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如今，“新基建”已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。加快5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展，有利于提升產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新水平、加快制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，推動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。
2019年7月，中國(guó)聯(lián)通廣東分公司攜手格力電器啟動(dòng)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”5G專網(wǎng)改造項(xiàng)目，建設(shè)國(guó)內(nèi)首個(gè)基于MEC邊緣云+智能制造領(lǐng)域5G SA切片專網(wǎng)，標(biāo)志著5G專網(wǎng)技術(shù)正式在智能制造領(lǐng)域展開應(yīng)用。
5G入工廠，泉涌活淵魚
格力電器是國(guó)內(nèi)家電制造龍頭企業(yè)之一，具備領(lǐng)先的產(chǎn)品技術(shù)和豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，工廠生產(chǎn)設(shè)備整體自動(dòng)化程度較高，但存在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜、場(chǎng)地狹小、無(wú)多余布線管道、施工難度大、時(shí)間窗短等問(wèn)題。面對(duì)內(nèi)部的創(chuàng)新戰(zhàn)略及外部的激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，“迫切需要實(shí)現(xiàn)更高程度的智能化生產(chǎn)”成為格力上上下下心照不宣的共識(shí)。
此前有相關(guān)業(yè)內(nèi)人士表示，“在推動(dòng)傳統(tǒng)生產(chǎn)線向智能生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)型過(guò)程中，數(shù)據(jù)傳輸是不可忽視的重要一環(huán)�！眰鹘y(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)靈活不足，傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)Wi-Fi易受干擾，這導(dǎo)致大部分設(shè)備處于獨(dú)立控制、分散管理的模式，“無(wú)法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的共享和生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)籌管理，就無(wú)法滿足規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備管理、系統(tǒng)交互的需求，更難以適應(yīng)當(dāng)前制造領(lǐng)域個(gè)性化、多樣化的趨勢(shì)�！�
5G，帶著串聯(lián)各行業(yè)攜手進(jìn)入數(shù)字化革命的良機(jī)一同到來(lái)。5G技術(shù)具備大帶寬、低時(shí)延、高可靠的特性，可充分保證工業(yè)各環(huán)節(jié)的相互融合，同時(shí)有效提升生產(chǎn)線靈活部署能力，解決了廠區(qū)光纖及帶寬資源不足、施工難度大等問(wèn)題。
針對(duì)格力電器提出的網(wǎng)絡(luò)訴求及智能制造業(yè)務(wù)場(chǎng)景規(guī)劃，中國(guó)聯(lián)通制定了“5G+MEC邊緣云+SA切片專網(wǎng)”總體方案。方案旨在依托現(xiàn)有資源，規(guī)劃、建設(shè)格力電器工業(yè)互聯(lián)能力，搭建格力電器智能制造網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝備、儀器儀表、傳感器、控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)的互聯(lián)互通，為格力電器打造端到端切片的企業(yè)專網(wǎng)。
中國(guó)聯(lián)通廣東分公司承擔(dān)本項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)實(shí)施及運(yùn)營(yíng)，并結(jié)合格力的網(wǎng)絡(luò)痛點(diǎn)及生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)了格力產(chǎn)線無(wú)線覆蓋、專網(wǎng)核心網(wǎng)建設(shè)，并持續(xù)為格力專網(wǎng)提供運(yùn)維及升級(jí)服務(wù)。
專網(wǎng)建設(shè)，牽引三大應(yīng)用賦能產(chǎn)線
格力專網(wǎng)整體采用5G SA架構(gòu)組網(wǎng)，其中核心網(wǎng)部分，控制面采用廣東聯(lián)通5GC大區(qū)商用網(wǎng)絡(luò)，與普通用戶共享，用戶面MEC(UPF)下沉到格力園區(qū)部署，由格力園區(qū)獨(dú)占，本地分流園區(qū)內(nèi)專網(wǎng)用戶流量。
通過(guò)5G專網(wǎng)，中國(guó)聯(lián)通實(shí)現(xiàn)了企業(yè)業(yè)務(wù)與公眾用戶業(yè)務(wù)物理隔離，確保企業(yè)數(shù)據(jù)不出園區(qū)，保障生產(chǎn)數(shù)據(jù)安全和帶寬資源獨(dú)占，格力電器園區(qū)內(nèi)5G終端到企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的時(shí)延從原來(lái)的20ms降低到9ms，為無(wú)紙化首檢系統(tǒng)、AI工業(yè)視覺(jué)和AGV智慧物流三大應(yīng)用落地創(chuàng)造了條件。
圖1 產(chǎn)線無(wú)紙化首檢
依托5G專網(wǎng)，目前格力電器已完成產(chǎn)線無(wú)紙化首檢業(yè)務(wù)場(chǎng)景驗(yàn)證。每個(gè)首檢PAD最大可獲得800Mbps帶寬， 1至2秒就可瞬時(shí)打開首檢文件，快速進(jìn)行產(chǎn)品首檢。相較于傳統(tǒng)紙質(zhì)首檢，1份首檢需要6張紙質(zhì)檢查文檔，容易出現(xiàn)多刪物料問(wèn)題，導(dǎo)致無(wú)法指導(dǎo)生產(chǎn)造成整批質(zhì)量事故發(fā)生，且存檔不易查找。4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，檢查文檔打開時(shí)延大，下行速率慢，首檢效率低。5G專網(wǎng)支持下的首檢既能減少大量紙質(zhì)文件，也能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)檢查，大大提高了首檢效率。
憑借5G網(wǎng)絡(luò)上行大帶寬能力，格力的產(chǎn)線視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)首次實(shí)現(xiàn)將產(chǎn)線視頻接入企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)多路工業(yè)攝像頭回傳視頻，可實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)線電子檢漏、電氣安全檢測(cè)、運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試、工序檢驗(yàn)等多個(gè)關(guān)鍵崗位人員的動(dòng)作，將產(chǎn)線實(shí)時(shí)視頻上傳到企業(yè)服務(wù)器，并從后臺(tái)進(jìn)行基于AI的工藝行為識(shí)別，提升生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)品質(zhì)量控制。
圖2 AI行為識(shí)別監(jiān)控
格力產(chǎn)線AI行為識(shí)別，是使用聯(lián)通為產(chǎn)線安裝的高清視頻監(jiān)控，協(xié)同質(zhì)控部、計(jì)算機(jī)中心、大數(shù)據(jù)中心，通過(guò)5G+AI行為分析模型，對(duì)員工的操作動(dòng)作進(jìn)行打標(biāo)，實(shí)現(xiàn)崗位圖像的實(shí)時(shí)采集，并智能監(jiān)督操作規(guī)范性，代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工監(jiān)控方式，壓縮人力成本的同時(shí)提高監(jiān)控質(zhì)量。
中國(guó)聯(lián)通5G專網(wǎng)成功打通AGV集中管理平臺(tái)、MES生產(chǎn)系統(tǒng)、車間梯控系統(tǒng)以及倉(cāng)庫(kù)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，將AGV精準(zhǔn)控制分流到邊緣云，具有“毫秒級(jí)時(shí)延、百Gbps級(jí)算力”特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)廠房?jī)?nèi)線邊庫(kù)到生產(chǎn)區(qū)跨樓層物料運(yùn)送。
結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)和MEC邊緣云，機(jī)器和設(shè)備相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)可通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)到達(dá)MEC平臺(tái)，并將數(shù)據(jù)分流至本地工業(yè)云平臺(tái)。由于無(wú)需繞經(jīng)傳統(tǒng)核心網(wǎng)，MEC 平臺(tái)可對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行本地實(shí)時(shí)處理和反饋， 具有高可靠、高安全、高帶寬、低時(shí)延等優(yōu)勢(shì)。
提質(zhì)增效，以實(shí)力講好硬道理
截至2020年底，項(xiàng)目已完成無(wú)線、核心網(wǎng)、傳輸?shù)染W(wǎng)絡(luò)及配套設(shè)施建設(shè)，上線無(wú)紙化首檢、5G視頻監(jiān)控、5G+AGV、關(guān)鍵數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化首檢、視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)端到端切片驗(yàn)證。
中國(guó)聯(lián)通廣東分公司基于5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)引入MEC組網(wǎng)方案，將數(shù)據(jù)面核心網(wǎng)和業(yè)務(wù)應(yīng)用下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，降低了核心網(wǎng)的帶寬壓力，同時(shí)有效地滿足了部分現(xiàn)場(chǎng)指揮業(yè)務(wù)對(duì)超低時(shí)延的需求。利用邊緣計(jì)算技術(shù)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、預(yù)處理等，緩解數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算的壓力，同時(shí)通過(guò)在邊緣云中部署AI功能，通過(guò)自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控視頻的分析、識(shí)別和告警處理，大大提升了監(jiān)管效率，節(jié)約了資源投入。
5G應(yīng)用的實(shí)施提高了整體質(zhì)量管理水平，提升了工作效率，降低了運(yùn)維及監(jiān)管成本，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量數(shù)據(jù)無(wú)紙化，每年可節(jié)省成本900多萬(wàn)元，推進(jìn)了生產(chǎn)過(guò)程的安規(guī)、外觀自動(dòng)測(cè)試，提升產(chǎn)品檢測(cè)精度、準(zhǔn)度和速度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品100%檢驗(yàn)受控，減少人力投入，每條產(chǎn)線可節(jié)約人力成本16萬(wàn)/年。電子倉(cāng)實(shí)現(xiàn)貨物靈活周轉(zhuǎn)、存儲(chǔ)和100%先進(jìn)先出管控，平均每倉(cāng)節(jié)約呆料成本100萬(wàn)元；通過(guò)5G實(shí)現(xiàn)快速組網(wǎng)調(diào)整，一條產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)改造周期縮短為2天。
據(jù)悉，格力電器5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智慧園區(qū)項(xiàng)目中標(biāo)“2019年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程”，并榮獲“廣東省5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范園區(qū)”“中國(guó)聯(lián)通5G應(yīng)用創(chuàng)新優(yōu)秀方案獎(jiǎng)”等諸多殊榮，同時(shí)成功申報(bào)“MEC接入安全的控制方法和裝置”“MEC業(yè)務(wù)安全的控制方法和裝置”“作業(yè)監(jiān)測(cè)方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)”“5G基站節(jié)能的方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)”“巡檢機(jī)器人的控制方法、巡檢系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)及電子設(shè)備 ”五項(xiàng)專利。
傳統(tǒng)制造新起點(diǎn)，工業(yè)互聯(lián)新示范
格力電器5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智慧園區(qū)項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)將促進(jìn)5G技術(shù)與智能制造產(chǎn)業(yè)的融合，推動(dòng)制造業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程與智能化轉(zhuǎn)型，優(yōu)化傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品良率，激活新動(dòng)能，創(chuàng)造新需求，培育新市場(chǎng)。
待具有示范推廣價(jià)值和行業(yè)復(fù)制便捷的企業(yè)內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)部署架構(gòu)及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)維、管理新模式成熟后，中國(guó)聯(lián)通有望通過(guò)5G推廣服務(wù)平臺(tái)，將格力“廣東經(jīng)驗(yàn)”輻射應(yīng)用至格力全國(guó)各產(chǎn)線基地，并向全國(guó)智能制造、家電工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案供應(yīng)商做出示范，帶動(dòng)中國(guó)制造業(yè)信息化、智能化水平再上新高度。
此外記者還了解到，中國(guó)聯(lián)通將會(huì)進(jìn)一步打造智能、極簡(jiǎn)、可承諾網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的工業(yè)專網(wǎng)，同時(shí)牽引更多AI能力的部署，與合作企業(yè)共同探索資源協(xié)同、應(yīng)用協(xié)同、數(shù)據(jù)協(xié)同、智能協(xié)同等多種協(xié)同模式。
