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导 读
何为5G全连接工厂?
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来源 | 数据观(转载请注明来源)
编辑 | 蒲蒲
2019年,贵州轮胎股份有限公司(以下简称:贵州轮胎)、中国联通有限公司贵州分公司(以下简称:联通)齐聚一堂,就轮胎生产链的智慧化改造展开一场讨论,没有高端的观点,只有朴实无华的技术性解决办法,激烈讨论过后,两家企业希望整合各自优势,用“5G+工业互联网”的方案为行业智慧化转型赋能。
历时一年,2021年2月由贵州轮胎、联通、华为册游三方携手搭建定制的“5G全连接工厂”项目完成验收,贵州省首个5G全连接工厂正式建成,这也是轮胎*行业首个“5G全连接工厂”。
该项目在实施过程中,被纳入2020年贵州省工信厅优秀案例、GMSA中国5G垂直行业应用案例。
老牌国有企业迈出现代化“步伐”
贵州轮胎股份有限公司
贵州轮胎始建于1958年,在那一年,用传统方法生产出自己的第一条轮胎,并赋予响亮的名字——“前进”。而这63年来,贵州轮胎也确实从未停止前进的步伐。
如今的贵州轮胎,除“前进”牌外,还有“大力士”“多力通”“劲虎”“金刚”等品牌卡客车轮胎、工程机械轮胎、农业机械轮胎、林业机械轮胎、工业车辆轮胎、矿用轮胎、实心轮胎和特种轮胎等大型工程轮胎,规格品种多达3000多个,是国内规格品种较为齐全的轮胎*企业之一,全球商用轮胎规格品种最全的轮胎企业之一。2020年,“中国轮胎企业排行榜”中位列第10位,在全球轮胎行业75强企业中排行32位。
贵州轮胎生产园区
干净整洁的车间
智能化立库
硫化车间内景
走进用智能*替代传统生产的第三期5G全连接工厂,映入眼帘的是空地一体的自动化物流调凳枣度、智能化立库、智能摄像头、5G基站。整洁、智能、高效的生产车间,全无劳动强度大,生产环境恶劣的传统劳动密集型生产车间的杂乱身影。
贵州轮胎信息技术枣姿拆部部长韩洪川
贵州轮胎信息技术部部长韩洪川介绍,贵州轮胎历来重视技术改造与创新,随着产品迭代加快,贵州轮胎现有产线需要生产的品类越来越多,品质要求也越来越高,对较强的柔性编排能力生产需求持续加深。于是在2018年底,贵州轮胎启动了“一核、两翼、三支撑、三保障”的智能化核心战略,开始对公司的采购、生产、营销、研发等方面进行信息化项目的升级改造。5G全连接工厂便是其中的项目之一。
何为5G全连接工厂? 即通过在工厂园区内构建5G虚拟专网和工厂原有网络互通、融合,5G连接充分渗透企业,在行业业务层面5G连接企业生产*、企业运营、产业链协同等环节,在系统层面连接工厂全域生产环节、全次级系统,结合工业互联网、大数据、人工智能、边缘计算等技术优化工厂的生产*模式,提升企业的运营效率,并形成以数字化、网络化、智能化为特征的综合解决方案。
今年1月,工信部发布《工业互联网创新发展行动计划(2021—2023)》,行动计划提出支持工业企业建设5G全连接工厂。到2023年,在10个重点行业打造30个5G全连接工厂,推动5G应用从外围辅助环节向核心生产环节渗透,加快典型场景推广。行动计划的发布加深了5G全连接工厂的重要性。
破解5G适配“烧脑题”
联通为贵州轮胎定制的专属5G全连接工厂方案,即以5G专网传输技术支撑一条完整生产线,实现全工序、全场景的无线工业互联及车间生产调度,将每道工序数据化,实现数字化工厂生产“人、机、料、法、环、测”要素全面互联管控。
2020年10月14日,贵州轮胎第三期工厂搭建定制化5G工业园区专网,为未来实现5G全连接工厂打下基础。
贵州联通政企事业部工业互联网BU首席专家刘达
“铺网简单,连接难。” 贵州联通政企事业部工业互联网BU首席专家刘达介绍,轮胎生产运输流程有密炼、胶部件准备、轮胎成型、硫化、检验、运输六个工序。这全生产链有90套多功能AGV、50套射频识别系统传感器(RFID),以及工业摄像头、PLC、工控机等设备,网络建设成功,但是设备与5G网络如何连接成了最大“烧脑题”。
贵州轮胎生产所需的PLC、AGV等设备种类繁多,设备的系统传输协议不开放,且接口标准碎片化,导致设备与设备之间,设备与5G之间无法连接。针对这个问题,联通通过开源系统的5G工业网关链接AGV信息传输接口,对AGV原始数据进行采集、编码,在利用专网系统的无线+专网传输链路,以及“1*N”方式(1条信令、多帧冗余传输),实现低延时、大宽带、高稳定的数据传输,并提升了系统稳定性。针对冗余信令,通过平台前置解析处理再一同传入AGV原生调度系统进行封包机制,以支撑车间AGV的指挥调度。
系统运行协议数据在5G的加持下,解决了协议格式无法识别而导致的数据无法采集或传输不全面,无法支撑调度系统正常调度作业的问题;同时信令冗余传输及冗余判定的机制也提升了系统运行的可靠性。
正在运行的AGV
这一实践 探索 突破了工业场景中底层数据传输协议的适配难题问题,提升了固有设备5G改造的兼容能力,打破传统生产设备升级壁垒,使上层的应用和中间的传输能自我掌控,不受原有进口设备的的限制,也为更多的5G应用提供低成本、易部署的方案,具有可复制性。
该5G全连接工厂5G+MEC混合专网的方案,打造了一张强带宽、低延时、可拓展、具兼容性,实现数据不出园,数据自主可控,并降低运维成本,提升系统弹性的要求。如用户面网元UPF/MEC私有化部署,无线基站、控制面根据客户需求灵活定制,与生产业务紧密结合,最大化发挥生产效力;用生产现场级MEC边缘云服务平台,可承载AI及大数据能力,上收上位机算力,减少设备侧大量投入;可将云端算力下层至厂内的现场,减少传输链路与时延,提升传输效率的同时保障数据安全。
韩洪川谈到,该项目的成功应用,不仅提升了生产效率,*设备运行状况,同时降低近三分之一的运维成本,实现少人化且敏捷柔性的生产线,工厂协同生产,产线变更生产任务的调整周期也大大的缩短,还提升了整体效率。
2021年下半年,贵州轮胎将落地更多5G应用,包括人员管理、设备资产管理、能耗管理、安消一体管理等,把智慧园区管理与5G全连接柔性工厂有机结合起来,深入挖掘数据融合应用,打造一体化全连接综合管理现代化工厂。
5G助力传统企业数字化转型
从2019年6月我国正式发放5G商用牌照至今,我国5G商用已经走过两个年头。当前,加速数字化转型已经成为行业共识,依托5G技术和设备,全球都将迎来新一轮的创新浪潮。 那么贵州轮胎的智能化改造案例是否能够实现1+N的复制,形成“灯塔工厂”,发挥出标杆效应?
中国工程院院士邬贺铨近期在接受媒体采访时,针对5G的应用提出相关观点,其表示5G与前几代移动通信技术相比,作为工业生产装备跟工控设备的连接,5G的高带宽、低时延是比较能适合工业应用的。但工业应用与消费应用有很大不同:消费应用是共性的,而工业应用会因行业与企业的需求个性化问题,需要逐一寻找到相适应的5G需求;与前几代移动通信技术不同,5G在工业上是新的应用,需要有一个重新的开发。
在新场景的 探索 与尝试,联通、华为有所行动。
华为贵州政企业务部负责人王志涛
联通已在医疗、酒、电网、烟草等行业进行5G应用 探索 。在酿酒领域,通过5G衔接酒的勾调、户外运输、仓储等生产环节;电网领域,通过5G智慧台区配网管理,缩减人力人本,精细化控电;烟草领域,可通过5G+AI审核烟草质量,在运输环节进行车辆调度,同时可将5G和新零售结合,分析用户画像,帮助公司进行产品设计。
华为技术有限公司为贵州轮胎数字化建设提供相关设备支撑。该公司贵州政企业务部负责人王志涛介绍,数字化转型中难度较大的场景就是*业,若在该场景中能有更深的 探索 成果,其他行业也可以进行借鉴。此外,华为还在应急、生态环保、水利水务、海关、冷链等数字化政务管理,以及数字化的行业应用方面,尝试用5G去支撑数字化转型。“要数字化不仅只是转变底层技术或者IP架构,更多的是需要转变管理思维,以及企业组织的专业化团队打造。”王志涛说。
“企业数字化转型是中国*业换道超车世界巨头的机会,传统的产业生产模式会造成巨大的人力等成本的浪费,数字化转型可有效地促进企业提质降本增效。”韩洪川认为,企业数字化转型是传统企业应抓住的发展机会。
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