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重庆联通:5G驱动智能工厂 ,长安5GVR智慧数字工厂的智领制造

来源:重庆市通信管理局
2024/6/11 8:55:1039200
  【智慧城市网 企业关注】 为深入贯彻落实党中央、 国务院决策部署, 发挥5G在经济发展中的新引擎作用,推动数字经济和实体经济深度融合,助力推进新型工业化,重庆市通信管理局将持续发布第六届“绽放杯”5G应用征集全国大赛、重庆区域赛的典型应用示范案例,进一步展示我市5G应用的融合创新水平,加快推进5G行业应用规模化发展。
 
  重庆联通:5G 驱动智能工厂 ,
 
  长安 5G VR 智慧数字
 
  工厂的智领制造
 
  所在地区 :重庆市渝北区
 
  参与单位:中国联合网络通信有限公司重庆市分公司、重庆长安汽车股份有限公司、华为技术有限公司、中讯邮电咨询设计院有限公司
 
  案例特点:案例运用虚拟现实、虚实混合等技术,实现工厂数字化总装车间孪生沙盘、车间设备实时联动可视化、工艺流程模拟等功能。
 
  应用成效:降低运营成本10%,减少工厂自动化生产的有线布线,降低生产管理成本,提升人员利用率,提高产能达到10%以上。
 
  获奖情况: 第六届“ 绽放杯 ”5G应用征集大赛全国赛三等奖、第六届“ 绽放杯 ”5G 应用征集大赛重庆区域赛一等奖
 
  企业介绍
 
  中国联通重庆市分公司(以下简称重庆联通)是中国联通在渝设立的分支机构,提供通信全业务服务经营。重庆联通深入践行“ 数字信息基础设施运营服务国家队、网络强国数字中国智慧社会建设主力军、数字技术融合创新排头兵” 新定位 ,贯彻“ 强基固本、守正创新、融合开放” 新战略 ,不断加大基础网络建设,持续增强数字产业支撑能力,在传统通信服务能力基础上已形成了5G、大数据、物联网、云计算等新兴产业发展新格局和云网一体化运营核心竞争力。
 
  案例背景
 
  在汽车消费升级和市场竞争异常激烈的新形势面前,长安汽车将提升制造系统快速重构能力,满足个性化定制和多车型生产需求,提升企业核心竞争力,作为智能制造战略的重要一环。为满足这一发展趋势,实现敏捷、柔性、透明和智能工厂,客观需要以5G为基础, 融合3D模型、机理模型、仿真算法实时反映和模拟生产运行状态和行为实现生产、设备、质量、工艺、物流各环节分析预测优化资源利用,提高效率和质量。本案例以数字孪生、VR 技术可以为工厂提供虚实混合的特殊体验,通过三维可视化技术、快速建模技术,集成工厂实时监控设备传感器技术摄像头、传感器实时数据以及运营管理数据等,最终满足数字孪生工厂的管理需求提升工业生产力。
 
  企业痛点
 
  长安汽车进行快速重构能力存在三大瓶颈,第一,系统众多且孤立,多套系统多个厂家开发,无统一平台。第二,系统采用传统 MVC架构,数据传递效率低、并发风险高,单系统功能庞杂,影响敏捷性。 第三,工厂以现场总线、工业以太网及工业无线三种网络为主,但现场总线存在可靠性差,互换性差 ;工业以太网存在标准协议难统一,网络结构复杂,故障定位难等弊病;传统无线网络存在安全性、稳定性等问题 ,客观需要网络的融合创新。
 
  解决方案
 
  1.网络架构及整体技术方案
 
  在长安汽车重庆区域生产园区 、供应链 、厂区 、生产车间部署5G基站,建设 5G虚拟企业专网,搭建部署基于MEC为核心的工业控制平台,串联工业控制系统和生产设备 ,打通长安智慧工厂平台,推进网络、平台、应用深度融合,实现基于5G 网络的工业协同制造。
 
  (1)5G 专网方案
 
  通过引入5G、MEC 边缘云等技术,实现企业生产和管理数据的本地分流 ,保障企业数据的低时延和安全私密性。本项目采用“ 室外宏站+ 室内分站”  的方案 ,通过宏站与室分实现厂区道路及生产办公楼、生产车间5G网络接入覆盖,保障本项目的数据接入及网络质量。
 
  (2)5GLAN 二层组网
 
  替代有线网络和适配工业现场协议,比普通5G三层组网,具备以下4个优势。一是应用不变。原生二层组网,易于支持工厂原有工业协议,无需重构。二是拓扑不变。保持原有组网,保持扁平组网和整体拓扑,易于融入车间内网,精细控制互访和隔离。三是配置不变、维护简单 。无需对接或修改配置、内网 IP 由企业自主管理运维 。四是性能不变。对工业以太适配+预调度,适用于车间工业控制类应用。
 
  (3)基于MEC构建工业控制平台
 
  本案例部署3个MEC平台 ,供应链管控使用一个,长安汽车生产现场使用一个,通信运营商管理一个,采用统一云架构部署,提升协同制造的决策效率和数据安全保障。
 
  2.应用场景
 
  (1)5G+AR/MR
 
  实现设备的远程运维,通过5G+VR实现专家经验数字化,通过积累故障案例、导入标准操作和专家实践经验等第一视角视频;实现数字资产智能化,通过AR智能眼镜,实现第一视角过程记录、推送标准作业流程和资产数据、连接更多的IOT设备,关键步骤AI嵌入复查确认。
 
  针对长安汽车总装车间生产线设备,对其进行数据采集、3D建模、开发展示和数据集成。高仿真还原生产线设备运行生产流程,使 IOT数据和MR设备里的应用展示进行数据同步,实现在MR视野中,虚拟环境中3D模型的设备同步进行生产线动作与数据传输。
 
  (2)工业应用场景
 
  在长安工厂信息化系统较为完善情况下 ,通过基于MEC构建的工业控制平台,打通信息孤岛,从生产、工艺、能源、设备、物流等多个环节,在4大车间的部署多个微服务化的工业控制系统,对应用实现统一、可视化管理。“ 采用碎石法”,将独立系统打散,对业务全面解构、编排与重构共计超过1600个APP,为长安生产制造提质、增效、降本。
 
  商业模式
 
  5G+统一工业控制平台以其完整的5G统一解决方案,已在长安成功建设32种不同应用场景,涵盖了质检、AGV 、PLC 等系列云化应用,为实现无人化、少人化和智能化转型提供了强有力的推动。同时,聚焦于零部件、钢铁、船舶、制药、化工、机械等多个行业,积极进行解决方案的复制推广。迄今为止,5G+统一工业控制平台已成功在离散工业领域涵盖5类,在流程工业方面涵盖2类,共有10余家合作客户选择了此解决方案。
 
  应用成效
 
  1.先进性
 
  一是新一代信息通信技术助力生产智能化;二是解决工业应用管理混乱;三是应用部署周期短,实现应用的快速部署、版本升级和回滚 ;四是提高硬件资源利用率,实现对硬件资源合理调配;五是降低应用监控管理难度, 实时收集并反馈应用运行情况数据。
 
  2.经济与行业价值
 
  网络应用价值:从技术上,5G满足并优于工业以太网性能指标,5G自身价值突出;从成本来看,帮助用户降低网络成本,实现网络轻资产运营。
 
  经济效益方面:从收入来看,帮助长安汽车生产效率提升,大大新增产能;从成本来看,单车制造成本减少。
 
  从行业来看,工业控制系统作为智能制造装备的重要组成部分,通过工业边缘云构建数化底座,推进硬软件的解耦,促进IT/CT/OT 的融合应用 ,可广泛应用于钢铁、冶金、化工、医药、电子、交通运输、医疗和能源等行业的现场生产控制,为制造业高质量发展具有重要助力作用,同时有利于充分发挥5G的网络价值 ,拉动5G应用生态的培育。

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