數字化賦能的應用案例及典型場景

編輯 / 董雅琪

利用“5G＋工業互聯網”技術，提高行業的數字化水平

近日，工信部印發了第二批“5G ＋工業互聯網”十個典型應用場景和五個重點行業實踐。工信部要求，推動各行業、各領域相關單位借鑒已發布的第一批、第二批“5G ＋工業互聯網”二十個典型場景和十個重點行業應用實踐，緊扣行業領域特點需求，挖掘更多應用場景，推動“5G ＋工業互聯網”與實體經濟深度融合，在數字經濟發展中發揮更大作用。

十大典型應用場景包括：生產單元模擬、精準動態作業、生產能效管控、工藝合規校驗、生產過程溯源、設備預測維護、廠區智能理貨、全域物流監測、虛擬現場服務、企業協同合作；五大重點行業實踐包括：石化化工行業、建材行業、港口行業、紡織行業、家電行業。

紡織行業具有產業鏈長、市場變化快、集群化發展特征明顯、產品個性化需求不斷增長等特點。當前紡織行業在增強科技創新能力、適應個性化消費趨勢、產業綠色轉型等方面存在迫切需求，發展智能化制造、服務化延伸、網絡化協同、數字化管理等模式潛力大。近年來，雅戈爾集團、艾萊依集團、恒申集團、新鳳鳴集團等企業利用5G 技術，開展了生產單元模擬、工藝合規校驗、生產過程溯源、企業協同合作等典型場景的實踐，極大提高了行業的數字化水平。

紡織行業案例

案例1：雅戈爾集團

雅戈爾服裝制造有限公司與中國聯通合作，開展了“5G ＋數字孿生”項目建設，實現了生產單元模擬場景的應用。基于數字孿生技術，在地理信息、物理信息、運行邏輯上1：1 虛擬還原了雅戈爾西服工廠，通過數據采集模塊對縫紉機實時數據（如縫紉機的啟停、速度、故障等）、AGV 狀態信息（位置、速度、配送物料等）以及巡檢機器人的位置和檢測結果等進行采集，利用5G 網絡上傳至數字孿生系統。通過系統對生產現場特別是移動設備實時生產運行狀態的監測、分析和報警，能夠直觀、可視化地遠程掌握工廠生產、物流、設備等全局信息，解決了傳統系統因信息抽象、點狀、斷點而導致的決策滯后和工廠異常處理不及時等問題，提高了工廠管理層的決策效率及車間層的執行效率，生產效率提升25%，訂單交付周期縮短10%。

案例2：艾萊依集團

艾萊依時尚股份有限公司與中國電信合作，開展“艾萊依5G+工業互聯網云平臺”項目建設，實現了工藝合規校驗場景的應用。通過數采模塊對縫紉機實時數據（如縫紉機的啟停、速度、故障、扎針、工站時間等）進行采集，經過5G 網絡傳輸至艾萊依5G ＋工業互聯網云平臺。云平臺將采集的縫紉機實際扎針時間、非扎針時間與工廠MES、標準工時系統（GSD）的數據進行融合分析，生成設備實時針動波形圖及各類生產報表。利用云平臺建模，精確分析出每一個員工、每一個工作站、每一臺縫紉機在任何時刻、任何地點、任意周期的工作狀態，計算每臺機器、每條產線的工藝精準度，及時發現異常，減少跳針、串針、針距偏差導致的串色等工藝問題。根據分析調配最優參數，進一步提升產品質量，為數字工廠的精益生產夯實基礎。

案例3：恒申集團

恒申集團化纖板塊河南基地與中國移動合作，開展了“錦綸長絲5G ＋工業互聯網平臺”項目建設，實現了生產過程溯源場景的應用。采集絲錠的生產批次、生產線別、紡位等生產信息和工藝參數實時狀態、卷繞報告、斷絲報告、報警信息等生產過程數據，通過5G 網絡實時傳輸至錦綸長絲5G ＋工業互聯網平臺。在平衡間，基于5G ＋射頻識別技術（RFID）讀取絲車信息，記錄每一部絲車的周轉位置以及時間管控情況，結合MES 記錄的質檢結果、人員等信息，實現生產要素前后貫通；在包裝環節，利用工業相機對產品內標二維碼信息進行采集，通過5G 網絡傳輸至云端數據庫進行校驗，判斷是否符合包裝規格要求。通過平臺的海量數據存儲功能，可一鍵追溯單個產品的全生產過程，實現包括質量計劃、過程控制、異常處理、管理決策和問題關閉等環節在內的質量閉環控制，完成產品質量追溯和銷售竄貨追蹤等功能。

通過內置5G 模塊的儀器儀表，實現大規模終端的海量數據秒級采集和能效狀態實時監控

案例4：新鳳鳴集團

新鳳鳴集團股份有限公司與中國移動合作，搭建化纖產業5G ＋工業互聯網平臺“鳳平臺”，實現了企業協同合作場景的應用。平臺集“主數據、實時數據、企業資源計劃（ERP）、MES、WMS、大數據及商務智能、應用程序（APP）和標識解析”于一體，實現內外部互通互聯。通過“鳳平臺”整合從市場、銷售到生產物流全環節等資源，構建靈活組織能力，實現產品配送、自提一體化管理，采、產、銷一體化分析和內外貿物流一體化運營，實時掌握化纖生產訂單及質量數據。利用5G技術和5G 工業模組、工業網關、工業PLC 等5G 終端，貫穿化纖產業上下游，對生產環節關鍵設備實現實時監控。化纖產業鏈上下游企業可通過平臺實現資源數據共享，高效支撐企業科學運營，促進產業互惠互利。

“5G ＋工業互聯網”典型場景

生產單元模擬

場景描述：在生產單元各類設備上設置5G 模組或部署5G 網關等，采集海量生產數據、設備數據、環境數據等實時上傳至邊緣云平臺。邊緣云平臺利用三維（3D）建模技術建設與物理生產單元對應的虛擬生產單元，實現生產制造狀態實時透明化、可視化。利用模型仿真、孿生共智等基于數字孿生模型的技術進行分析處理，實現產能預測、過程感知、轉產輔助等功能。企業可將實際的生產結果與5G 虛擬生產單元的預期結果進行比對，根據比對差異對物理生產單元進行優化，實現生產要素、生產工藝、生產活動的實時精準管控，確保生產穩定高效運行。

基礎條件：企業的物理生產單元具備較好的數字化、網絡化基礎，企業的數字化研發與設計、設備和系統運維管理等經驗較為豐富，生產現場實現5G 網絡覆蓋，生產設備具備5G 網絡接入能力。

精準動態作業

場景描述：利用5G 傳輸和定位的技術能力，在室外場景下配合北斗定位，精確測量大型機械的位置以及偏轉角、俯仰角等姿態數據；在室內場景下配合工業相機等設備，精確測量生產對象的高度、位移、角度等數據，通過5G 網絡將測量數據實時傳輸至控制系統。控制系統根據生產需要實時、動態調整對象的位置和姿態，提升生產作業精度和自動化水平。

基礎條件：企業具備生產自動化基礎，能夠部署室內外定位系統，生產現場實現5G 網絡覆蓋，測量設備具備5G 網絡接入能力。

生產能效管控

場景描述：通過內置5G 模塊的儀器儀表，實時采集企業用電、水、燃氣等各類能源消耗數據和總烴、苯系物、粉塵等污染物排放數據，實現大規模終端的海量數據秒級采集和能效狀態實時監控，輔助企業降低生產能耗，減少污染物排放量，實現清潔生產。結合人工智能等算法分析，可對企業用能需求進行預測，智能制定節能計劃，進一步挖掘節能潛力空間。通過對用能設備進行監控告警、遠程調度等操作，配合產線排程調整和設備參數設置，實現節能減排、削峰填谷。

基礎條件：生產現場實現5G 網絡覆蓋，現場儀器儀表可進行5G 采集模塊改造，監測設備具備5G 網絡接入能力。

工藝合規校驗

場景描述：綜合利用工業相機、物聯網傳感器、激光雷達、智能儀表等設備，全方位監測企業生產原料、半成品和成品的各項指標，實時跟蹤工作區域工人手工、操作設備的流程步驟，監測投料和配料數量，通過5G 網絡將采集的指標、操作信息等同步傳送至邊緣云平臺。邊緣云平臺利用人工智能、大數據、云計算等技術對工人實際操作工序、取料信息等進行分析，并與規定標準流程進行實時合規校對，分析找出顛倒順序、危險操作和錯誤取料等現象，實現工藝檢測自動告警。

基礎條件：企業能夠提供質檢標準、工藝操作合規標準和自動質檢基礎設施建設條件，工藝具有明確的標準流程，生產現場實現5G 網絡覆蓋。

生產過程溯源

場景描述：將企業生產現場的掃碼槍、工業相機、攝像頭、刷卡機等設備接入5G 網絡，將生產過程每個工序的物料編碼、作業人員、生產設備狀態等信息實時傳輸到云平臺。云平臺將產品生產過程中的人、機、料信息進行關聯整合形成溯源數據庫，運用區塊鏈、標識等技術，實現產品關鍵要素和生產過程追溯。通過實時追溯批次、品質等原料信息，可動態調整后道工序參數，提升產品質量。

基礎條件：生產現場實現5G 網絡覆蓋，企業工業設備已完成自動化改造，具備條形碼、二維碼、用戶身份識別模塊（SIM）卡或軟SIM卡等多種標識載體，具有統一的產品標識編碼規范。

設備預測維護

場景描述：將企業生產現場的工業設備、攝像頭、傳感器等接入5G 網絡，實時傳輸設備的運行狀態至云平臺，實現工業生產設備性能和狀態的實時監控，構建設備歷史監測數據庫。基于故障預測機理建模等人工智能技術對監測數據進行實時分析，評估設備健康狀態，預判設備運行趨勢，智能制定設備維護保養計劃，實現設備安全預測與生產輔助決策，有效降低設備維護成本，延長設備使用壽命，確保生產過程連續、安全、高效。

基礎條件：生產現場實現5G 網絡覆蓋，企業工業設備具備數字化、網絡化、智能化基礎，具備5G網絡接入能力。

廠區智能理貨

場景描述：在企業廠區、工業園區內部署基于5G 網絡的掃碼槍、工業相機或網絡視頻錄像機（NVR）等信息采集終端，將拍攝的條碼數據、高清圖像或視頻等信息實時上傳至云平臺。利用光學字符識別（OCR）等人工智能技術自動識別貨物標識、外觀、尺寸、品相等信息，實現全廠貨物的實時盤點和管理。云平臺與廠區業務系統實時交互，實現按需碼放貨物、品質定級、實時分揀等功能的自動化和智能化，助力企業提升產品全生命周期的管理能力。

基礎條件：全廠區或園區實現5G網絡覆蓋，采集設備具備5G 網絡接入能力。

全域物流監測

場景描述：綜合利用5G、大數據、邊緣計算、人工智能等技術，通過工業運輸裝備上的智能監控終端，實時采集全域運輸途中的運輸裝備、貨物、人員等的圖像和視頻數據，并通過5G 網絡傳輸至云平臺。云平臺對運輸裝備進行實時定位和軌跡回放，對貨物、人員進行實時監測，實現工業運輸的全過程監控，能夠避免疲勞駕駛、危險駕駛等行為，有效保障冷鏈物流、保稅品運輸、危化品運輸等過程中運輸裝備、貨物和人身安全。

基礎條件：運輸裝備能夠配備接入5G 網絡的智能監控終端，運輸路線中有穩定的5G 網絡覆蓋。

虛擬現場服務

場景描述：虛擬現場服務主要包括產品展示體驗、輔助技能學習、遠程運維指導等三類服務。產品展示體驗服務通過對工業產品的外型數據及內部結構進行立體化建模，構建虛擬數字展廳，通過5G 網絡傳輸至平板電腦、增強現實/虛擬現實（AR/VR）眼鏡等智能終端，與數字模型實時互動，實現產品細節的沉浸式體驗和感受。輔助技能學習服務基于5G 和AR/VR 融合構建貼近真實場景的全虛擬場景，進行操作技能培訓和自由操作練習，提高技能學習效率。遠程運維指導服務通過在全虛擬場景中，疊加遠端專家指導數據形成端云協同，使端側獲得實時操作指導，提升運維服務的效率和質量。

基礎條件：企業具有較為豐富的數字化研發與設計經驗，具有較為完善的數字化管理流程，具備跨地域5G 網絡接入能力，具有AR/VR 應用基礎。

企業協同合作

場景描述：利用5G ＋數采技術，縱向實現上下游企業大規模關鍵設備聯網和數據實時采集；通過5G ＋邊緣計算，橫向實現制造執行系統（MES）、供應商關系管理系統（SRM）等互聯互通，并統一集成至云平臺實現數據共享。企業可實時追蹤內部生產過程和進度，對委托外部生產的工序進行監控并實時跟蹤協同流程，快速滿足用戶的個性化定制需求和多品類生產需求。通過平臺連接供給側和需求側，實現供需對接與交易撮合。

基礎條件：產業具有同類企業聚集或者上下游企業緊密協作的特征，企業在距離相近園區內可搭建5G ＋多接入邊緣計算（MEC）平臺，具有一定的業務協作基礎。