5G+工業互聯網加速賦能企業發展

劉穎 楊春 黃效維

摘要：5G+工業互聯網的發展已進入實踐階段，相關企業聯合探索5G+工業互聯網應用賦能企業高質量發展。本文通過落地案例介紹工業互聯網在該項目中的應用現狀，探索多領域應用場景，并對5G+工業互聯網賦能未來進行展望。

關鍵詞：5G ?工業互聯網 ?企業發展

中圖分類號：F276.42

一、問題的提出

先進的制造與管理系統是工業產品科技成果轉化為高技術高質量、高可靠性產品的重要保障，隨著5G商用的步伐加快以及新基建對5G應用的大力推進，利用5G技術實現生產、管理、運維等智能化、數字化轉型的必要性愈發顯著。傳統技術難以滿足企業網絡日新月異的信息化業務需求。5G技術憑借通信性能指標的大幅提升，將在數據采集、數據傳輸、數據分析、數據挖掘應用等領域發揮重大作用，以專屬的網絡形態賦能行業數字化應用場景創新及信息化業務演進，推進生產要素的智能化轉型。在當前階段，用戶對行業網絡的需求呈現差異化和碎片化，通用化的網絡產品已經無法完全滿足需求，需針對行業用戶提供量身定制、靈活便捷的網絡服務。

結合案例企業高質量發展思路，利用《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》的契機，進行產能升級和智能化、數字化改造，建設一條5G智能裝配生產線實現柔性生產勢在必行。

二、5G+解決方案

該企業裝配線設計初因產線鋼架結構復雜，采用 WIFI 無法做到全面無線覆蓋，因此采用以太網進行傳輸部署設計。但隨著市場對個性化產品需求變化越來越快，產線已經無法滿足生產面臨柔性化以及可拓展性需求，同時產線業務、 系統點多，現有多張網絡，導致總體成本過高、各個網絡能力有限;產線制造速度較快，控制環節多，需要較高的網絡安全接入手段，保障工控側的數據、控制管理要求。

為此，項目以 5G 技術為基礎，采用 5G 混合專網與裝配線產相結合，利用 5G 對產線進行升級，替換以太網網絡系統。內容包括：一是建設“5G+MA 系列液力變速器裝配線”實現生產線的柔性制造。二是建設倉庫管理系統，實現產品物流倉儲智能管控。三是建設 MES 系統，實現生產制造過程中的數據采集與監控。四是建設質量檢測系統，實現對產品的智能質檢。

1）MES系統建設與應用

系統在提供標準的MES功能和默認工作流程的基礎上，簡化生產現場的操作流程，省略派工、報工過程，減少現場工人對MES的操作，由質檢人員主要負責數據錄入和對生產過程的推動。調度人員在MES系統中編制好生產作業計劃后直接把生產任務下達給車間工人并打印工序過程卡，車間工人拿到工序過程卡后直接開始生產，省略下達給車間班組長，再由班組長把任務分配給工人這一環節。同時MES系統提供相關功能完成工序外協申請、檢驗、完工接收等任務。目前大部分公司的試驗臺數據為單機保存，且分散在不同的地方，通過本次MES系統的建設，能夠把試驗數據與計劃任務進行關聯，便于集成管理與查詢。

2）5G專網建設方案

產品裝配線業務場景對無線網絡覆蓋質量、時延、數據保密性、網絡控制權等的要求均高于WIFI。對于該場景需要綜合型、靈活便捷的5G專網，為用戶按需提供定制化的網絡解決方案，解決現有無線網絡的痛點，為裝配線的信息化、智能化、數字化轉型進行深層次賦能。

在設備側（PC上位機）通過5G邊緣網關進行解析連接、安全接入認證、數據加密，實現上位機數據實時采集與加密。上位機大量數據實現無線轉換后，經過工業企業專屬5G切片通道進入聯通核心網，隨后在MEC平臺上完成數據分流處理。處理完成的數據通過VPN專線傳輸到工業企業，經防火墻等安全保障措施處理后由SSL安全網關對數據解密后存儲到工業企業數據服務器。

3）5G+設備管理

將MA裝配線上的設備統一通過5G工業網關接入到工業企業5G專網，實現設備實時狀態采集及分析、設備產量計數實時采集分析、設備運行參數采集分析、設備報警采集、設備NC 程序號采集、設備產能計數采集。同時搭建設備管理平臺，對MA裝配線上可能存在的隱性故障點實時監控，便于管理、運維人員對實現設備故障排查、健康管理、預測運維。通過管理平臺用戶可按天/按周/按月/按季度/按年統計每臺設備的時間稼動率、性能稼動率，幫助企業了解每臺設備的績效，方便對績效低下的設備進行原因分析并加以改進。實現設備集中監控，以定制的方式展示MA裝配線設備的狀況，即時掌握全局狀態，如設備故障停機，設備異常狀況等。

4）5G+AI保障安全生產

在生產車間，通過高清攝像頭采集現場人員行為，結合AI（人工智能）+計算機視覺技術對視頻進行結構化分析，根據視頻分析結果輸出相應指令。通過在MA裝配線的工位安裝工業高清攝像頭，對工人是否暈倒、是否在崗情況進行實時監測。

通過5G模組設備，將攝像頭終端設備接入5G網絡，采集人員狀態監測數據，回傳至生產監測系統，對生產活動進行高精度識別、自動報警、及區域監控，實時提醒異常狀態，為安全生產提供保障。

三、總結與展望

5G及工業互聯網是當前創新最密集、增長最活躍的領域;二者融合催生了前所未有的新技術、新業務、新業態和新模式，正在成為引領經濟高質量發展的重要引擎。

目前5G行業應用已從起步期進入成長期。5G+工業互聯網正在從點狀示范應用逐步向面狀應用和系統應用發展。這一過程需要產業生態圈內各類企業協同合作，共同發現產業需求、創新應用和交付項目，探索并踐行商業模式，以實現5G+工業互聯網的良性發展。。

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