隨著市場競爭加劇、能源供應日趨緊張、環(huán)境保護日益嚴格,勞動力成本不斷上升,制造企業(yè)對生產耗能、人員效率、產品性能指標要求的不斷提升,生產人員、運維人員、技術人員和企業(yè)管理人員希望對生產過程情況進行全面、實時的掌握,進行生產運營情況同企業(yè)的經營決策管理緊密結合,從而實現企業(yè)生產制造的智能化。但隨著企業(yè)智能制造的發(fā)展,工廠內需要被采集和傳輸的數據越來越多,現有有線網絡往往難以滿足需求。在對現有廠房進行智能化改造時,影響企業(yè)生產或存在網絡重新鋪設和改造成本高,施工難度大,有時甚至難以實行等諸多困難;同時工業(yè)生產網絡具有大帶寬、高可靠性、低時延、大量連接等需求,現有的WIFI和4G無線網絡無法滿足需求,5G網絡所具備的優(yōu)良特性是解決上述問題的有效技術手段,也使得5G 網絡在未來成為支撐企業(yè)智能制造所需的重要基礎網絡。
當前隨著“中國制造2025”的出臺,我國制造業(yè)已經踏上了以智能制造為重要發(fā)展方向的轉型升級之路。5G作為最新一代無線通信技術,具有大帶寬、高可靠性、低時延、海量連接等優(yōu)越性能,“5G+移動邊緣計算”在智能制造領域有著廣泛的應用場景,大量智能生產應用的快速推廣,將促進制造業(yè)的全面智能化發(fā)展。中國信科集團旗下大唐移動(簡稱大唐移動)推出的面向制造業(yè)的5G智慧工廠解決方案,將5G移動通信技術與工業(yè)物聯(lián)網技術相結合,構建面向工業(yè)智能制造的5G工業(yè)網絡,通過5G智慧工廠解決方案提高工廠生產過程的智能感知能力,為優(yōu)化制造控制流程和智能決策提供數據和信息支撐;增強工業(yè)數據和控制指令的高效、可靠、實時雙向傳輸能力,提高生產效率,節(jié)能增效;在確保信息安全的前提下實現制造信息開放貢獻,為新興的遠程、移動、可視化的新應用和新服務提供安全、可靠、滿意的通信服務和技術保障。
大唐移動智慧工廠解決方案,采用了大唐移動提供的5G SA核心網、邊緣MEC、5G室外宏站、5G Pico等5G網絡產品和技術服務,方案可依據用戶的業(yè)務需求靈活部署的5G網絡切片和邊緣MEC節(jié)點,其中5G Pico是智慧工廠企業(yè)內5G網絡的重要組成部分,主要面向企業(yè)生產流程中各類待接入對象,包括PLC數據、視頻數據、IT數據和音頻數據等;5G室外宏站是智慧工廠企業(yè)內5G網絡的輔助組成部分,主要面向企業(yè)園區(qū)內和廠房外的覆蓋,并接入室外各類工業(yè)應用如AGV自動物流車等,與5G室分共同構成整個企業(yè)內的接入環(huán)境。邊緣MEC用于在企業(yè)內部分流基站流量,靈活調度至外網或內網。可實現數據的本地卸載,達到較多企業(yè)“數據不出廠”的目標,靈活適配不同的網絡分流要求,滿足企業(yè)信息數據安全性要求。同時提供虛擬化的算力環(huán)境,企業(yè)可直接在MEC上部署平臺或應用,支撐低時延應用。采用5G SA架構,可支持端到端網絡切片技術,實現網絡與不同業(yè)務類型的精確匹配,并可依據不同企業(yè)的個性化需求進行網絡部署,為后續(xù)網絡的持續(xù)演進奠定基礎。
大唐移動5G智慧工廠解決方案通過構建新型網絡結構,使得工業(yè)生產中各類機器或設備通過5G網絡與應用系統(tǒng)相連接,實現車間現場數據收集采集、制造過程管理、質量SPC分析、設備/環(huán)境/能源監(jiān)控、遠程運維、倉儲物料管理、產品溯源、批次跟蹤、個性定制、制造能力交易以及庫存管理、車輛物流資產管控等功能,實現制造過程的智能控制、運營優(yōu)化,并實現生產組織方式的變革。改變企業(yè)現有生產管理模式并將大幅提升企業(yè)工業(yè)化大生產的運營管理效率。
大唐移動智慧工廠解決方案采用“5G無線+5G邊緣計算+移動云平臺”組網模式,通過部署eMBB切片支持智慧工廠高清視頻、VR等高帶寬類業(yè)務;通過部署uRLLC切片滿足工業(yè)互聯(lián)網的協(xié)同操作、生產進度實時調度、工業(yè)自動控制等低時延高可靠需求;通過在工廠車間、密集街區(qū)、密集住宅、辦公室、公寓等區(qū)域部署大連接切片,滿足連接數量和流量增長的需求;方案采用邊緣MEC部署,可在智慧工廠內下沉MEC邊緣節(jié)點,在減輕回傳網絡帶寬壓力的同時,使得企業(yè)生產經營數據落地廠區(qū)內,增強企業(yè)信息安全性。
在2019年4月10,大唐移動、虹信通信和中國移動湖北公司采用該方案,在中國信科集團旗下的虹信公司部署了湖北省首個基于5G的工業(yè)互聯(lián)網示范應用“智慧工廠”項目,通過該項目,使得工廠各環(huán)節(jié)機器人有條不紊地進行操作。以往人工一個小時的工作量,在這個智慧工廠7分鐘就可以完成。通過智慧工廠的管理平臺大屏,可以實時顯示廠區(qū)生產情況以及任務監(jiān)控、質量監(jiān)控、人員監(jiān)控、設備監(jiān)控等狀況,并可及時根據各種狀況做出反應和調整。與4G技術相比,5G網絡的速率更高、時延更小,通過5G智慧工廠解決方案實現了多工廠、產業(yè)鏈上下游協(xié)同,生產效率較改造前提升30%以上。
目前正在結合5G低時延及大帶寬的特性,驗證加持5G的工業(yè)智能應用,實施廠區(qū)內AGV智能配送、基于視覺大數據的機器人深度學習、云設備的離線遠程控制等,進一步提升工廠生產效率。
2019年7月30日,中央電視臺《新聞聯(lián)播》對中國信科集團下屬虹信通信、大唐移動和中國移動湖北公司聯(lián)袂打造的全國首個全流程5G智能制造生產線,進行了新聞報道,報道指出這是三方基于湖北移動5G規(guī)模試驗網一年多來精誠合作的基礎上,積極探索5G商用與垂直行業(yè)應用合作的典型范例,展示了中國信息科集團堅持創(chuàng)新驅動,加快推進新舊動能轉換的實踐探索。
基于武漢虹信通信智慧工廠實際效果,目前大唐移動、鄂城鋼鐵公司和湖北移動鄂州分公司正在積極合作,在鄂州鄂城鋼鐵部署5G網絡,為鄂城鋼鐵量身打造5G智能制造方案,探索5G在煉鋼生產現場可視化、煉鋼安全檢修可視化、行車操作可視化、鄂鋼DP通信5G替代方案、工業(yè)AR等業(yè)務場景,為提升鄂城鋼鐵打造“一流智慧制造企業(yè)”提供有力的支撐。