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加快数字化转型 推动高质量发展 “5G+工业互联网”典型应用系列

时间:2021-05-09 22:55  作者:admin  来源:未知  查看:  
内容摘要:随处可见基于5G的AI超清摄像头监控着厂区内异常行为与安全隐患的发生;穿梭于生产线G化改造的AGV小车,有条不紊地运输着百万种零部件;5G机械臂按照设定好的程序,分毫不差地完成分拣与抓取动作;已实现5G等多种联网形式的机床设备、机器人、机械臂,其运行...

  随处可见基于5G的AI超清摄像头监控着厂区内异常行为与安全隐患的发生;穿梭于生产线G化改造的AGV小车,有条不紊地运输着百万种零部件;5G机械臂按照设定好的程序,分毫不差地完成分拣与抓取动作;已实现5G等多种联网形式的机床设备、机器人、机械臂,其运行数据在3D可视化大屏上实时展示……

  这些智能化场景正真实出现在三一重工北京产业园内。2012年,三一重工北京总部落户北京回龙观,这一决策无疑助力企业向着全球化资源整合迈出了一大步。5G时代的到来,更加速了三一重工打造5G数字智慧工厂的步伐。2019年3月,中国联通与三一重工的交流合作正式开启;5月双方签署战略合作协议,成立“5G联合实验室”,旨在助力三一重工推进5G应用实践,打造工程机械领域的“灯塔工厂”。

  如今,中国联通基于5G SA的网络已在三一重工北京产业园开通,通过“云网边端业”的模式打造了泛在接入、智能化的5G数字智慧工厂。通过5G专网,为三一重工的智能化工业场景提供了生产数据更安全、网络时延更低、边缘算力更强的网络基础,同时也为三一重工的高质量发展按下了加速键,助力企业降本增效。

  在联通项目人员眼中,传统的工程机械行业主要是依托原有的工业企业网络,比如有线方式的工业以太网、无线G网络,从而完成工厂内数据的传输。

  “以往的工作场景是通过4G网关完成产线设备数据采集;通过工厂内WiFi实现产线AGV的联网与运输调度系统指令下发;工厂的‘三现’(现场、现物、现实)摄像头及工业相机需要通过拉大量的光纤完成接入工作;机械臂与机器人主要通过有线方式完成抓取、分拣、喷涂等工作。”联通项目人员表示,搭建有线网络,投入成本高、施工难度大,而WiFi或者4G网络难以达到工业级对生产要素高精度定位的要求。

  要想打造数字化、智能化的柔性制造工厂,需要引入工业互联网业务体系,而保障体系正常运转的前提是基于5G工业专网的有力支撑。工业互联网具有连接工业设备种类多、数据类型多样化、数据实时性要求高等特点。而实现端到端毫秒级超低时延和接近100%高可靠性通信保障的5G专网,与工业互联网领域的需求不谋而合。在联通项目人员的记忆中,为三一重工打造5G专网也充满了不少挑战。

  在5G工业专网规划过程中,面临5G专网与三一重工原有内部网络互通的问题,由于涉及企业内部办公网、生产网、视频专网等多种复杂网络互通,中国联通北京分公司与三一重工前期多次调研沟通,确认整体网络规划,针对不同的业务场景需求,梳理网络数据配置,制定详细的路由策略。

  在5G工业专网部署过程中,现场5G信号受到工厂场地限制和电磁干扰影响,信号效果不理想。结合工业定制化5G网络思维,中国联通北京分公司即刻成立5G客户服务专项团队,充分和三一重工探讨工业应用场景诉求,克服多种困难,多次进入工厂测试并开展5G网络的持续优化,最终实现工厂现场5G信号的全覆盖。

  目前,三一重工已建成回龙观园区室外宏站3个、南口产业园室外宏站3个,5G信号100%覆盖园区;针对车间室内5G信号的增强,回龙观园区安装室分2套(办公主楼、太阳谷试验区),南口园区安装室分2套(桩机车间、重能车间),满足车间内5G信号覆盖需求。

  此外,针对工厂产供销等环节对5G网络及其应用有较多定制化需求,联通项目人员将推进5G网络规划设计和覆盖建设问题,后续持续解决优化多种工业5G终端和应用研发成本管控、工业互联安全接入等问题,深入理解工业互联网业务体系,不断积累专业知识,输出更好的5G网络、平台和应用产品,为工业企业提供更好的5G工业专网服务。

  在有线G将对工业生产带来革命性影响,工业企业的生产制造、产业链管理、物流配送、销售和售后模式会发生深刻改变。中国联通全力支持三一重工进行智能制造的实践和探索,双方的跨界融合将创造更大的商业价值。

  在赋能三一重工打造5G数字智慧工厂的过程中,中国联通基于自身的5G生态优势,为其打造“专建专维·专用专享”的5G企业专网,提供具有确定性QoS保障、数据不出园区的安全独立专网。同时,双方携手打造了多个典型、可复制推广的5G专网应用场景,包括5G高清视频采集、工厂物流AGV运输、工业相机AI分拣抓取质检、园区安防巡检机器人、PLC数据采集、移动办公、工业机械臂控制等。

  如通过5G物联网卡直接插入集成5G模组的超清摄像头,替代原有的有线传输,利用MEC本地分流、上行大带宽的优势实现厂区内高清视频回传;新的办公区无须办公综合布线G专网卡﹢CPE﹢MEC满足移动OA办公的需求,实现访问三一重工内网服务器和互联网的目标;通过巡检机器人采集园区视频、语音、图片等各项数据,机器人连接5G CPE接入联通5G基站,回传数据在靠近用户侧完成数据本地化分流,并在边缘侧完成数据计算。

  与此同时,5G工业网关实现了工厂设备互联,通过全流程的数据采集、流动,使生产智能化。而中国联通工业高质量外网全国组网,实现了三一重工全国每个分支机构之间、分支机构和北京总部之间视频业务的互联互通。此外,工厂高精度定位也成为现实,定位精度可达0.5米左右,为工厂的精细化管理助力。

  在采访中,记者深刻感受到5G为三一重工带来的改变。一是工厂的无线化,重工机械的装备组装车间往往占地面积大,5G无线网络的大带宽特性和移动便捷解决了此类问题。二是工厂的少人化,通过各种类型、功能的机器人代替人员重复性的工作,降低人员投入成本。三是工厂的高效化,管理者能够掌握生产线设备运行情况、开工状况、异动信息等,并提供预测性维护数据支撑。四是工厂的提质化,如单车智能方式的AGV小车所具备的智能化能力非常有限,通过5G﹢MEC网联化的小车满足多台AGV的联合调度需求;而在质检环节,可以通过5G﹢ AI机器视觉技术实现机械重工生产全程自动化、流程化、体系化、高效化的质检追踪体系。

  随着5G与工业互联网的深度融合,必将衍生出更多的应用场景。在谈到未来还会有哪些场景突破时,联通项目人员表示,将5G uRLLC超低时延的特性真正应用于工业实时控制,非常值得期待。中国联通将继续依托5G网络特性、5G云网协同、5G边缘计算、5G网络切片等先进技术,助力三一重工打造柔性制造工厂,加快工程机械行业数字化、网络化、智能化的步伐。

  工业和信息化部国家互联网信息办公室中国信息通信研究院中国工业互联网研究院

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