張智堯

（中國聯(lián)通徐州分公司 江蘇 徐州 221000）

引言

今年面對疫情，全球經(jīng)濟發(fā)展面臨復雜的國內(nèi)外情勢。一方面，新基建企業(yè)發(fā)展以5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、AI、大數(shù)據(jù)為代表的技術創(chuàng)新，新基建向實體市場經(jīng)濟領域中深入探索，通過這些改變千行百業(yè)的發(fā)展觀念，帶來產(chǎn)品服務質量的一次質的飛躍。徐工在全球工程機械領域內(nèi)始終保持強勢增長，徐工借助“一帶一路”的發(fā)展戰(zhàn)略以及現(xiàn)有疫情過后的復工復產(chǎn)，加速中國乃至全球的產(chǎn)能提升，進一步完善銷售服務體系，2020年底并未受疫情的影響，全球工程機械排名第四位。

當前企業(yè)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的訴求主要聚焦在工業(yè)內(nèi)、外網(wǎng)的改造、設備聯(lián)網(wǎng)、智能化系統(tǒng)升級及工業(yè)智能制造能力上，加速實體經(jīng)濟向數(shù)字化轉型。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對整個行業(yè)的發(fā)展具有里程碑的意義。一是解決企業(yè)的高成本，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的部署可以幫助徐工提高效率，提升人員生產(chǎn)效率，進一步降低企業(yè)成本，擴大企業(yè)產(chǎn)能。二是推動產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展，加快5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術應用推廣，有助于推動整個產(chǎn)業(yè)鏈的智能化拓展、延伸和改造，進而可以帶動整個行業(yè)向高端化邁進。三是推進企業(yè)創(chuàng)新，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，演進出網(wǎng)絡協(xié)同化、規(guī)模定制化、服務延伸化等新的創(chuàng)新模式，推動先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)深度融合，促進產(chǎn)業(yè)和企業(yè)開放融合發(fā)展，在提升徐工在全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力的同時，打造新的數(shù)字經(jīng)濟不斷增長的空間。

1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系

為進一步推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)、安全三大體系，由工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提出，聚焦打造三個閉環(huán)優(yōu)化，即基于生產(chǎn)決策執(zhí)行的閉環(huán)優(yōu)化，基于生產(chǎn)設備運行的閉環(huán)優(yōu)化，基于產(chǎn)品銷售服務體系的閉環(huán)優(yōu)化。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，數(shù)字孿生體依賴服務的接口，調用各種模型的計算結果和原始數(shù)據(jù)。通過數(shù)字模型、三維模型、可視化模型把生產(chǎn)、運營這些事情做好，但工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也面臨挑戰(zhàn)，不斷優(yōu)化算法進行模型，對建模進行深入的演算，而且工作量龐大[1]。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是對通過海量的數(shù)據(jù)采集后，算法模型導入，分析后獲得生產(chǎn)設備運行狀態(tài)，融合了傳統(tǒng)工業(yè)、信息通信、計算機軟硬件、數(shù)據(jù)科學等諸多領域的最新技術與產(chǎn)業(yè)實踐。

2 網(wǎng)絡實施框架

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡建設目標是構建全要素、全系統(tǒng)、全上下游產(chǎn)業(yè)鏈互通的新型基礎設施。從架構來看，在設備底層和應用層共同建設企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡，建設企業(yè)信息網(wǎng)與園區(qū)專網(wǎng)，在網(wǎng)絡層通過運營商構建信息交互體系。

2.1 生產(chǎn)控制網(wǎng)絡建設

生產(chǎn)控制網(wǎng)絡的實施目標是在設備層和應用層之間，建設高可靠、低時延、高安全的網(wǎng)絡體系，為了支撐智能制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的人、機、料、法、環(huán)全面的數(shù)據(jù)采集、遠程控制、孿生體監(jiān)測、自動化管理、大數(shù)據(jù)分析等。

2.2 企業(yè)與園區(qū)網(wǎng)絡建設

企業(yè)與園區(qū)網(wǎng)絡實施核心在與企業(yè)層建設的海量連接、極高可靠、廣泛覆蓋的企業(yè)與園區(qū)網(wǎng)絡。企業(yè)與園區(qū)網(wǎng)絡主要部署的設備包括：用于連接多個生產(chǎn)控制網(wǎng)絡的網(wǎng)絡設備、用于辦公系統(tǒng)、業(yè)務系統(tǒng)聯(lián)通的通信設備、用于實現(xiàn)企業(yè)/園區(qū)全面覆蓋的無線網(wǎng)絡（4G/5G、WiFi等）、用于企業(yè)與園區(qū)的SDN網(wǎng)絡設備、用于企業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)匯聚分析的數(shù)據(jù)服務中心、以及用于接入工廠外網(wǎng)絡的路由器[2]。

企業(yè)與園區(qū)網(wǎng)絡建設的基本要求是大帶寬、低延時高可靠、高安全的網(wǎng)絡，關鍵是實現(xiàn)敏捷的網(wǎng)絡管理、無死角的網(wǎng)絡覆蓋、無縫的邊端云的協(xié)同運作。

3 工程機械企業(yè)基于5G的應用場景

3.1 基于5G的機器視覺檢測

面向外觀質量要求高的產(chǎn)品或外觀檢測難度大的回轉齒輪提供整體解決方案服務；基于機器學習和圖像分析技術幫助客戶進行外觀的質量檢測，進一步為客戶提高質量、降本增效。如圖1所示

3.1.1 工程機械企業(yè)的痛點

回轉支撐齒輪光潔度不符合要求，肉眼很難識別，對于安裝后發(fā)現(xiàn)不合格的產(chǎn)品，需要二次返廠人工打磨。

3.1.2 解決方案

利用機器視覺檢測系統(tǒng)對上述工序進行自動識別，對于不合規(guī)的產(chǎn)品現(xiàn)場返修。

3.1.3 為什么用5G

基于5G的大帶寬技術將工業(yè)相機拍攝的高清照片上傳至服務器，經(jīng)計算分析比對再利用5G低時延特性將檢測結果反饋至現(xiàn)場。一方面減少了人工操作產(chǎn)生的差錯，另一方面大大提高了生產(chǎn)效率。4G的網(wǎng)速和時延不能滿足要求，WIFI的穩(wěn)定性難以保證長時間頻繁處理使用的要求。

3.1.4 效益分析

借助機器視覺檢測可以給企業(yè)節(jié)省每年400萬設備返修的人工費和運輸費。

3.2 基于5G的AI高清視頻人員行為分析

3.2.1 工程機械企業(yè)的痛點

①人員在生產(chǎn)過程中的行為管理不規(guī)范會直接導致人身安全或生產(chǎn)事故；②人員的生產(chǎn)效率無法精確統(tǒng)計。

3.2.2 解決方案

通過5G+AI技術的超高清攝像頭對人員行為分析及工作效率統(tǒng)計。

3.2.3 為什么用5G

基于5G的大帶寬技術將超高清相機拍攝的高清監(jiān)控視頻上傳至服務器，傳統(tǒng)的WIFI或4G無法滿足大帶寬的需求，現(xiàn)有4K/8K高清攝像頭依賴超大上行量，目前5G的大帶寬特性是最佳無線解決方案[3]。

3.2.4 效益分析

通過AI高清攝像頭部署，大幅減少人員的危險行為和安全生產(chǎn)，員工作業(yè)效率提升67%。

4 智能制造的預期效益目標

通過徐工5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實踐，企業(yè)在“數(shù)字化”轉型上取得了初步應用成果。

①生產(chǎn)管控數(shù)字化應用逐漸成熟，實現(xiàn)降本增效。生產(chǎn)效率提升25.8%，運營成本降低24.4%；②資產(chǎn)管理的數(shù)字化大幅提升，保障設備能源效率。產(chǎn)品查找周期降低32.6%，一次交驗不合格率下降23.3%，能源利用率提升12.8%；③產(chǎn)業(yè)鏈價值鏈一體化探索進展顯著，提升經(jīng)濟效益。通過5G專網(wǎng)的打造，提升產(chǎn)品生產(chǎn)全流程的監(jiān)控，產(chǎn)品質量的把控，每年增產(chǎn)約540輛工程機械車輛，增效3.5億元[4]。

5 結語

整個疫情結束后，我國的經(jīng)濟補缺式快速發(fā)展，尤其是數(shù)字經(jīng)濟及其產(chǎn)業(yè)加速推進。特別是像5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、人工智能、大數(shù)據(jù)等新基建帶動了整個產(chǎn)業(yè)鏈條。

新基礎設施不同于以往的傳統(tǒng)基礎設施模式，而是以5G創(chuàng)新業(yè)務為主導，以5G為基礎，以技術改造為革新，面向國家和企業(yè)高質量發(fā)展的迫切需要，提供全面的數(shù)字化轉型、智能化制造、創(chuàng)新一體化等服務體系基礎設施。整個中國工業(yè)經(jīng)濟體系內(nèi)工業(yè)發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)技術得到拓展，實現(xiàn)了企業(yè)全要點、全產(chǎn)業(yè)、全價值的良性循環(huán)，并將極大地提高我國企業(yè)文化產(chǎn)品的設計研發(fā)、智能制造、服務銷售等各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)管理效率，實現(xiàn)一個企業(yè)資源配置的最優(yōu)化。

依托前期在徐工開展的5G應用場景，和工程機械企業(yè)聯(lián)手打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)大數(shù)據(jù)、機器視覺檢測、人工智能、4K/8K高清視頻、數(shù)字孿生體等5G應用，打造江蘇省首個5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標桿智慧工廠，同時也是打造全國首個工程機械行業(yè)的標桿。