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3D科学谷 看ICNAP如何赋能工业4.0？，基于5G的工业边缘计算催生自适应生产

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 ， 德国亚琛园区运行着欧洲最大的5G研究网络 。
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 。
无疑 ， 如果说物流小机器人+MES系统 ， 这并非需要5G的支持就可以实现 。 5G意味者高通量高密度的数据无线传输 ， 并意味着边缘云计算解决方案对制造过程实现实时干预 。
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那么5G为制造业带来的革新价值究竟是什么？说到底是Networked,AdaptiveProduction-网络化自适应生产 。
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从自适应生产的目标出发 ， 我们就不难理解欧洲5G工业园的核心技术 ， 这其中包括：用于监视和控制高度复杂制造过程的5G无线传感器 ， 制造自适应：分布式制造控制与干预 ， 区块链 ， 边缘云计算 ， 数字孪生体技术等
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自进化生产的正确开启方式
正如特斯拉可以通过新软件神奇的改变汽车的驾驶性能 ， 续驰里程或者加速能力 ， 这些功能通过云端 ， 神奇的潜入驾驶者的车中 ， 不仅使得车辆的性能实现了某种意义上的自进化 ， 也将驾驶的体验不断的注入了新奇感 。
或许未来已来 ， 不仅仅是汽车驾驶本身 ， 而更是从汽车、飞机、能源等工业领域的制造源头 ， 将搭载5G带来的神奇翅膀 ， 完成一次崭新的升级 ， 通过云端发出指令 ， 进行加工过程中的自适应调整 ， 实现真正意义上的自适应制造模式的工业4.0 。
不过尽管人们对5G在生产中打开各种可能性充满了热情 ， 但并非是所有的工厂都适合马上切换成5G工厂 ， 这其中需要评估现有数据是否有必要通过5G传输 ， 以及通过5G进行自适应生产带来的效益提升是否明显 ， 是否值得投资 。 在这方面 ， 欧洲5G工业园对生产技术有着深入的了解 。
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为了使生产复杂和个性化产品的价值链比以前更加灵活和高效 ， 欧洲5G工业园成立了ICNAP（网络化自适应生产国际中心） ， 以亚琛弗劳恩霍夫生产技术研究所IPT ， 亚琛弗劳恩霍夫激光技术研究所ILT以及分子生物学和应用生态学IME的三个研究所为中心 ， 通过与其他专家合作 ， 以找出信息技术中哪些新解决方案可以真正过渡到工业4.0自适应生产的真实应用场景 。
目前ICNAP（网络化自适应生产国际中心）的合作单位包括如下等：
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ICNAP网络化自适应生产国际中心的合作单位 。 来源：FraunhoferIPT
基于ICNAP自适应生产国际中心 ， 三家弗劳恩霍夫研究所（FraunhoferIPT、ILT、IME)与知名的工业合作伙伴共同开发了工业4.0方面的生产系统和价值链评价体系 ， 并根据特定的制造任务在欧洲5G工业园进行开发与验证工作 。
目前 ， ICNAP自适应生产国际中心开发了部分基于5G的工业4.0应用案例研究 。
1数字孪生
l产品生命周期中的数字孪生
每个产品的所有生产和传感器数据都分别保存在数字孪生体中 ， 因此包含了完整的生产历史 ， 这里的挑战是为每个记录的数据记录添加明确的位置和时间参考 ， 以便可以正确分配各种传感器数据 ， 例如车间温度 ， 机器振动或设置的过程参数 。 在发生损坏的情况下 ， 可以追溯加工过程中错误发生的具体信息 。 目前在如下两个具体应用案例应用5G环境：


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