虹信5G+工聯(lián)網(wǎng)平臺助力構(gòu)建無人工廠

中國信科·虹信通信

中國信科集團(tuán)旗下的虹信公司自2017年起以“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”為依托，由內(nèi)至外逐步實現(xiàn)智能制造、敏捷服務(wù)、智慧管理，推進(jìn)新的商業(yè)模式、營造新的業(yè)務(wù)服務(wù)模式。平臺通過融合中臺技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算、5G邊緣計算、機器視覺AI、工控安全等先進(jìn)技術(shù)及架構(gòu)理念打造出靈活、有效、安全、可靠的離散制造企業(yè)端到端整體解決方案。

“4+3”戰(zhàn)略構(gòu)建四個中臺和三個工業(yè)應(yīng)用

工業(yè)應(yīng)用：MES制造執(zhí)行系統(tǒng)、SRM供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、WMS倉儲管理系統(tǒng)、通過“4+3”戰(zhàn)略構(gòu)建企業(yè)級的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，從而達(dá)到產(chǎn)品全生命周期端到端集成、供應(yīng)鏈橫向集成端到端集成和決策鏈縱向集成端到端集成。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺基于中臺理念搭建，打造現(xiàn)代科技供應(yīng)鏈，從全產(chǎn)業(yè)鏈視角解決企業(yè)智能制造面臨的問題，滿足企業(yè)端到端業(yè)務(wù)及管理集成需求。

其中技術(shù)中臺和服務(wù)中臺為整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供高度模塊化零件庫和武器庫，大幅縮短業(yè)務(wù)中臺建設(shè)時間，提高業(yè)務(wù)中臺穩(wěn)定性。技術(shù)中臺和服務(wù)中臺的演進(jìn)路線是從領(lǐng)域化，到標(biāo)準(zhǔn)化，最后走向平臺化，相對應(yīng)的目標(biāo)分別是快速、穩(wěn)定、數(shù)字化。整個平臺實現(xiàn)了對企業(yè)生產(chǎn)、運營和管理的高效響應(yīng)以及快速部署，使企業(yè)能更加聚焦于業(yè)務(wù)。

數(shù)據(jù)中臺則形成數(shù)據(jù)資產(chǎn)，為前臺業(yè)務(wù)賦能。數(shù)據(jù)中臺為前臺業(yè)務(wù)部門提供決策快速響應(yīng)、精細(xì)化運營及應(yīng)用支撐等，讓數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化，避免“數(shù)據(jù)孤島”的出現(xiàn)，提升業(yè)務(wù)效率，更好地驅(qū)動業(yè)務(wù)發(fā)展和創(chuàng)新。數(shù)據(jù)中臺可以有效幫助企業(yè)決策模式由“經(jīng)驗驅(qū)動”向“分析驅(qū)動”轉(zhuǎn)變。

業(yè)務(wù)中臺將工業(yè)應(yīng)用的業(yè)務(wù)規(guī)則、流程、邏輯與業(yè)務(wù)進(jìn)行隔離，整合封裝成微服務(wù)、組件等前臺友好的可復(fù)用共享的能力，將一切業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化，實現(xiàn)業(yè)務(wù)在線化，提高整體業(yè)務(wù)的靈活性和響應(yīng)速度，實現(xiàn)后臺資源到前臺敏捷復(fù)用能力的轉(zhuǎn)化。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺推動IoT深入融合，實現(xiàn)真正的無人工廠

無人化工廠即自動化工廠，是指全部生產(chǎn)活動由電子計算機進(jìn)行控制，生產(chǎn)第一線配備機器人而無需工人的工廠。人口紅利消失、原材料等各種成本上漲，使得中國制造業(yè)必須轉(zhuǎn)型升級提質(zhì)增效，加快推進(jìn)智能制造。行業(yè)各領(lǐng)域開始提升自動化生產(chǎn)水平，大力推動智能化升級，紛紛開展“機器換人”試點。虹信公司通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)OT平臺對接，實現(xiàn)自動化設(shè)備數(shù)字化覆蓋率達(dá)到90%;為無人化車間打造提供了可能。

IoT深入融合

無人化是自動化與信息化的深度融合，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)中的物料信息自動采集，以BOM為基準(zhǔn)調(diào)整條碼規(guī)范，MES系統(tǒng)自動防錯，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與作業(yè)效率;MES與WMS系統(tǒng)交互，根據(jù)線體工序節(jié)拍，明確原材料備料指令，發(fā)送給AGV控制系統(tǒng)，結(jié)合RFID標(biāo)簽、RF手持，實現(xiàn)高效、防呆、自動送料至線體工位的閉環(huán)管理。無人化基礎(chǔ)是自動化，自動化基本組成部分包含控制器、機器人、伺服電機、傳感器、變頻器、電磁閥、工業(yè)相機，以及自動化控制軟件等。

5G+云計算實現(xiàn)PLC遠(yuǎn)程下行控制

虹信工廠中自動化控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)的工作范圍可以是幾十平方公里到幾百平方公里，甚至是三地分布式部署。根據(jù)生產(chǎn)場景的不同，制造工廠的生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)可能有數(shù)以萬計傳感器和執(zhí)行器，需要通信網(wǎng)絡(luò)的海量連接能力作為支撐。利用5G大容量物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）和低時延高可靠通信（uRLLC），結(jié)合PLC控制技術(shù)， 融合創(chuàng)新采集企業(yè)內(nèi)的海量制造設(shè)備數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多軸機械手臂的實時協(xié)同與自動化閉環(huán)控，同時5G切片網(wǎng)絡(luò)可提供極低時延、高可靠性、海量連接的網(wǎng)絡(luò)，使得閉環(huán)控制應(yīng)用通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)連接。

5G+云化AGV實現(xiàn)配送柔性化

隨著5G技術(shù)及工業(yè)智能應(yīng)用，運用5G網(wǎng)絡(luò)+云化算法可以有效的解決傳統(tǒng)AGV在智能物流過程中的問題。5G網(wǎng)絡(luò)替代有線，解決網(wǎng)布線難、改造維護(hù)成本高等問題，為工業(yè)園區(qū)提供無處不在的無線覆蓋，以滿足移動 連續(xù)性的需求;AGV集成多臺高清攝像頭，要求上行達(dá)到20—50Mbps帶寬。

5G提供超高可靠通信和超級上行帶寬，并通過SLA保障滿足多種數(shù)據(jù)上行帶寬訴求，以及支持高并發(fā)的海量終端通信，實現(xiàn)5G終端全接入;5G通過MEC平臺實現(xiàn)低時延的端到端通信保障，實測時延數(shù)據(jù)19ms，充分滿足 AGV 實時圖像處理要求的60ms時延;5G通過核心網(wǎng)MEC下沉建立虛擬專網(wǎng)，企業(yè)數(shù)據(jù)不出園區(qū)，滿足企業(yè)對數(shù)據(jù)安全的要求;MEC平臺集成GPU實現(xiàn)算力共享，降低AGV單機的復(fù)雜度和成本。MEC平臺集成的AGV視覺感知算法可深度學(xué)習(xí)不斷迭代，可滿足廠區(qū)多臺AGV協(xié)同調(diào)度，且無需對工廠現(xiàn)有環(huán)境進(jìn)行改造，可實現(xiàn)柔性化生產(chǎn);基于5G視覺SLAM的AGV成本僅為激光SLAM的1/9，大大降低了成本，具備規(guī)模推廣價值。

云化AGV應(yīng)用解決方案把AGV上位機運行的定位、導(dǎo)航、圖像識別及環(huán)境感知等需要復(fù)雜計算能力需求的模塊上移到5G的邊緣計算（MEC）服務(wù)器，以滿足AGV日益增長的計算力需求，同時，運動控制/緊急避障等實時性要求更高的模塊仍然保留在AGV本體以滿足安全性等要求。這相當(dāng)于在云端為AGV增加了一個大腦，除AGV原有的復(fù)雜計算以外，各種各樣的AI能力擴展成為可能。多臺云化AGV可組成柔性生產(chǎn)搬運系統(tǒng)，運行路線可以隨著生產(chǎn)工藝流程的調(diào)整而及時調(diào)整，大大提高了生產(chǎn)的柔性和企業(yè)的競爭力。

虹信公司5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺助力中小企業(yè)開展制造工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路

虹信5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺通過提升企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同能力，實現(xiàn)面向企業(yè)上下游的價值鏈延伸、敏捷供應(yīng)、協(xié)同制造、產(chǎn)品溯源、精準(zhǔn)決策。平臺從源頭入手，完成企業(yè)決策、運營、生產(chǎn)、服務(wù)、盈利全鏈條端到端的數(shù)字化升級。

通過轉(zhuǎn)型讓企業(yè)從后臺的臃腫繁瑣中解脫、降低溝通成本、提升協(xié)作效率、實現(xiàn)前臺業(yè)務(wù)的快速決策和敏捷行動，進(jìn)而在市場競爭中獲得更強的競爭力。