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上海联通5G工业互联网引领高端智造新时代

摘要: 在全连接工厂,车间被5G全覆盖,C919大飞机上200多万个零部件,在生产过程中,产品、人、机、车间以及各控制系统、管理系统广泛互联,运营成本降低20%以上,生产效率提高20%以上。利用5G低时延、高可靠性,宝武集团

在全连接工厂,车间被5G全覆盖,C919大飞机上200多万个零部件,在生产过程中,产品、人、机、车间以及各控制系统、管理系统广泛互联,运营成本降低20%以上,生产效率提高20%以上。利用5G低时延、高可靠性,宝武集团在3000米外便能精准控制300吨大型转炉全自动出钢,“千米之外,一键炼钢”将操作工从高温、危险的生产环境下解放出来。

在外高桥造船厂的车间,借助5G+AR智能辅助装配技术,装配工人佩戴AR眼镜,能便捷地掌握单个分段大型构件的装配流程,缩短识别时间,精准度大增,真正实现了船舶装配的高度精益化……

当智慧制造插上5G的翅膀,梦想就会一点点照亮现实。如今,在航空、船舶、钢铁、半导体、装备制造等领域,上海联通让这些场景在越来越多的工厂里实现。“2019年是5G商用元年,行业应用是5G发展的生命力,而工业互联网被公认为是5G最大的应用场景之一。5G技术的高速率、大带宽、低时延、高可靠特性,正是为工业互联网的连接多样性、性能差异性、通信多样化的需求而生。因此,5G将带来一场从消费互联网到产业互联网的革命。”上海联通表示。

联通5G智慧工厂竞相“绽放”

最近,上海联通在第二届“绽放杯”5G应用征集大赛上,拿下三个大奖。值得一提的是,中国联通上海市分公司智能制造研究院和中国商飞上海飞机制造有限公司共同打造的“5G赋能民用飞机制造综合解决方案”从3700多个项目中脱颖而出,荣获全国一等奖。上海联通与科大智能科技股份有限公司合作的“基于5G技术的多AGV协同作业产品设计与实现”,以及与上海外高桥造船有限公司共建的“基于5G的大型钢结构装配精度检验系统”,分获三等奖和优胜奖。

每个奖项背后,都是一个经典的5G智慧工厂在“绽放”。一些5G应用场景甚至成为行业的经典案例,被全国同行研究学习。上海联通与各领域航母级别的头部企业紧密合作,在业内树立了一个个标杆,并充分展示了其在5G工业互联网方面的硬核实力。

民用飞机制造是制造业的皇冠,集聚着顶尖技术。上海联通和上飞公司紧密合作,潜心研究近两年时间,为上飞浦东基地搭建了全球第一个5G工业园区,这也是国内首个5G民航智慧工厂标杆项目。5000亩地5G全覆盖,下载速率高达1.6Gbps,时延低于10毫秒,并打造了十大5G工业互联网应用场景,包括全球首个5G全连接工厂、双目摄影测量实时检测系统、基于AR的辅助装配与远程协助平台、复合材料无损检测系统等。仅在复合材料缺陷检测环节就能减少90%的比对试块,人力成本降低95%。

上海联通技术负责人介绍说,从项目合作的成果来看,5G技术与边缘计算、云计算、大数据、人工智能等有机结合,能够很好地融入飞机制造全过程,提升飞机制造生产效率、提高飞机装配质量、降低生产运营成本。下一步,我们将通过建设基于5G的智能制造工厂,贯穿民机设计、制造、试飞、运营和供应链管理,为大飞机“智造”走出最佳实践之路。

在钢铁领域,上海联通5G助力的“一键炼钢”,让炼钢工人在千里之外轻点按键,就能轻松实现从转炉冶炼到出钢的全流程自动化。据了解,中国联通携手宝武集团,积极探索多种创新合作模式,基于5G攻克了一批工业技术应用的共性关键技术瓶颈,极大地缩短了产品研制周期,降低了运营成本,提升了生产效率。

在造船行业,上海联通与外高桥造船厂携手打造了全球首个船舶自组网应用,通过在船舶内部合理布置网络节点,满足了重要舱室的网络全覆盖、船舶内部安防监控、数字化业务流的需求,特别是在船舶设计阶段,由于涉及单位众多,供应产业链分散,图纸标准不统一,管理困难,设计员需要花费大量的时间在整理图纸和建模上,设计周期十分漫长,上海联通通过建设5G协同设计平台,极大地发挥了企业间的协同效应,供应商直接参与建模,模型线上交付,船舶设计员有更多精力投入在模型优化上,得以打造出更高品质的船舶。

从航空到炼钢再到造船,上海联通的工业互联网之路越走越宽,其还携手中微半导体打造5G泛半导体行业平台、与医疗设备生产公司实现装备联网、助力天然气主干网完成5G无人机巡线……业内认为,上海联通与行业头部客户打造一系列标杆项目,有利于在全行业产业链进行复制和推广,并有望在实际应用的基础上形成行业相关标准。

网络+计算+平台+应用“智造”硬实力

上海联通为何能吸引诸多行业头部企业,携手打造5G智慧工厂?事实上,早在2018年年初,上海联通就成立了专业支撑团队,面向工业互联网建立起完整的产品体系,以“连接+计算+平台+应用”为发展策略,依托5G新型网络、物联网技术、产业链整合、系统集成能力四大优势,形成“标杆项目+技术能力+解决方案”三轮驱动模式。结合私有云的大存储、高计算能力,拉通设计、采购、生产、仓储、物流、销售、服务等各个环节,使工业生产更加扁平化、定制化、智能化,实现数据共享、敏捷互联、应用云化、智慧决策,最终打造出“智慧工厂超级大脑”。

在网络层,上海联通既提供基于全光纤组网的工业PON解决方案的有线方式,也提供基于4G/5G+MEC无线组网与边缘计算方案的无线方式,为工业企业智能化转型奠定了坚实的网络基础;在平台方面,将云计算与边缘计算协同,打造物联感知平台,实现万物互联,为不同类型的工业企业提供私有云、专业云和公有云服务,推出睿匠平台+工业网关的解决方案;在应用领域,整合产业链,提供企业级数字化车间解决方案以及行业与互联网平台解决方案……

上海联通还结合私有云,将AR/VR技术与5G融合,提供生产过程的沉浸式体验,实现作业指导、维护执行和人员培训等功能;部署高性能边缘计算设备,实现数控机床的预测性维护应用。

比如,基于5G的机器视觉检测应用,通过5G高速率特性,将现场机器数据利用5G传输到云端,结合人工智能,对视频数据进行实时分析处理,并在显示屏上呈现出较精准的测量结果,从而快速指导现场生产。

“你能想象吗?一艘船舶的大型构件能有几十平方米的房子那么大,以前新生产的大构件要拉到固定场所检测,现在基于5G的多相机照相测量技术,用4个摄像头模拟‘眼睛’,就能准确定位这个大零件,用5G无线技术高速传递影像数据,进行实时分析,时延在10毫秒以内,实现边生产边质检,效率大幅提升。”上海联通专家解释说。

再比如,基于4K/8K超高清视频监控应用,能通过8K相机拍摄飞机表面状态,飞机翅膀表面蒙皮上的铆钉一览无遗。将所拍摄的图像数据通过5G技术传输至私有云,同时在私有云完成图像处理、缺陷智能识别分类、缺陷测量等任务,显示屏上马上呈现出较精准的测量结果,质检效率提升3倍以上。“在上飞5G智慧工厂,毫秒级时延,支持每平方公里内百万设备的连接,5G全连接成为万物互联的‘眼睛’,它无处不在,与万物自然相连。”这大概就是未来智慧工厂的样子吧。

构建5G工业智能生态

在5G智慧工厂,怎样做到机器“慧眼”识物、“机智”过人?如何让人(工人)、机(机器)、料(物料)、法(工艺)、环(环境),在物联网平台有机地连接在一起?上海联通围绕“技术领先、平台赋能、应用先导”12字诀,构建5G工业智能生态,最终全方位促进企业的数字化转型。

在技术引领上,5G改变了数据采集、信息处理和向下控制的过程。“从工业需求的角度来说,5G的低时延、高带宽、大连接完全可以改变原来一些落后的生产和管理流程。在这个5G原子能力之下,我们还有5G的增强能力,结合MEC、网络切片、精准定位技术,实现全方位的功能体现。”上海联通专家解释说。

上海联通将5G平台与大数据、边缘技术、云平台、人工智能、AR/VR等结合,并做了细分。比如,在工厂内,低时延和高速率用于VR/AR的应用,5G大并发的优势用于全连接的管控,高速率用于大量高清类视频的传送。在工厂外,5G可以用于设计研发协同、生产协同、物流管控以及最终产品的服务延伸。以通过大数据实现工业心脏预测性维护为例,石化、火电厂经常会由于环境影响,造成电机故障,通过外置传感器检测电机的振动频率和温度,工厂可以判断电机的运行状态是否良好,避免出现大面积故障而停产。

在平台赋能上,上海联通今年发布的互联网报告提出一个愿景:2020年到2025年,是运营商建平台、用平台的阶段,用平台的方式应该是互联网化自动选择使用网络运营平台功能。比如数据采集,一些吹塑机、工业洗衣机和净水设备厂商,采用现在的数据采集方式后,就能远程监测设备运行数据,一旦发生问题,可远程控制,人为干预;当数据积累到一定阶段后,就能训练模型了。

在应用先导方面,联通认为,要从大型企业和中小企业两方面着力。一方面提升大型企业工业互联网创新和应用水平,构建协同制造体系,开展规模化定制,推动面向质量追溯、设备健康管理、产品增值服务的服务化转型;另一方面,要加快中小企业工业互联网应用的普及,提升数字化、网络化基础能力,实现业务系统向云端迁移,降低数字化、智能化改造成本。依托工业互联网平台开展供需对接、集成供应链、产业电商等创新型应用,提升社会制造资源的配置效率。

阳江刀剪公司是家小型企业,集群统一上云后,实现设备协同和共享,业务云化运营,解决了销售模式单一、品牌影响力弱、研发设计能力薄弱、原材料采购议价权等问题,促进了产业集群间的协作互利。

上海联通希望,能联合更多优秀合作伙伴,共同推动中国智造,并形成行业标准和能力沉淀。


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本文作者
2019-12-6 09:59
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