廣達旗下的雲達科技,近期在Q.synergy中展示國產5G專網方案,包括5G專網RAN、核心網及網管平臺,同時也透過Open Lab展示雲達自行開發或與合作夥伴合作開發的5G智慧工廠應用,其中一部分已實際用於廣達旗下的智慧工廠。

在Q.synergy特別由雲達科技雲端應用研究二處處長林繼正介紹,雲達的5G企業專網智慧工廠應用實例,林繼正表示,如同直播,同一時間開啟多個直播,容易導致網路塞車,5G專網能夠針對同時間多個影像的上傳,提供最大的上行頻寬。5G智慧工廠應用在自動化生產線、伺服器機櫃組裝生產線上。

以自動化生產線為例,5G RRU涵蓋65m x 55m的範圍內,可支援3條生產線共55個720P畫質IP攝影機的影像上傳,而在其中一條產線後端搭配一組4K攝影機,拍下每個PCBA板的超高畫質影像,將影像上傳至Edge Cloud儲存,作為後續生產履歷的品質追溯,並透過影像分析,持續改善良率。

在此一自動化產線的5G應用場域中,5G RRU支援59個用戶終端裝置,包括55個IP網路攝影機、1個4K攝影機及3個AR眼鏡,部分設備需要較高的上傳或下載頻寬,整體的往返延遲時間在100毫秒(0.1秒)內。

自動化產線上部署大量IP攝影機,主要用於維護環境與機械手臂運作安全,IP網路攝影機通過Wi-Fi將影像傳送至通用客戶端設備(uCPE),利用該設備具有的AI功能,自動辨識特定範圍內,例如機械手臂運作區域是否有人員靠近,若偵測到人員進入警戒區域,則將警示的影像經由5G RRU、經BBU送到5G核網,進一步由應用伺服器分析影像,進行臉部辨識,同時發出控制命令給機械手臂,例如當人員靠近機械手臂黃色警戒區域,自動控制手臂放慢動作,當人員進入手臂運作的紅色警戒範圍,則停止手臂運作。

而在自動化產線的後端,透過4K攝影機拍攝組裝的主機板影像,偵測其品質,發現品質瑕疵時,交由現場維修工程師戴上AR眼鏡,通過AR影像的虛實疊合,在PCBA板上標示瑕疵的位置,林繼正表示,如此一來,改變維修流程及效率。

機櫃組裝線也部署5G應用,在長達2公尺的機櫃組裝線,林繼正指出,機櫃組裝線的AR應用所需考慮到的三項關鍵,首先是建立AR SOP作業方式,將具有老手的經驗捕捉下來,並將原本的SOP轉為互動式的AR SOP,其次是,讓組裝新手,戴上AR眼鏡,透過定位及虛實疊合(區域及細節的準確性)技術,即使AR眼鏡移動仍能準確追蹤,特別是機櫃組裝上複雜的整線、束線設計,必需確保AR的虛擬指示,可以準確追蹤每個孔位,以人機互動設計與指令方式,指引新手組裝。最後,利用AR眼鏡上的攝影機,在組裝作業進行的同時,將組裝過程的影像經由AI執行作業的品質檢測。

雲達科技表示,目前上述應用已部署至廣達工廠內部單個或多個區域運作,後續視效果與工廠整體規畫再進行擴充。

雲達5G Open Lab展示更多智慧工廠應用

雲達也在近期與英特爾合作共同成立5G Open Lab,由Open Lab展示更多由雲達自行開發或是與合作夥伴共同開發的智慧工廠應用,其中之一是透過IIoT Intelligence Dashboard儀表板,掌控工廠內生產線設備的運作狀態,例如產線上機械手臂的嫁動率、馬達運轉情形、感測器是否正常、未來使用壽命預估等等。

該儀表板也能顯示每個機械手臂的作業安全,如同前面提到的,結合 5G、攝影機、AI辨識,建立機械手臂的安全圍籬,當有人員接近手臂運作範圍,自動控制手臂放慢或停止運作,避免產線上的安全事件。

而AR應用方面,搭配AR眼鏡讓沒有作業經驗的新手,能根據AR影像的引導,在不需要老手的指導下完成組裝作業,同時,透過儀表板掌握每個站點上使用AR眼鏡的作業人員生產數據,針對問題去解決,逐漸提升效率,或是在作業的時間內,站點是否有作業人員就位,並開始組裝作業。

另外,雲達也展示在生產線如何運用攝影機,拍攝產品影像,通過5G送到邊緣運算伺服器,進行AOI瑕疵檢測,用以取代人工檢測,避免漏檢的問題。而結合5G與AMR自主移動機器人,賦予原本只有搬運功能的AMR更多功能,由於AMR自主移動範圍較大,若以Wi-Fi通訊可能有斷線問題,因此結合5G網路,AMR的車控系統、手臂系統及影像探測系統,皆透過5G網路送至伺服器進行影像辨識,使其具備巡檢功能。

林繼正表示,經過團隊過去一年努力,看到5G為智慧工廠帶來改變及效益,因此未來將在新工廠以5G全廠覆蓋的方式,進一步擴充應用,甚至將AR應用將帶到德國、美國的相關工廠,以滿足當地市場的需要,提高生產效率。

至於5G為智慧工廠帶來什麼樣的效益?林繼正認為,最直接的是5G專網帶來新的設備連接方式。過去因高速傳輸、低延遲的需求,大多採用有線連接設備,使用授權無線頻段的5G則讓設備從有線轉為無線連接,其次是架構上的改變,過去由下而上的單機聯網,5G後促使系統設備萬物互聯,有了5G後可充分運用邊緣雲(Edge Cloud),企業可以集中預算,在邊緣雲部署AR、AI、設備管理,以及AMR調度管理。

其次是應用場景上的改變,現代化的智慧工廠運用機器視覺,5G能夠更靈化運用機器視覺,讓原本只有搬運功能的AMR,結合機器視覺,額外具備巡檢的功能。另一例子是AR眼鏡,相機與5G網路,讓AR眼鏡在作業的同時也進行檢查;而在廠內物流方面,AGV過去從有線到無線,5G結合AMR,利用感測器偵測工廠內的環境,結合本地雲執行更多樣化的任務。

目前雲達發展的5G智慧工廠應用,主要是基於3GPP R15版本的高速傳輸、低延遲特色去設計,林繼正透露,雲達團隊已針對R16,研究在5G智慧工廠的應用,並在明年到後年間推出基於R16版本應用。


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