赋能智慧工厂 中国移动5G加出新动能
- 发布时间：2020-11-02 03:01 | 作者： | 来源：永州信息港 | 浏览次数：次
- 图为华菱湘钢五米宽厚板厂5G智慧天车远程操控室
中新网湖南新闻9月18日电 目不转睛盯着电脑屏幕，“登机请求”、“桥下照明”、“天车急停”手柄忽左忽右时而摇摇，键盘不时敲敲，鼠标配合点点戳戳……舒适的空调房里，电脑桌一字儿排开，工人们有条不紊地展开生产，天车、吊车、装载货车各项设备均按指令精准进行……在“中国移动5G＋----智慧湘钢”项目所在地，如果不是“5G＋智慧天车远程操控室”门牌提醒，人们还以为工人是在打电子游戏呢！
图为基于5G机器视觉的OCR编码识别系统实景现场
“传统意义上的钢铁生产，车间往往与噪音、粉尘、高温、高危相随。为让员工更有尊严地工作，紧扣智慧湘钢建设，安全生产智慧生产，不仅把员工从恶劣的生产环境中解脱出来，而且中国移动5G加出了新动能，帮助解决了系列重大技术难题。”湘钢负责人说。
图为华菱湘钢棒材厂三线“5G+AR远程装配”系统实景应用现场
以五米宽厚板厂生产为例，一是实现了天车的远程控制场景，实现天车操作人员在操作间远程操控天车，二是部署了基于5G机器视觉的OCR编码识别系统，利用5G+AI技术自动辨别钢板的编号。三是部署了5G自动加渣机器人，通过5G网络控制机器人进行自动加渣任务。
至少三重5G应用场景，带来的效益看得见：过去，工人必须置身于天车工作车间，环境比较恶劣，身体健康受到影响。一个项目需要几个人共同协作才能完成，工作效率低下还不安全。同时，钢码靠人工识别和采集难度大，很容易出现字符误识、漏识的问题。自从实施5G应用之后，通过部署天车远程控制系统，不仅改善了工人长期处于高温、粉尘、噪音等不利于身心健康的高危工作环境，而且还通过集中化远程操控，实现一人操控多台天车，提升工作效率，大幅降低人力成本。通过部署基于5G机器视觉的OCR编码识别系统，能高精准的自动辨别钢板编码，不仅能避免由于错号导致的后续问题，还能降低人员疲劳度。
图为五米宽厚板厂智慧控制中心
5G相较4G，新技术主要体现在哪？突破在哪？
“好比高速公路，5G和4G都是高速公路。5G这个高速公路比4G更好，一是大带宽，二是低时延，三是更安全。4G做不到做不好的，5G能。以五米宽厚板厂应用为例，5G能充分满足天车远程控制和机器人对传输速率和时延的需求，同时利用5G+AI深度学习的办法，实现OCR编码自动识别功能。”中国移动工程师解释说。
图为5G+智能加渣机器人作业现场
5G信息高速公路，自2018年底以来，在湘钢5.6平方公里范围内正在得到广泛运用，5m米宽厚板涂漆线、一棒、二棒、三棒生产线、无人码头、炼铁厂……,这个湖南“抢先行”5G工业级专网，在不到两年的时间里，为湘钢带来良好综合预期。
如该公司棒材厂，通过5G技术建设视频网络，解决在高危区域、移动区域视频监控部署难度大、成本高、实时性差，稳定性差、容量小等问题，提升工厂生产、安防的监控综合能力。通过对各类传感器的数据采集，结合5G传输技术，提供设备运行状况的远程监测手段，实现现场监测手段的网络化、远程化、可视化；降低人员维护成本，对设备运行状况实现实时在线监测、预警，减少事故发生和扩大，减少对生产的影响。
“特别是2020年初新冠疫情期间，我厂通过AR国际远程装配应用的部署，解决了国外技术人员无法上门进行设备安装调试的问题，保障了该厂新生产线建设进度，避免了关键设备无法及时安装造成产线无法按时投产。”湘钢相关负责人介绍说。
记者在湘钢厂区看到厂区内部署的5G无人机平台。这是华菱湘钢5G机群空地一体智能飞行系统。以5G专网、MEC服务器为载体，通过部署大疆M300无人机、智能机库、多用途挂载以及飞联网智能平台，建设的“云、网、边、端”一体化应用管理系统。
与5G和MEC技术相结合的5G机群空地一体智能飞行系统，目前已实现厂区24小时巡逻。炼铁厂高炉测温检测、厂区自动巡逻、矿石堆场余料测量等功能，坐在办公室就能监测完成，减少了日常生产、巡逻人员的数量，杜绝人工高炉测温的安全风险，实现矿石原料的精准管理等。“过去8个小时做的工作，现在5秒钟即可完成，又好又快。”湘钢负责人说。
5G智慧湘钢项目建设，实现了诸多技术创新：
一是全国首个5G+MEC在钢铁生产领域投产使用，“多接入边缘计算”(MEC)作为云计算的演进，将钢铁企业的应用程序从集中式数据中心下沉到网络边缘，更接近生产场景，是实现5G低延迟、提升带宽速率和保障数据安全的关键技术之一，将通信网络转变成为其它行业和特定客户群的多功能服务平台。
目前MEC(多接入边缘计算)已真正下沉至华菱湘钢园区，各类视频和指令实现了在园区闭环，端到端时延从26MS下降到9.9MS。5G专网端到端时延降低至10MS以内，该项技术指标已成为5G专网与工业生产深度融合的关键性技术节点指标。(工业控制领域PLC时延一般在十多毫秒左右)
二是实现了全球首例天车热容灾方案，该方案已申请专利，获得科技进步创新奖，目前华菱湘钢天车可以实现5G和微波两套系统的热备份操作，在5G网络或微波任意链路中断或质量恶化的情况，实现毫秒级的快速倒换。进行5G+微波热容灾改造后，设备故障率进一步降低，设备性能进一步提升，有力保障了远程操控的连续性、稳定性和可靠性。天车改造前每月累计有2小时因网络故障处于停机或亚运行状态，5G+微波热容灾改造后可提高安全生产可靠性，故障率和人工成本进一步降低。
湘钢专网创新性在湖南搭建了全国第一个5G工业级“园区自管理平台”，属于“抢先行”，那么，其链接可靠性如何？
结合湘钢5G专网及MEC边缘计算能力，在边缘云部署园区终端采集插件、园区网络设备采集插件、SDK采集插件、边缘探针采集插件，针对湘钢智能制造场景(无人/远控天车、视频监控、AR远程装配等)进行生产业务质量分析、建模和管理，实现各类业务的质量监控、故障处理和模拟拨测等功能，提供监控、分析和问题处理一站式能力，满足湘钢园区自运营、自运维、终端管理等自服务需求。
截止到9月初，湘钢已经完成5G基站建设152个，CRAN机房建设2个，MEC边缘计算机房1个，已在湘钢厂区形成良好5G专网覆盖能力，专网5G基站遵从3GPP标准，全部采购业界领先的国内5G产品，采用SA独立组网，提供260M专用频段，实现高于1Gbps的上网速度和低于10MS的时延，由湘钢专属授权接入。同时边缘计算服务器已经承载了五米板厂及棒材厂的各类应用，实现了生产数据及指令流在湘钢厂区闭环，后期还将随着湘钢十大应用场景的推进和深入，进一步增强厂区内5G基站的深度覆盖，加强边缘计算与AI能力整合，建设主备两套AI+MEC边缘计算机房，进一步推动信息技术与智能制造的深度融合。
湘钢“5G+智慧工厂”，通过自动化、信息化、数字化水平的提升，目前已实现整体生产效率提升30%，通过节能降耗及提高良品生产率，带来年直接经济效益上亿元。同时，员工生产环境和安全性也得到了极大提升，员工自豪感和企业凝聚力明显增强。
湘钢在打造智慧工厂、推进智慧生产线、提升设备使用效率和智能化，提升管控水平方面素有传统。特别近年，在推进5G新技术方面明显加速。5G新技术能为企业赋能，可以清楚掌握生产流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据，以及合理的生产计划编排与生产进度，全面实现生产自动化、维护智能化、可视化管理，数字化转型，让产线从“自动”向“智慧”进化。5G新技术能加快推进信息化建设，提升企业核心竞力优势。
根据中国移动5G加专家介绍，他们将借5G智慧湘钢项目建设，助力华菱湘钢实现“创建世界一流的钢材综合服务商”的企业愿景为目标(顶)，从网络(底)、平台(柱)、应用(梁)三个层面对信息技术与智能制造的融合发展进行了系统化布局，通过搭建一套专有网络、服务三个管理中心、落地十大应用场景，满足华菱湘钢主流产线智慧连接、智慧控制、智慧判断、深度学习需求。
未来，湘钢将利用5G工业级专网与AI、大数据、云计算等ICT技术进行全流程、全业务的数字化融合，打造钢铁行业的智能工业互联网平台。目前棒三线已经全面覆盖了移动5G工业专网，正在建设并实现5G+AR跨国远程装配、5G+智能库房无人天车、5G+综合安防、5G+智慧照明、5G+工业控制、5G+设备在线检测系统、5G+智能机器人、5G+AI在线表面质量检测等应用项目，充分利用最新的5G技术、信息化技术、自动化技术，进行深度的融合，来打造“无人工厂”、“黑灯工厂"，实现生产线的全面自动化的运行。
“让设备自己说话，让机器指挥生产，让员工更有尊严地工作，让蓝领变白领，让企业通过精细管理更有效益。”基于中国移动5G加，湘钢负责人充满信心。
此时湘钢，绿色智能钢铁示范企业园区，正丹桂飘香。(完)
