5G移動通信網絡技術在航空工業園區的應用

戚 琳

（公誠管理咨詢有限公司，廣東 廣州 510610）

0 引 言

我國經濟的飛速發展推動了移動通信技術的創新，隨著機械設備與無線移動設備對數據容量、數據傳輸效率、頻譜效率的要求逐漸提高，目前已經無法通過應用4G移動通信網絡技術來解決上述問題。5G移動通信網絡技術是通信領域的重要技術，為了實現智能制造，需要對5G網絡系統進行創新升級，通過應用高效的網絡系統，使網絡程序能夠快速運行[1]。將5G移動通信網絡技術作為基礎，構建架構高度統一的服務器，展現出集成化優勢，促進制造行業信息傳遞的便捷性[2]。根據航空制造行業的基本特點，對5G移動通信網絡技術應用于航空智能制造行業的方式展開詳細探究，對5G移動通信網絡技術的使用進行科學合理的規劃，并設計相應的規劃方案?；谝巹澐桨傅脑O計，建立航空智能制造產業區，編制實施措施并形成總體框架，運用此方案實現5G移動通信網絡技術在航空制造園區的高效應用。

1 5G移動通信網絡技術在航空制造園區建設中的應用思路

航空制造園區所生產的產品主要為飛機零部件和各類飛機，在生產過程中需要重視設備、人員、物料、產品、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據進行采集，即可全面掌握生產過程中的變化情況，進而提升工作效率。在網絡的承載下，將采集的數據傳輸到制造執行系統（Manufacturing Execution System，MES）中，如果在實際生產環節出現突發情況，則可根據所傳遞的信息進行調整，確保能夠按照既定規則穩定運行。此外，在處理、分析數據的基礎上，對產品設計方案和生產過程進行優化調整，有效改善產品質量，進而提升生產效率和企業經濟效益[3]。在建設基于5G移動通信網絡技術的航空智能制造產業園區時，可以將數據傳輸作為出發點，充分發揮5G移動通信網絡技術自身的特點，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，保證制造過程中數據傳輸的準確性[4]。新一代移動通信網絡園區建設主體思路如圖1所示。

圖1 新一代移動通信網絡園區建設主體思路

通過應用5G移動通信網絡技術將設備、人員、物料、產品、工具以及工裝相互聯系起來，可以滿足生產過程中數據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絡園區的生產效率。

2 5G移動通信網絡技術在航空工業園區智能制造模式中的應用

規劃建設基于5G移動通信網絡技術的航空園區智能制造模式，整體框架與核心內容網絡如圖2所示。

圖2 總體框架與核心內容網絡

航空園區智能制造模式中，生產數據構成整個園區的最底層。在物理空間中實現工具、設備以及物料等之間的相互關聯，保證飛機各零部件與信息空間中的各類數據保持對應關系。通過對各類數據進行高效傳輸和科學分析，對生產環節進行優化調整，可以有效提升資源調度利用率和應用水平。隨著數據量的不斷增加和管理要求的顯著提升，應當積極推進制造運營管理系統的創新發展，提供更多高質量的業務信息[5]。在物理空間中，需要創建大規模機器類通信（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）等應用場景，建立數據驅動的快速傳輸通道，為數據驅動制造的實現奠定基礎。當數據積累較多時，最上層信息空間可聯合利用大數據平臺、信息物理平臺、云平臺等對數據進行科學合理的分析，提升生產制造效率[6]。

物聯網與傳感器的主要作用是采集現場數據，包括工裝、物料、設備以及產品等信息，全面了解制造流程和生產現場情況，并滿足智能化的數據要求，實現核心內容數字化，展示出生產過程中的各類數據。由私有云形成的數據傳輸通道和高可靠、低延時、高帶寬的通信通道構成信息高速公路，從實際使用過程中展現5G移動通信網絡技術的應用優勢，確保大量數據安全傳輸。

工業互聯網平臺主要指工業大數據、工業知識庫以及工業物聯網等平臺，可以為智能決策提供可靠的數據作為支撐，同時也能作為綜合運營管理的核心[7]。工業App是數字化系統轉變為智能化生產制造的重要因素，其中包括的智能應用有數字孿生、人機交互等。通過應用多種智能算法即可實現智能化，與核心內容網絡的智能化執行、決策相對應，可以體現出智能化生產制造的優勢。工業信息安全指數據備份安全、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。智能制造標準由關鍵技術、產業應用以及基礎共性等標準所組成，在航空工業園區智能制造模式的整體建設中，智能標準化十分重要，可以提升產品的質量。

基于總體框架，提出設計航空工業園區智能制造的實施計劃，并確定層次建設和項目建設，顯著提升建設實施計劃的可行性。依據總體框架的布置，將實施計劃分為3層，分別是網絡層、現場層以及平臺層。平臺層應用企業綜合運營、應用服務、大數據私有云以及信息物理融合等平臺，在虛實融合控制、云計算以及計算機仿真等技術基礎上保證企業生產制造環節各項決策的智能化[8]。

在5G移動通信網絡技術的基礎上構建高速率、高可靠、低延時以及高寬帶的工業無線網絡數據傳輸通道，作為信息傳遞的載體，實現制造數據的精準采集、制造資源的全方位管理、制造過程中的全面監控、生產任務安排的科學合理?，F場層主要內容分別是各類車間支持現場檢驗測試、物流倉儲以及作業操作等，依據平臺層傳遞的多種生產要素信息，需完成物料流轉、數據采集、作業執行等，并將各類數據信息反饋到網絡層中，根據任務要求開展生產活動，全面掌握生產現場實際情況[9]。當制造企業接收到訂單后，即可開展并行設計，并對各類工藝進行仿真分析，為后續生產制造奠定基礎。此外，利用云平臺、大數據平臺等對已有的生產數據進行詳細分析，并對生產流程中的物流、加工、裝配以及原材料等開展科學合理的規劃，據此編制生產計劃[10]。各生產部門需完成裝配部件、產品運轉、檢驗檢測、總裝集成以及加工零部件等工作，并把控好質量，對各項生產數據進行分析和采集，產品檢測合格后才可交付，對各項數據進行分類保存和分析處理，可為后續生產制造提供可靠的數據信息，進而提升企業制造生產水平。

3 結 論

基于新一代5G移動通信網絡技術的多種優勢，將其與生產制造領域相結合，構建以生產制造為基礎的數據驅動快速傳輸通道，形成以數據驅動生產制造的理念，推動新技術的發展和應用，創造出智能化的生產制造環境。在航空工業園區的智能生產制造過程中，通過應用5G移動通信網絡技術可以將網絡環境和工業環境有效融合，促進航空工業園區智能生產制造效率的提升，助力航空工業園區實現工業化與信息化的融合。