英國航空複合材料製造或將迎來5G時代
中國航空報訊：英國政府近來正在加緊第五代移動通信（5G）技術研究與部署。值得我們關注的是福特汽車和英國吉塔網絡公司（Zeetta）牽頭的兩個項目，特別是後者領銜的“5G編碼”（5G-Encode）項目。
2020年2月20日，“5G編碼”項目啓動，它是英國政府迄今為止最大的5G製造業應用研發投資——投資額900萬英鎊。項目將在位於布里斯托的國家複合材料中心（NCC）部署一個5G專用網絡，探索工業環境中5G專用網絡新的業務模型，並在實際的工作條件下測試網絡拼接和網絡切片等5G新技術。更重要的是，它還將研究5G無線技術在改進複合材料設計和生產過程中的實際應用，國家複合材料中心將成為迄今為止英國製造業最大程度實施5G技術的試驗平台。
英國吉塔網絡領銜突破5G應用
項目組有11名成員，由總部位於布里斯托的網絡專業公司吉塔網絡公司牽頭，其他參與者包括英國國家複合材料中心、德國西門子公司（複合材料設計、製造仿真軟件和工業控制系統）、日本東芝公司（5G通信技術）、西班牙電話公司（電信運營商）、比利時索爾維公司（複合材料原材料供應商）、美國貝克休斯公司（石化企業）、以色列普萊泰恩公司（Plataine，智能自動化解決方案）、英國馬蒂視覺公司（虛擬現實應用）、英國布里斯托大學和英格蘭西部聯合管理局（WECA）。項目將研究在工業環境中最具成本效益的5G部署方法，還將研究製造業專用移動網絡的新業務模型。項目研究三個5G技術工業應用案例，以提高複合材料設計和製造的生產率和效能。它們是使用交互式增強現實（AR）和虛擬現實（VR）來改進複合材料製造中的設計、培訓和維修；使用網絡拼接來實時跟蹤跨越室內外多個地點以及可能跨越國界的關鍵資產，吉塔網絡開發網絡拼接解決方案將成為支持此用例的關鍵使能技術；使用5G的超可靠低延遲通信（URLLC）來監視和管理工業系統，5G支撐的工業系統將具備比當前網絡技術所允許的更快的響應能力，從而可避免製造過程中的浪費。
英國國家複合材料中心擁有工業規模的製造試驗設施
項目將測試用於5G網絡拼接和切片的技術解決方案。網絡切片定義並提供具備優先級、分區化和受保護的子網，從而使業務和需要快速響應的系統可以在共享的基礎設施上運行而不會互相干擾。網絡拼接允許將切片按順序連接以擴展通信範圍，提供連續不斷的服務，它可以在單個網絡拓撲內集成一系列網絡技術，如光纖固網、無線網和低功耗物聯網。根據用户和應用的需求動態切分網絡資源的能力是5G與以前的移動技術之間的根本區別，並且有望在提高工業生產率方面發揮變革性作用。
吉塔網絡開發了提供網絡拼接和切片能力的NetOS可編程平台，它是一個網絡控制和管理軟件平台，通過軟件定義網絡（SDN）技術，NetOS可以將複雜的網絡抽象化描述，提供單面板視圖以及多設備、多廠商和多技術網絡的控制。將軟件定義網絡控制器和多域服務協調器的能力嵌入NetOS Rapide專用網絡軟硬件解決方案，可以實現5G網絡的動態管理，並允許在同一網絡上傳遞各種工業應用程序和服務。這些技術將在復材製造中發揮重要作用，尤其是在必須跨越多個地點、地理位置以及室內外環境跟蹤資產的情況下。項目將研究這些能力，以推動5G在工業領域的廣泛採用。
以色列普萊泰恩助力融入人工智能
項目還將測試基於人工智能（AI）的工業物聯網技術解決方案，以驗證其物料和資產跟蹤、預測性警報和提供優化建議能力。該技術由以色列普萊泰恩公司開發，使用與傳感器網絡集成的基於人工智能的數字助理，可以提供物料保質期跟蹤、管理和優化能力。它會自動跟蹤對時間敏感的原材料，比如需要低温保存的預浸料，預測搬運和儲存時間，併為每項工作選擇最合適的材料，從而最大程度地減少浪費並確保按時完成生產，同時保持產品數字線索的完全可追溯性。此外，自動化的實時工具跟蹤將確保生產進度不會因丟失工具而中斷。總之，基於人工智能的數字助理將為員工提供預測性質量警報、有價值的可執行信息和實時的維修建議。
普萊泰恩與空客、雅奇、Avcorp、通用電氣公司、以色列航宇工業和MT航宇等航空製造商建立了合作。此解決方案還部署到了空客旗下哈飛空客複合材料公司，用於優化A350飛機碳纖維方向舵、升降舵和機腹整流罩等複合材料結構件的生產。
普萊泰恩基於人工智能的工業物聯網解決方案追蹤零部件、材料和工具，哈飛空客可以準確地監督它們在廠房內的移動情況，計算出進出存放冷庫的時間，包括預浸料的保質期和暴露時間。自動化的解決方案能夠創建並維護生產流程中各個階段的數字線索，建立起一個全流程的零部件譜系，並且能夠在考慮所有相關生產要素（比如客户訂單和中心庫存）的情況下，優化公司的生產流程。總之，通過部署，公司能夠全面瞭解追蹤原材料、在製品、工具和成品的情況，減少了返工，提高了製造產出和整體效率。
國家複合材料中心支撐搭建試驗平台
2009年，隨着英國複合材料戰略的發佈，國家複合材料中心在布里斯托大學成立，5家創始成員是空客、阿古斯塔·韋斯特蘭（意大利萊昂納多公司旗下）、羅羅、GKN航宇和維斯塔斯風電公司。2011年，國家複合材料中心成為7家英國高價值製造彈射中心之一，旨在將企業和學術機構集合到一起，共同為技術概念和商業化搭建橋樑，開發高質量複合材料產品的設計和快速製造的新技術。該中心的四大能力是先進複合材料製造、設計和仿真、數字製造、自動化與工裝、材料與工藝。中心共有350多名複合材料專家，致力於加速採用高價值、可持續的複合材料技術，以刺激增長並增強英國複合材料產業的能力，其投資主要來自歐洲區域發展基金、英國西南地區發展局和商業、創新與技能部“創新英國”組織。
位於英國國家複合材料中心的“明日之翼”數字化製造基礎設施
從創始成員就能看出，國家複合材料中心以加速航空複合材料設計製造發展為關鍵領域。2018年12月，國家複合材料中心在英國航空技術研究所（ATI）等的資助下新建了複合材料數字化製造基礎設施，用於歐盟“明日之翼”項目的機翼開發和生產。國家複合材料中心的關鍵目標是：提供一個工業規模的製造設施，以及能夠建造原型以確認設計概念的快速製造工藝；成為英國開發和實施快速複合材料製造技術和系統的中樞；領導一個複合材料區域卓越中心支撐的強化網絡；為基礎研究提供應用方向和聚焦領域，並提供與英國大學的合作聯繫；幫助開發和協調培訓計劃，以支持應用先進和專業複合材料技術的技能基礎。將國家複合材料中心作為5G技術的試驗平台，將能夠充分利用國家複合材料中心業已形成的公私合作伙伴關係、數字化設計製造優勢手段、航空航天與汽車業技術轉化能力，通過展示安全性、可靠性和連通性的逐步提升，為各種規模的企業提供一個無風險的環境來評估和利用5G能力，以便更可靠與更迅速地實現5G技術應用測試與部署研究。
“5G編碼”項目將在2020年9月前完成5G技術的初步部署，開發測試工作將一直持續到2022年3月。屆時，項目將形成能夠廣泛推廣的成熟方案，在英國的各個製造工廠進行商用5G部署。5G賦能、人工智能助力、增強現實加持的未來航空復材製造，將有望在英國率先實現，並進一步在全球航空製造領域掀起5G革命。