Page 44 - 网络电信2021年6月刊下
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解   决  方  案

                (3)5G可以实现船厂全生产要素联网。作为移动通信技                       和远程服务信息进行智能融合，合作式感知能够有效提升车辆
            术，5G既可以用于固定生产要素(材料、设备、办公用具等)的                        的安全机动性能，在车辆超车、换道、躲避障碍物等方面提供
            联网，也可以用于移动生产要素(人员、车辆、机器人等)的联                         可靠保障。
            网。在技术上可以实现工控网和办公网的融合。                                    4.虚拟现实
                2.人机料位置感知                                            虚拟现实在船舶行业应用多年，从最初的笨重昂贵的3D
                (1)人员定位                                          巨幕投影设备到现在的VR头显，从仅显示3D立体影像到现在的
            船舶行业属于劳动力密集行业，大中型船厂人数均在万人以                           VR、AR、混合现实(MR)、全息现实(HR)等，从最初仅有几家高
            上，人员分布复杂。船舶行业又是高危行业，生产现场总是呈                          校、研究机构和船厂的实验室可以体验到目前全行业得到广泛
            现多工种立体交叉作业状态。从安全、工作纪律、生产效率等                          的应用。在此，将VR、AR、混合现实(MR)、全息现实(HR)多种
            方面考虑，加强人员管理是十分必要的。当前已有船厂在特定                          场景呈现和交互方式总称为XR。近年来，XR在可视化、交互方
            区域(如船上、船台、船坞等)做了人员定位管理的尝试，取                          式2个核心能力方向上取得了突破性的进展，在当前能预见的场
            得了不错的效果。但都是使用特定的技术，如蓝牙、ZigBee、                       景下，XR在船舶制造行业也有着非常广阔的行业应用场景和增
            RFID等，需要专门搭建专用的系统，实施较复杂，维护成本                         值空间，如虚拟化协同设计、产品推广、智能制造、教育培训
            高，制约了此类技术的推广应用。而以往基于2G/3G/4G蜂窝网                      等，国内已有船厂在这方面做了初步的尝试                [22] 。虽然XR在船舶
            的定位技术(如ECID、OTDOA等),虽然信号可以覆盖到室内外，                    行业有着非常广阔的应用价值和适用场景，但XR对整个通信过
            但是精度无法满足需求。                                          程的低延时、高带宽、大并发提出了极严格的要求，具体如表1
                (2)物资定位                                          所示。
                船厂可移动设备多、危险物品多、中间产品多，以往对这                            通过对XR业务做专有网络切片，5G都能满足表1中的技术指
            些设备、物资的管理是做手工台账。但手工台账存在更新不及                          标要求。
            时、物品去向不明确、无法知道物品当前位置等问题。易出现                              (1)虚拟化协同设计
            诸如设备在某处闲置，而需要使用的人找不到设备；危险物品                              XR虚拟化协同设计使不同地域、不同单位、不同部门的工
            未得到及时有效处理；中间产品管理不到位等情况。                              程师可以通过5G网络能够与存储在船厂服务器上的船舶三维模
                上述问题，5G都能解决。5G的高密集组网、波束赋形、                       型快速地进行交互设计，也能够使工程师实时交流想法。
            大规模天线阵列、毫米波频谱等，为高精度距离和角度测量提                              (2)产品推广
            供了基础性技术支持。基站密度显著提高，终端信号可被多个                              船厂拜访船东、参加各种展会推荐自己的产品，以往是通
            基站同时接收到，这也将有利于多基站协作实现高精度定位。                          过宣传册和预先录制的视频资料。通过5G网络，只需给客户戴
            2019年北京邮电大学邓中亮团队首次在室内实现了5G高精度定                       上XR设备就可以让客户漫游厂区观看正在生产的产品。
            位，实现“能通信就能精确定位”，将现有基站测距精度从数                              (3)辅助生产
            十米提高到5cm    [21] 。可以预见在不久的未来，随着5G的大规模商                   XR可以实现在生产现场工人通过穿戴设备(如3D眼镜)扫
            用，室内外融合高精度定位将成为现实。届时，只要有5G信号                         描需要组装的零件上的标识，通过5G网络实时观看存储在船厂
            覆盖的地方就可以实现实时定位，做到能通信就能精确定位，                          服务器上的零件的装配顺序3D动画演示和安装工艺要求讲解视
            不需要搭建专门的定位系统，只要人员、物品携带有5G终端，                         频。
            位置就能被感知，同时实现了高精度定位和通信。船厂对人                               (4)教育培训
            员、设备、物资的管理将更加精细。                                         当前，船厂都非常重视员工培训，并把培训作为降低安
                3.厂区车辆自动驾驶                                       全事故发生率、提高员工技能水平、增强企业竞争力的重要抓
                船舶行业是重工业，原材料、中间产品、设备的搬运都要                        手，培训内容包括安全、技能等。通过5G网络，员工可以在工
            依靠各种运输车辆。因为产品特点，船厂厂区占地面积大，厂区                         作岗位上通过XR接受教育培训而无需定时定点集中培训。
            内通勤、保洁、消防都得依靠机动车辆。因此，每天都有各式各                             5.智能车间
            样的车辆在厂区的道路上行驶，使得厂区的交通状况较复杂。由                             当前，无线技术在船厂主要应用于通信、设备及产品信
            于一些特种车辆(如平板运输车、叉车)司机的驾驶盲区很大，车
            辆肇事时有发生。此外，船厂都位于大江、大河或海边，水面开
            阔，易出现雾天，也给厂区交通安全造成不利影响。                               іḤ̾Ḥͥ͟Ḥؓ໭ཌຩ઎֥ေ౰
                感知能力建立在多种信息来源(例如雷达、激光、车载摄
            像机、高精度地图等)基础之上的自动驾驶车辆，不容易受到天
            气、障碍物等因素影响，更是将人的因素(如疲劳驾驶、超速驾
            驶、无证驾驶、醉酒驾驶等)剔除掉，通过V2X模式，实现人、
            车、路等信息的协同，实现最高等级的安全，最优的通行效率。
            自动驾驶车辆可能是未来船厂运输和通勤的主要交通工具。
                5G网络可以满足其接近100%的高可靠性、毫秒级端到端时
            延和每秒上百兆传输速率的需求。通过车载终端将本地传感器

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