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工业4.0浪潮下,中国联通5G如何助力“灯塔工厂”?

2021-04-10
来源:菏马智造
浏览数:571
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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工业专网的有力基础支撑。工业互联网具有连接工业设备种类繁多、数据类型多样化、数据实时性要求高等特点。


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;穿梭于生产线工位经过5G化改造的AGV小车,有条不紊运输着百万种零部件;5G机械臂按照设定好的程序,毫无分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发生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”。


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如今,中国联通基于5G SA独立组网已在三一重工北京产业园正式开通,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。


攻坚克难 夯实5G+工业互联网基础支撑


在联通项目人员眼中,传统的工程机械行业还是主要依托于原有的工业企业网络。比如有线方式的工业以太网;无线方式的WiFi或者4G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需求。


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工业专网的有力基础支撑。工业互联网具有连接工业设备种类繁多、数据类型多样化、数据实时性要求高等特点。而满足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。


工业互联网


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,克服工厂恶劣环境,多次进入工厂测试并开展5G网络的持续优化,最终满足现场5G信号的全覆盖。


目前,三一重工已完成回龙观园区室外宏站3个、南口产业园室外宏站3个,100%覆盖园区内5G信号;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),满足车间内部5G信号覆盖。


此外,针对工厂产供销等多环节对5G网络及其应用有较多定制化需求,联通项目人员将克服5G网络规划设计和覆盖建设问题,后续持续攻坚优化多种工业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,输出更有效的5G网络、平台和应用能力产品,更好为工业企业提供5G工业专网服务。


融合创新 打造工程机械行业5G应用先驱


在有线网络智能化,移动网络5G化的大趋势下,5G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,双方的跨界融合将会创造更多的商业价值。


在赋能三一重工打造5G数字智慧工厂中,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;新的办公区无需办公综合布线,通过联通5G专网卡+CPE+MEC实现移动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,并在边缘侧完成算力。

工业互联网


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。


移动机器人


采访中,记者深刻感受到了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,从而降低人员投入成本;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的联合调度任务;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。


伴随着5G+工业互联网深度融合,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。

关键词: 工业互联网 三一重工
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