发现“灯塔” | 这个“5G+工业互联网”智慧工厂为什么能成标杆?
通信产业网|2022-11-21 11:15:10
作者:胡媛来源:通信产业网

【通信产业网讯】(记者 胡媛)近日,随着“2022年度江苏省工业互联网示范工程项目(工业互联网标杆工厂类)”名单发布,有这样一个注塑行业的“5G+工业互联网”智慧工厂备受关注。它创新之处是什么?5G专网是如何部署的?工厂“含智量”又是怎样提升的?

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智慧工厂 “ 智 ” 在哪?

江苏双星彩塑新材料股份有限公司是一家专业致力于先进高分子复合材料领域产品技术研发、生产销售、进出口贸易为一体的国家高新技术企业,多个生产厂区,是中国双向拉伸薄膜产业基地、国家火炬宿迁薄膜特色产业基地、中国轻工业塑料行业十强企业,2011年实现深交所挂牌上市登陆中国资本市场,2012年“双星SHUANGXING”商标荣膺“中国驰名商标”。

注塑是一种工业产品生产造型的方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑,注塑还可分注塑成型模压法和压铸法。

记者了解到,在双星彩塑企业发展过程中,因其原有生产系统的信息化程度较低,导致各层级间交互不够,企业生产流程未进行标准化、智能化管理。同时,随着设备的增多,依靠人工经验无法精确监测各个设备运行状态和健康情况,无法及时有效地进行维保,从而对企业产能的增长带来了一定的影响。

基于实际,瀚云科技联合宿迁移动共同为双星彩塑量身制定了一套“5G+工业互联网”智慧工厂建设方案,包括基于五星级工业互联网平台内核建立5G专网覆盖建设。该智慧工厂以中国移动5G技术+瀚云HanClouds工业互联网平台为切入口,以打造江苏省注塑行业领军者双星彩塑智慧工厂标杆为目标,同时也是宿迁首个“5G专网+工业互联网”智慧工厂。

据了解,项目于2020年11月招标结束,2021年8月完成系统上线,2022年6月完成验收。在实施5G专网+工业互联网平台应用后,有效提高信息传递效率和安全性。

瀚云科技有限公司华东区总经理郭强中告诉《通信产业报》全媒体记者,不同于传统的工业互联网应用模式,该应用创新之处在于通过将中国移动5G技术与瀚云HanClouds工业互联网平台相结合,充分发挥了5G更高速率和更低时延的技术优势,融合互联网思维,实现以高质量生产、产品高效迭代、可持续发展的全生命周期管理理念,通过5G技术、工业互联网技术、3D建模和数字孪生技术,对工厂实行数字化、平台化、精益化管理。

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其中,瀚云MOM助力一线实操,打破信息孤岛,提高生产质量和运营效率;加装5G网关对接传输车间设备实时数据;布置5G+AGV小车配送物料;运用数字孪生还原真实工厂并将生产全生命周期数据可视化;建立重点能耗在线监测系统助力打造节能增效的可持续发展现代体系工厂;5G+MEC的高带宽、低时延特性则为这些工业互联网平台管理和应用提供了技术保障……,瀚云HanClouds工业互联网平台作为制造业与数字经济深度融合的有力抓手,就像一个智慧的中枢大脑,打通了企业的数字壁垒,让生产得以提质增效。

该“5G专网+工业互联网”智慧工厂项目由中移、双星、瀚云三方共同运维。在建设阶段,服务公司一次性投资分期收回,并提供全部维保服务。在合作伙伴分成方面,服务公司代建模式,相关软、硬件产品厂家提供全套方案。在运营阶段,网络服务商如宿迁移动负责5G专网运营维护,平台服务商如瀚云科技负责工业互联网平台和相关应用系统运营维护,应用企业如双星彩塑负责整体的数字系统操作运营。

目前,在优化生产方面,通过引进智能化设备,改善生产流程,产品年产值提高50%,车间用工人数降低44.4%。在协同生产方面,车间通过引进制造运营管理系统(瀚云MOM),提高设备之间协同效率,改造前上一年成本生产运营成本降低13%。在产品质量方面,通过产品信息追溯系统实现产品生命周期跟踪与追溯的信息管理系统,产品不良品率从改造前的约降低57%。在绿色制造方面,通过对重点设备能耗监控与分析,使得能源年度消耗总量降低3.85%,水、材消耗总量降低3.5%。

运营商虚拟专网+工业互联网头部平台的化学反应

双星彩塑“5G+工业互联网”智慧工厂部署模式为混合专网,即采用中国移动“专享”模式,“与其他行业专网部署模式相比,差异性在于MEC下沉企业园区,企业用户访问自身服务器流量(N3&N6)全部在企业园区内部完成,符合企业信息安全需求,业务路径时延最小;端到端全部为SPN设备,可采用独立转发分片,同现网业务隔离,设备转发时延最小。”郭强中表示。

在5G专网建设上,设备选型采用BBU、RRU,频点规划采用5G频段,开通100MHZ带宽,包括5G基站、核心网等设备。项目规划新建2个宏站,即在双星彩塑厂区临近的2个4G基站的铁塔和机房资源的基础上,新建5G SA基站。

此外,本次宏站覆盖采用的产品是5GNRAAUA9631。A9631采用星型组网,BBU和每个AAU直接相连,AAU设备都是末端设备。这种组网方式简单,维护和工程都很方便,信号经过的环节少,线路可靠性较高。

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目前已经上传接到平台的设备有164台设备,获取数据标签达到500个左右,非生产设备采集周期为30秒一次,生产设备采集周期为10秒一次,一天的数据量在144万左右,网关设备运行稳定,数据传输无异常,可以实时看到设备运行状态。

然而,围绕企业进行实地5G专网建设,难度在于要充分利用5G网络实现PLC之间、PLC与厂内系统间的系统数据传输,减少成本,快速实现产线产能匹配,调试过程不易。

据郭强中介绍,接下来,双星彩塑“5G+工业互联网”智慧工厂项目计划分三期实施,由建模开始、到设备数据与虚拟对接再到大数据运维分析。目前,一期工程已实施。二期主要建设以制造执行系统MOM为核心的一系列工厂管理系统,使整个工厂管理实现无纸化办公。每天可自动生成订单达交率报表、质量直通率报表、车间设备利用率报表、人员考勤率报表等。三期在一期和二期建设基础上,对现有数据做运维分析。

值得注意的是,这是江苏宿迁移动首次在单体企业探索5G专网与工业互联网应用融合,解决了大规模企业全面数字化、信息化、智能化难度高的网络基础问题。工厂网络部署上,采用有线+无线复合模式,保留原有有线通信网,主应用于保密程度高的网络。5G信号全域覆盖,保障工厂物联网数据采集和移动端应用的快速接入。3D建模与数字孪生是本方案中的另一重要实施项目,同步数采、物联等基础工作,对区域内人机料法环测等要素进行数字化、代码化抽象建模,构建机理模型,实现了对实体的“全透明”管理。

瀚云科技5G专网布局战略为运营商合作模式,主要依托中国移动5G技术+瀚云HanClouds工业互联网平台,集中优势部署、赋能产业互联网提质增效。目前,瀚云科技已在江苏多市部署建设5G专网项目,如在宿迁市建设5G+工业互联网智慧工厂,在无锡市建设5G专网+智慧农业云项目和5G专网+VR智慧果园应用等,积累了一些5G专网行业应用案例。截至目前,5G+产业互联网平台模式下的专网建设数为3个。

对于想要或正部署5G专网的企业来讲,郭强中建议,可以利用5G专网有机结合MEC部署应用,为数据采集提供高带宽、低延迟服务,将设备数据进行本地化存储,对设备的运行状态和故障进行可视化展示,企业可以清晰一目了然的了解设备运行情况,为生产排产和快速设备维护提供有力的支持。

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树5G全连接智能工厂样本

在郭强中看来,不同于以下载为主导的C端消费场景,工业场景需要向云端上传大量照片、视频,这就要求重新调整5G上行下行带宽配比,对技术路径再创新,因此在实施部署5G专网上需要因地制宜、因实情匹配方案。

5G体验速率是4G的10倍、连接数密度是4G的50倍、空口时延是4G的五分之一,这些技术特性决定了5G在行业领域将有巨大应用空间。郭强中认为,除了5G专网将更广泛、更深入地延伸到工业领域,企业也要加快5G网络、时间敏感网络、边缘计算等新型网络设施建设,并与现有工业网络之间完成互联互通。

郭强中指出,当前发展仍存在一些挑战。对于运营商来讲,要加快探索多元化商业模式,更好满足工业领域建网用网需要,加快提升综合服务能力;针对工业企业,要从安全生产、柔性生产、协同生产等需求出发,深化与基础电信企业合作,以新建或改造的方式,打造特色鲜明的5G全连接工厂。

未来,要长久保持工厂核心竞争力与企业活性,其核心并不在于先进的软硬件设备或数字转型方案,而在于人,只有不断提升从企业管理人员到一线员工的数字化转型意识和能力,才能赋能企业不断创新的原始动能。

郭强中建议,企业面向全体员工开展内部专业技能培训和交流会,同时鼓励员工学习企业信息化技能,提升整体智能制造转型意识。企业可广泛参与跨行业智能制造先进企业交流,强化对企业数字化转型的经验积淀,重点关注信息化人才培养。

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责任编辑:胡媛

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