
ASME Topics & Resources板块探索机械工程最新趋势,包括生物医学工程、能源、技术和社会、机器人、材料、学生支持、商业和职业支持以及先进制造等类别。
本期介绍的是Digital Engineering(数字工程)主题。该主题涵盖数字工程最新趋势及发展的相关内容,包括人工智能、物联网、大数据、数字孪生、仿真和计算机辅助设计等。
—— 5G将如何影响机械工程? ——

当从4G过渡到5G后,所有行业及企业都将享受到5G带来的更快、更密集的数据流。凭借高达每秒10Gb的速度,以及小于5毫秒的延迟,企业期待着在5G的带领下,其在生产力和效率方面取得令人瞩目的进步。
5G速度比4G快100倍,与今天的网络相比,其拥有更高的带宽和显著增加的连接密度。5G更快的速度和更低的延迟将提升IT和物联网(IoT)技术的能力。这些技术包括无线连接、机器对机器的通信、数据采集和分析、人工智能、模拟、3D建模、虚拟现实和增强现实等,所有这些都会影响到工程设计。
以下是5G影响机械工程的六种方式:
- 更智能的操作
制造商一直在寻求通过改善人、设备与设备之间的联系来提高效率和创新的方法,尤其是通过人工智能、机器学习和机器人等物联网技术。技术咨询公司Joun Technologies总裁Fram Akiki说:“5G将有助于实现工业4.0的概念,工厂将使用 5G,甚至5G专用网络,在工厂车间进行连接和操作,从而获得更大的灵活性。” - 改进的VR
由于5G速度更快,虚拟现实 (VR) 将能够在没有有线连接的情况下运行。此外,因4G高延迟而导致的VR晕动症也将会消失,随之将会创造出更有效的VR产品,如5G的低延迟将使远程手术等触觉应用成为可能。由于外科医生的手部动作和远程执行器的响应之间存在延迟,这些应用在以前是不可能实现的。 - 设计自由
5G将使许多新应用的创建或现有产品的整合成为可能,这在以前是不可能的。工程师将能够为各行业开发更快、更智能的设备。工程模拟和3D设计软件供应商Ansys的高级产品经理Shawn Carpenter说:”更高的带宽和更低的延迟将改变现有的应用程序,并将可能创造出难以想象的新应用程序。” - 改进的数字孪生
5G将使数字孪生更强大,从物联网传感器和数据分析中提供更快的数据捕获。数字孪生为工程师提供了管理资产和资源的虚拟工具,同时提高了性能。5G不仅可以实时提高数字孪生的有效性,而且支持5G的数字孪生还可以用于评估5G实施的影响。 - 远程团队合作
当部分团队成员在办公室,其他成员在异地远程工作时,沟通可能是一项挑战。IT和通信平台在共享文件或其他大型数据传输时可能会显得笨重、低效或速度缓慢。5G优化了数据流、文件共享和实时通信,改善了协作、参与和决策。 - 更快的原型设计
生产速度和上市速度是制造业公司的关键目标。快速原型设计对于实现这些目标至关重要。5G可以极大的加快传统的减材加工方法或用来创造可生产原型的增材制造方法;5G还可以帮助工人同时操作多台独立的3D打印机,并远程控制原型制作过程。
向5G过渡不会很快或很容易,全面推出可能需要长达15年左右的时间,因为支持5G所需的新基础设施复杂、昂贵且仍在开发中。对此,各方的估计各不相同,但绝大多数专家一致认为,电信公司将需要花费 1 万亿美元来升级其现有的 4G 网络。
目前,越来越多的公司、政府机构和学术机构正在建立5G研究中心以加快这一进程。例如普渡大学的NineTwelve Convergence创新5G生活实验室中心拥有最先进的5G网络和无线连接,也是美国第一个提供全套开发和测试能力的中心;在这里,企业可以与普渡大学的研究人员合作开发他们的5G技术。该中心将彻底改变了产品进入市场的速度,同时最大限度地减少风险和降低开发成本。普渡大学研究基金会首席创新与合作官David Broecker说:”我们的5G实验室将成为为创新者、公司和主要利益相关者创建美国第一个大规模完全集成测试平台的另一关键组成部分。”
* 本文由iGroup编译,原文见于ASME官网。

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