5G移动通信网络技术在航空工业园区的应用
时间：2023-06-13 09:15:18 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
戚 琳
（公诚管理咨询有限公司，广东 广州 510610）
我国经济的飞速发展推动了移动通信技术的创新，随着机械设备与无线移动设备对数据容量、数据传输效率、频谱效率的要求逐渐提高，目前已经无法通过应用4G移动通信网络技术来解决上述问题。5G移动通信网络技术是通信领域的重要技术，为了实现智能制造，需要对5G网络系统进行创新升级，通过应用高效的网络系统，使网络程序能够快速运行[1]。将5G移动通信网络技术作为基础，构建架构高度统一的服务器，展现出集成化优势，促进制造行业信息传递的便捷性[2]。根据航空制造行业的基本特点，对5G移动通信网络技术应用于航空智能制造行业的方式展开详细探究，对5G移动通信网络技术的使用进行科学合理的规划，并设计相应的规划方案。基于规划方案的设计，建立航空智能制造产业区，编制实施措施并形成总体框架，运用此方案实现5G移动通信网络技术在航空制造园区的高效应用。
航空制造园区所生产的产品主要为飞机零部件和各类飞机，在生产过程中需要重视设备、人员、物料、产品、工具以及工装等方面的问题，通过对以上各方面涉及的信息数据进行采集，即可全面掌握生产过程中的变化情况，进而提升工作效率。在网络的承载下，将采集的数据传输到制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）中，如果在实际生产环节出现突发情况，则可根据所传递的信息进行调整，确保能够按照既定规则稳定运行。此外，在处理、分析数据的基础上，对产品设计方案和生产过程进行优化调整，有效改善产品质量，进而提升生产效率和企业经济效益[3]。在建设基于5G移动通信网络技术的航空智能制造产业园区时，可以将数据传输作为出发点，充分发挥5G移动通信网络技术自身的特点，包括高速率、高带宽以及低时延等，建立可满足制造需求的有效架构，保证制造过程中数据传输的准确性[4]。新一代移动通信网络园区建设主体思路如图1所示。
图1 新一代移动通信网络园区建设主体思路
通过应用5G移动通信网络技术将设备、人员、物料、产品、工具以及工装相互联系起来，可以满足生产过程中数据采集的完整性和信息传递的及时性，提升新一代移动通信网络园区的生产效率。
规划建设基于5G移动通信网络技术的航空园区智能制造模式，整体框架与核心内容网络如图2所示。
图2 总体框架与核心内容网络
航空园区智能制造模式中，生产数据构成整个园区的最底层。在物理空间中实现工具、设备以及物料等之间的相互关联，保证飞机各零部件与信息空间中的各类数据保持对应关系。通过对各类数据进行高效传输和科学分析，对生产环节进行优化调整，可以有效提升资源调度利用率和应用水平。随着数据量的不断增加和管理要求的显著提升，应当积极推进制造运营管理系统的创新发展，提供更多高质量的业务信息[5]。在物理空间中，需要创建大规模机器类通信（massive Machine Type Communication，mMTC）、超高可靠低延时通信（ultra Reliable Low Latency Communication，uRLLC）以及增强型移动宽带（enhance Mobile Broadband，eMBB）等应用场景，建立数据驱动的快速传输通道，为数据驱动制造的实现奠定基础。当数据积累较多时，最上层信息空间可联合利用大数据平台、信息物理平台、云平台等对数据进行科学合理的分析，提升生产制造效率[6]。
物联网与传感器的主要作用是采集现场数据，包括工装、物料、设备以及产品等信息，全面了解制造流程和生产现场情况，并满足智能化的数据要求，实现核心内容数字化，展示出生产过程中的各类数据。由私有云形成的数据传输通道和高可靠、低延时、高带宽的通信通道构成信息高速公路，从实际使用过程中展现5G移动通信网络技术的应用优势，确保大量数据安全传输。
工业互联网平台主要指工业大数据、工业知识库以及工业物联网等平台，可以为智能决策提供可靠的数据作为支撑，同时也能作为综合运营管理的核心[7]。工业App是数字化系统转变为智能化生产制造的重要因素，其中包括的智能应用有数字孪生、人机交互等。通过应用多种智能算法即可实现智能化，与核心内容网络的智能化执行、决策相对应，可以体现出智能化生产制造的优势。工业信息安全指数据备份安全、终端安全以及私有云安全等，可以保障智能化工厂的整体运行安全。智能制造标准由关键技术、产业应用以及基础共性等标准所组成，在航空工业园区智能制造模式的整体建设中，智能标准化十分重要，可以提升产品的质量。
基于总体框架，提出设计航空工业园区智能制造的实施计划，并确定层次建设和项目建设，显著提升建设实施计划的可行性。依据总体框架的布置，将实施计划分为3层，分别是网络层、现场层以及平台层。平台层应用企业综合运营、应用服务、大数据私有云以及信息物理融合等平台，在虚实融合控制、云计算以及计算机仿真等技术基础上保证企业生产制造环节各项决策的智能化[8]。
在5G移动通信网络技术的基础上构建高速率、高可靠、低延时以及高宽带的工业无线网络数据传输通道，作为信息传递的载体，实现制造数据的精准采集、制造资源的全方位管理、制造过程中的全面监控、生产任务安排的科学合理。现场层主要内容分别是各类车间支持现场检验测试、物流仓储以及作业操作等，依据平台层传递的多种生产要素信息，需完成物料流转、数据采集、作业执行等，并将各类数据信息反馈到网络层中，根据任务要求开展生产活动，全面掌握生产现场实际情况[9]。当制造企业接收到订单后，即可开展并行设计，并对各类工艺进行仿真分析，为后续生产制造奠定基础。此外，利用云平台、大数据平台等对已有的生产数据进行详细分析，并对生产流程中的物流、加工、装配以及原材料等开展科学合理的规划，据此编制生产计划[10]。各生产部门需完成装配部件、产品运转、检验检测、总装集成以及加工零部件等工作，并把控好质量，对各项生产数据进行分析和采集，产品检测合格后才可交付，对各项数据进行分类保存和分析处理，可为后续生产制造提供可靠的数据信息，进而提升企业制造生产水平。
基于新一代5G移动通信网络技术的多种优势，将其与生产制造领域相结合，构建以生产制造为基础的数据驱动快速传输通道，形成以数据驱动生产制造的理念，推动新技术的发展和应用，创造出智能化的生产制造环境。在航空工业园区的智能生产制造过程中，通过应用5G移动通信网络技术可以将网络环境和工业环境有效融合，促进航空工业园区智能生产制造效率的提升，助力航空工业园区实现工业化与信息化的融合。
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