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2020/1/8 09:40

大唐移动5G智慧工厂解决方案

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随着市场竞争加剧、能源供应日趋紧张、环境保护日益严格,劳动力成本不断上升,制造企业对生产耗能、人员效率、产品性能指标要求的不断提升,生产人员、运维人员、技术人员和企业管理人员希望对生产过程情况进行全面、实时的掌握,进行生产运营情况同企业的经营决策管理紧密结合,从而实现企业生产制造的智能化。但随着企业智能制造的发展,工厂内需要被采集和传输的数据越来越多,现有有线网络往往难以满足需求。在对现有厂房进行智能化改造时,影响企业生产或存在网络重新铺设和改造成本高,施工难度大,有时甚至难以实行等诸多困难;同时工业生产网络具有大带宽、高可靠性、低时延、大量连接等需求,现有的WIFI4G无线网络无法满足需求,5G网络所具备的优良特性是解决上述问题的有效技术手段,也使得5G 网络在未来成为支撑企业智能制造所需的重要基础网络。

当前随着“中国制造2025”的出台,我国制造业已经踏上了以智能制造为重要发展方向的转型升级之路。5G作为最新一代无线通信技术,具有大带宽、高可靠性、低时延、海量连接等优越性能,“5G+移动边缘计算”在智能制造领域有着广泛的应用场景,大量智能生产应用的快速推广,将促进制造业的全面智能化发展。中国信科集团旗下大唐移动(简称大唐移动)推出的面向制造业的5G智慧工厂解决方案,将5G移动通信技术与工业物联网技术相结合,构建面向工业智能制造的5G工业网络,通过5G智慧工厂解决方案提高工厂生产过程的智能感知能力,为优化制造控制流程和智能决策提供数据和信息支撑;增强工业数据和控制指令的高效、可靠、实时双向传输能力,提高生产效率,节能增效;在确保信息安全的前提下实现制造信息开放贡献,为新兴的远程、移动、可视化的新应用和新服务提供安全、可靠、满意的通信服务和技术保障。

大唐移动智慧工厂解决方案,采用了大唐移动提供的5G SA核心网、边缘MEC、5G室外宏站、5G Pico等5G网络产品和技术服务,方案可依据用户的业务需求灵活部署的5G网络切片和边缘MEC节点,其中5G Pico是智慧工厂企业内5G网络的重要组成部分,主要面向企业生产流程中各类待接入对象,包括PLC数据、视频数据、IT数据和音频数据等;5G室外宏站是智慧工厂企业内5G网络的辅助组成部分,主要面向企业园区内和厂房外的覆盖,并接入室外各类工业应用如AGV自动物流车等,与5G室分共同构成整个企业内的接入环境。边缘MEC用于在企业内部分流基站流量,灵活调度至外网或内网。可实现数据的本地卸载,达到较多企业“数据不出厂”的目标,灵活适配不同的网络分流要求,满足企业信息数据安全性要求。同时提供虚拟化的算力环境,企业可直接在MEC上部署平台或应用,支撑低时延应用。采用5G SA架构,可支持端到端网络切片技术,实现网络与不同业务类型的精确匹配,并可依据不同企业的个性化需求进行网络部署,为后续网络的持续演进奠定基础。

大唐移动5G智慧工厂解决方案通过构建新型网络结构,使得工业生产中各类机器或设备通过5G网络与应用系统相连接,实现车间现场数据收集采集、制造过程管理、质量SPC分析、设备/环境/能源监控、远程运维、仓储物料管理、产品溯源、批次跟踪、个性定制、制造能力交易以及库存管理、车辆物流资产管控等功能,实现制造过程的智能控制、运营优化,并实现生产组织方式的变革。改变企业现有生产管理模式并将大幅提升企业工业化大生产的运营管理效率。

大唐移动智慧工厂解决方案采用“5G无线+5G边缘计算+移动云平台”组网模式,通过部署eMBB切片支持智慧工厂高清视频、VR等高带宽类业务;通过部署uRLLC切片满足工业互联网的协同操作、生产进度实时调度、工业自动控制等低时延高可靠需求;通过在工厂车间、密集街区、密集住宅、办公室、公寓等区域部署大连接切片,满足连接数量和流量增长的需求;方案采用边缘MEC部署,可在智慧工厂内下沉MEC边缘节点,在减轻回传网络带宽压力的同时,使得企业生产经营数据落地厂区内,增强企业信息安全性。

在2019年4月10,大唐移动、虹信通信和中国移动湖北公司采用该方案,在中国信科集团旗下的虹信公司部署了湖北省首个基于5G的工业互联网示范应用“智慧工厂”项目,通过该项目,使得工厂各环节机器人有条不紊地进行操作。以往人工一个小时的工作量,在这个智慧工厂7分钟就可以完成。通过智慧工厂的管理平台大屏,可以实时显示厂区生产情况以及任务监控、质量监控、人员监控、设备监控等状况,并可及时根据各种状况做出反应和调整。与4G技术相比,5G网络的速率更高、时延更小,通过5G智慧工厂解决方案实现了多工厂、产业链上下游协同,生产效率较改造前提升30%以上。

目前正在结合5G低时延及大带宽的特性,验证加持5G的工业智能应用,实施厂区内AGV智能配送、基于视觉大数据的机器人深度学习、云设备的离线远程控制等,进一步提升工厂生产效率。

2019年7月30日,中央电视台《新闻联播》对中国信科集团下属虹信通信、大唐移动和中国移动湖北公司联袂打造的全国首个全流程5G智能制造生产线,进行了新闻报道,报道指出这是三方基于湖北移动5G规模试验网一年多来精诚合作的基础上,积极探索5G商用与垂直行业应用合作的典型范例,展示了中国信息科集团坚持创新驱动,加快推进新旧动能转换的实践探索。

基于武汉虹信通信智慧工厂实际效果,目前大唐移动、鄂城钢铁公司和湖北移动鄂州分公司正在积极合作,在鄂州鄂城钢铁部署5G网络,为鄂城钢铁量身打造5G智能制造方案,探索5G在炼钢生产现场可视化、炼钢安全检修可视化、行车操作可视化、鄂钢DP通信5G替代方案、工业AR等业务场景,为提升鄂城钢铁打造“一流智慧制造企业”提供有力的支撑。

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