5G+工业互联网创新应用案例——基于UPF下沉园区的三花5G未来工厂项目
作者 | 浙江5G产业联盟2022-04-15

基于UPF下沉园区的三花5G未来工厂项目

报送单位:中国电信股份有限公司浙江分公司

主营业务:经营与通信及信息业务相关的系统集成、技术开发、技术服务;通信产品的销售、设计、安装;信息咨询;广告服务。

合作单位:三花集团

01 案例概述

本项目由中国电信和三花集团共同打造“1+2+2”模式云网边体化工业互联的未来智慧工厂。其中“1”代表5G定制化工业专网;第一个“2”代表核心云端和边缘云;第二个“2”代表工业互联平台和工业互联APPS。
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通过5G定制化工业专网将分布广泛,零散的人、机器和设备以数字孪生模型接入边缘侧,形成物理世界资产对象与数字空间业务应用的虚实映射;同时通过在核心云端和边缘云部署工业互联平合和工业互联APPS支撑各类业务应用的开发和实现,目前此项目已在三花绍兴滨海工厂落地。

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1、对上行并发带宽的要求不断提高:以三花热泵总成这个产品为例,一个产线需要采集600多个生产数据,其中包含了25张高清或3D的图片,1段音频,这个需求对上行并发带宽提出了比以往更高的要求,带宽不足极其容易出现数据丟包的现象。

2、国家政策加剧升级压力:现阶段国家对汽车行业的节能减排有硬性要求,这样就需公司不断的优化生产节拍,减少碳排放以至于达到国家符合的标准。

3、布线改造时间长,亟需“剪辫子”:三花在2021年平均每月需新建4条产线,同时由于产品的快速迭代,产线调整平均每个月就有2次,因此寻求更有效的方式来节省布线时间,实现产线快速上线变得更加紧迫。

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基于以上因素,三花构建一个“产品全生命周期采集分析的IT系统和大容量、无线化、低时延的CT网络”来应对现阶段产生的各项问题。

02 关键技术

1、三花MEC边缘部署。通过在5G定制专网下沉的UPF侧部署MEC边缘资源,主要包括边缘节点、边缘应用和边缘设备。平台边缘侧的智能网关支持以容器的形式将边缘应用快速部署到边缘节点运行;通过把边缘应用程序上传到仓库,在平台上创建边缘应用,然后将边缘应用部署到边缘节点运行;支持对应用进行版本的升级、卸载、监控和日志采集,具体功能包括上传容器镜像、部署容器应用、升级容器应用、监控容器应用等。

2、三花5G+全域性溯源系统部署。构建了基于5G的“工业网关+下沉UPF工业互联网平台+应用系统”的“全域性溯源系统”。

(1)端侧和网侧:部署5G工业网关,提供多种工业通信接口和协议,向下接入各种现场设备和数据采集设备,向上通过5G模组接入5G网络;以室分+宏站实现产线覆盖,并将UPF下沉至园区,实现数据的本地处理,满足安全要求的同时,降低业务时延。

(2)平台侧和应用侧:在MEC上部署工业互联网平台,实现终端的管理和多种数据的融合;部署了全域数据湖源系统,并可根据场景需求灵活部署生产EPR、智能工艺优化等应用。

03 应用实效

此项目将UPF下沉至三花工业园区,在园区内实现5G网络全覆盖,同时新增车间产线应用数据采集、AGV、移动办公场景。在UPF侧部署边缘云MEC,同时在云端和边缘云分别部署工业互联平台和全域性溯源系统。

1、有效提升三花产线上线时长,把产线上线时长由原本的14天缩短到1天。

2、降低了数据丢失导致的废品率,因数据丢失而导致的废品率从原来的1%下降到0.3%。

3、缩短了生产瓶颈节拍时长,将生产瓶颈节拍时长由原来的25秒缩短到21秒。

4、优化了碳排放产能,响应国家双碳战略目标,通过优化产能,每年可减少碳排放414吨。

项目上线后,仅水泵单产品线收益综合提升就接近11%,一年将提升收益 704万元,而仅滨海工厂的总计收益每年将达到约1.76亿元。

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