型应用场景;设备状态智能管理系统将成为远程运维的新模式;工业区块链将服务于数据安全及分布式智能生产网络;协作机器人将成为工业机器人的主流发展方向;基于算法的工业智能平台将成为应用场景的重要基石;云边协同将成为工业智能应用产品重要技术路线;工艺装备的智能化将成为制造业转型发展的突破口,未来核心工艺装备与人工智能融合,实现工艺装备的智能化,将成为制造业转型发展的突破口。

可以说,智能制造发展的九大趋势在欧洲最大5G工业园都有这很好的体现。

3D科学谷认为,智能制造发展的九大趋势中,5G将扮演至关重要的基础设施的角色。5G的无线传输速率高达每秒10G比特,时延不到1毫秒,5G带来高密度海量数据的即时传输,5G对于3D打印潜力的释放将是巨大而超出想像的。就像5G对于无人驾驶带来的巨变一样,没有5G,无人驾驶汽车无法实现无延迟的决策,也就是离开5G,无人驾驶是无法真正意义上获得发展的。同样,对于3D打印来说,在加工过程中产生的海量数据,也像无人驾驶汽车那样需要有即时无缝的传输和在线分析,以对加工过程实现精确的控制。

Fraunhofer IPT弗劳恩霍夫生产技术研究所和瑞典移动网络供应商爱立信共同开发的欧洲5G工业园区概念,这实际上是第一个全面的5G研究网络,当前的研究项目欧洲5G工业园-开发建立研究生产中的5G基础设施获得了强大的市场关注,这主要依靠Fraunhofer IPT的“高性能加工”部门来完成。

Fraunhofer IPT的“高性能加工”部门其他当前的研究项目包括用于航空变速箱的紧凑型和轻型齿轮生产的创新工艺链,AdaptCAD-使用机器和过程数据修改三维CAD模型;AdPro-自由形式,可生物吸收的镁颅骨植入物的增材制造和全自动后处理;5GSensPRO-用于生产中监控的基于5G的传感器;EVOLOPRO-复杂生产工艺和产品的进化自适应等。

这些项目体现了Fraunhofer IPT在打造面向未来的自适应生产线方面的深厚造诣和能力。

l 数字建模自适应

AdaptCAD项目是为了解决建模过程与加工过程的偏差,通过收集的数据用于机器仿真,以虚拟生成工件的实际几何形状。然后,工件的数字双胞胎可供生产计划人员用于计划进一步的生产步骤。同时,通过在精确的数据基础上计划生产程序,可以最大程度地减少制造错误,从而可以更可靠地计划流程链,并减少浪费,减少成本。

l 增材与减材结合的工艺链

值得注意的是,Fraunhofer IPT的“高性能加工”部门的AdPro联合项目的目的是以头骨植入物为例,设计和开发镁制生物可吸收植入物的制造工艺链。该过程链包括使用粘合剂喷射法对植入物进行增材制造,以及随后使用铣削进行后处理。

l 耦合硬件和软件

而Fraunhofer IPT的“高性能加工”部门的“ IDEA-数字工程和增材制造的工业化”研究项目的是使基于粉末床的激光熔化工艺适合批量生产。为了解决用于增材制造的部件的制造过程仍然非常耗时且昂贵的痛点,针对当前各个加工过程步骤在很大程度上彼此隔离并且涉及大量的人工干预。因此,将增材制造中的工艺步骤联系起来,具有节省时间和降低制造成本的巨大潜力。Fraunhofer IPT的“高性能加工”部门通过整个生产线的数字孪生体技术,通过过程仿真,目的将制造过程的产品成本以及开发和生产时间将减少约50%。最重要的是,通过有效地耦合硬件和软件激发过程巨大的潜力。

Fraunhofer_5G_Europe_5位于德国亚琛的欧洲5G工业园区范围示意图

在3D打印方面,Fraunhofer弗劳恩霍夫IPT工业生产技术研究所通过亚琛增材制造中心(ACAM),连接增材制造研发领域的中坚力量,通过正向创新赋能价值创造,在全球范围内为制造企业提供欧洲领先科研机构多年来积累的增材制造专业技术,并通过社区、联合研发、以及专业教育服务,帮助企业应对增材制造技术在应用中的挑战。

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随着欧洲最大5G工业园区网络启动,Fraunhofer IPT势必将增材制造与5G深度结合,从而将增减材结合的生产线的发展向自适应的方向推动。

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