基于5G工业互联网在精细化工领域的安全应用

今日分享6个5G+工业互联网创新应用案例。 5G创新应用案例是由浙江省经济和信息化厅通过组织开展浙江省5G产业及应用情况调查收集而来，在省经济和信息化厅指导下，由浙江省5G产业联盟主编完成的。        

一、基于5G工业互联网在精细化工领域的安全应用

报送单位：中国电信股份有限公司杭州分公司

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：浙江新安化工集团股份有限公司、浙江中控智新科技有限公司、杭州海康威视数字技术股份有限公司

01 案例概述

新安集团作为国内硅基新材料的龙头企业，具有完整产业链，形成硅橡胶、硅油、硅树脂、硅烷偶联剂四大系列产品。目前，单体生产产量位居全国第二，技术全球一流，下游系列产品种类最齐全、规模最大，技术国内领先。目前我国处在创新发展的关键时期，新安自身通过智能制造新模式应用，实现危险化学品安全生产风险监测预警系统和数据采集工作，是集团发展强烈的内在需求和动力，同时作为行业龙头新安也有义务通过智能制造技术的应用，为整个行业高发展的提供良好的示范经验。

本项目利用了5G技术大带宽、低延迟、广连接的技术优势，并将Al能力赋能到覆盖厂区的视频监控资源，实现化工工业生产应用场景的优化。平台在企业现有基础上，对选定的建筑、核心设备进行高精度还原建模，对重点生产设备关键数据进行采集和汇聚，并通过实时渲染三维可视化场景进行叠加展示和管理查询；构筑底层视频分析能力平台，将存量摄像头汇聚接入，同时增设移动布控摄像头，借助5G网络将视频接入平台，打造了基于人工智能的5G+AI安防监护、基于精准定位的5G+防爆终端安全生产管理等场景化应用。

通过本项目，建设面向“互联网+”协同制造的典型企业5G项目，推动5G技术与工业网络、工业软件、控制系统融合，加快工业协同制造平台及解决方案的推广及应用，促进制造业数字化、网络化、智能化转型升级。 建设总体目标通过5G、AI机器视觉、高精度定位，构建针对化工企业特点的几大业务场景，建立集安全、生产、环保、指挥和通信于一体，实现： 1、利用5G网络的低时延、大带宽特性，实现车间内高清视频实时回传； 2、视频流经过5G基站，传至视频服务器，平台从服务器拉流，最终呈现在客户信息中心； 3、对车间内部进行有效管理，如工人行为分析、穿戴检测、危化品运输监测等。

 

02 关键技术

边缘计算、云计算、网络切片。

03 应用实效

1、近中点功率精准共享之后，用户速率有明显增益。功率精准分配和速率增益趋势一致。 2、远点在SSB boosting 之后，用户速率增益明显，功率精准分配和速率增益趋势一致；但是如果没有Boosting，速率增益不明显。因此还可以作为下一步的继续加大研究和探索的方向。        

二、吉利5G+C2M智链工厂项目

报送单位：中国联合网络通信有限公司浙江省分公司

主营业务：经营与通信及信息业务相关的系统集成、设备销售、设计施工业务;技术开发、技术服务、技术咨询、技术培训;寻呼机、手机及其配件的销售、维修,电信卡的制作、销售;客户服务;房屋租赁;编辑、出版、发行电话号码簿。

合作单位：中国联合网络通信有限公司宁波市分公司、宁波杭州湾吉利部件有限公司

01 案例概述

吉利汽车作为连续五年蝉联中国品牌乘用车年度销量冠军的大型汽车生产制造企业，始终坚持技术创新，以智能科技推动产线智能化，实现个性化定制，开创多元化的盈利新模式。2021年推出全新纯电品牌极氪快速构建了完整的纯电智能科技生态体系，首款车型极氪001自2021年10月开始交付以来，4个月累计交付12453台，平均订单价达33.5万人民币。   作为浙江省首批未来工厂中的“头雁工厂”，极氪工厂全面采用行业领先的智能化、自动化设备。截至2022年2月，极氪工厂仅用110天，达到交付两破万，成为造车新势力最快破万的企业。  

本项目采用5G+MEC的组网方式，利用5G网络的特性，由5G网关采集机器人、PLC、焊机、AGV、视觉检测相机、MRAR等设备的数据，并将数据传输至园区MEC，通过其本地数据回流能力保证数据不出园区及低时延和高安全可靠。同时通过MEC上部署的IOT平台及大数据平台，挖掘不同业务场景的数据价值，最大化的使用数据，通过各类工业APP赋能业务场景，从而提高生产效率和质量水平。

02 关键技术

5G行业虚拟专网、边缘计算、网络切片、大数据、云计算、人工智能。

03 应用实效

1、结合5G大带宽、低时延、多连接的特性，并结合5G网关组网与配置简单方便、支持多种工业协议解析、全工业级硬件设计、超大规模应用以及可与PLC系统深度融合等特点，对机器人、PLC、焊接数据进行了试点采集，并和AGV进行了联调。 2、结合5G大带宽、低时延的特性，吉利汽车在装配员工的培训和设备维修的远程协同上也已试点成功MR/AR,大大提高了培训效率和降低了设备的维修时间和费用。        

三、博威5G+双MEC未来工厂助力“天地对话”

报送单位：中国联合网络通信有限公司浙江省分公司

主营业务：经营与通信及信息业务相关的系统集成、设备销售、设计施工业务;技术开发、技术服务、技术咨询、技术培训;寻呼机、手机及其配件的销售、维修,电信卡的制作、销售;客户服务;房屋租赁;编辑、出版、发行电话号码簿。

01 案例概述

宁波博威包含总部（博曼特）、云龙、滨海三个厂区。完成5G覆盖，建设5G专网，实现业务本地分流。为了全面建成博威合金5G+智能工厂，经过反复交流和研讨，得出如下需求：

1、建设5G+MEC企业专网：随着集团MES系统即将在云龙、滨海三地三厂的上线运行，使得生产设备、PDA、扫码枪、车间办公电脑和打印机等MES数据采集终端的联网需求极为迫切，当前云龙、滨海三地三厂暂无WiFi，且传统WiFi亦存在丢包、AP切换等痛点，影响使用效果。 2、建设设备数据采集平台：车间弯头一体机、液压整形机、拉伸机、清洗机、自动弯管机、无屑下料机、斜口下料机、水平炉、钟罩炉、气垫炉、轧机、酸洗机等产线设备的生产过程数据采集、上传采用有线方式，手段传统，布线困难且成本高，难维护。 3、建设“工业网络一张网”：目前博威集团总部厂区、博曼特厂区、博得高科厂区、云龙厂区、滨海二期、滨海三期等园区都分别建设了专用于生产环境的基础网络平台，且各厂区互联通过VPN、裸纤等方式进行互联，存在工业终端接入节点分散、互联链路受外部因素影响容易中断、无法统一管控等痛点。  

项目总体建设目标是建设博威合金5G+智能工厂，利用5G、边缘计算等先进技术，建设覆盖博威三地三厂互联互通的网络基础设施，升级改善原有企业内网，具体如下：

1、构建基于5G+MEC的企业内网架构。建设博威合金5G+MEC企业5G专网，建成博威5G专网、监控网、SCADA网、办公网四大核心网络，保证生产设备、PDA、扫码枪、办公电脑和打印机等MES数据采集终端的联网和传输，通过MEC的本地分流能力，实现企业园区业务数据在内部闭环，确保数据不出园区，保证企业经营、生产、管理等数据的安全，打通IT与OT信息孤岛，实现企业内各要素、各环节、各系统、各平台互联互通，支撑企业内业务数据、管理数据、运营数据、生产数据实时动态交互； 2、建设5G+设备数采平台，利用5G专网+5G工业网关方式，替换原先采集和有线传输方式，有效降低设备数采的投资和维护成本，利用采集的完整的设备数据进行分析，从而为生产数字孪生和设备预测性维护提供数据支持。 3、博威合金5G+智能工厂的建设为最终实现工厂网络更快、更轻、更可靠，车间生产更智慧、更安全打下坚实基础。  

02 关键技术

5G行业虚拟专网、边缘计算。

03 应用实效

1、双专网保障生产不中断：建成国内首套双5G+MEC主备专网，区别于以往5G+工业互联网项目所实施的5G点状应用，通过本项目的成功实施和交付，转变和升级了宁波联通5G+工业互联网项目推广思路，提升综合竞争力；

2、5G工业互联网全面融入生产：浙江省第一个真正意义上将5G专网与企业生产全方位融合的5G+工业互联网项目，应用方面涉及工业PLC、PDA、扫码枪、云桌面、看板、车间办公电脑等应用，将5G网络深度融入到宁波博威合金企业的日常生产，全面体现“网、边、端、业”四位一体协同推进，助力5G网络在制造业的应用； 3、提升生产效率：项目方案和经验可复制到流程型制造企业，即企业无需再布有线和WiFi，解决了传统组网方式痛点，提升企业生产效率。        

四、雅戈尔5G+数字孪生未来工厂项目

报送单位：中国联合网络通信有限公司浙江省分公司

主营业务：经营与通信及信息业务相关的系统集成、设备销售、设计施工业务;技术开发、技术服务、技术咨询、技术培训;寻呼机、手机及其配件的销售、维修,电信卡的制作、销售;客户服务;房屋租赁;编辑、出版、发行电话号码簿。

01 案例概述

雅戈尔通过联通5G将AGV搬运系统与仓储系统、生产MES系统和管理系统的融合，构筑了服装行业可视化、可追溯的智能物流系统，协同华为MTM服装高级定制系统、PLM产品生命周期管理系统、MES智能制造等生产管理系统，提高生产效率10%以上。

通过5G全面应用，使雅戈尔西服工厂在生产端、营销端、物流端、研发端的连接更加紧密，反应速度更加迅捷，沟通更加简洁和精准。在该项目中，多项新技术将深入应用到雅戈尔智能制造的各个环节，实现业务在线、数据在线、协同在线和沟通在线。

本项目结合了5G网络大带宽、低时延、高可靠和超大连接的特性，运用了物联网、MEC边缘计算、大数据+AI人工智能分析等先进技术，可实现OT和IT数据的交互、融合，打通传统OT数据不出工厂的信息壁垒。

1、云边协同，跨省互通。通过5G混合专网与云联网的融合，云网一体、云边协同，实现雅戈尔国内三个跨省基地浙江宁波、吉利珲春、云南瑞丽生产数据互联互通。相较工业WIFI和4G，5G网络更能满足制造车间内数千个点位的联网和大流量数据交互需求。 2、5G助力，智能生产。雅戈尔与中国联通积极探索5G与全生产链的场景结合，第一阶段共落地了7项5G应用，包含面料剪裁、设备管理、自动产线、AGV物料配送、AI合规监测、AI面料监测和自动巡检等关键的生产环节，实现采、供、产的一体化协同。 3、虚拟运营，提升效能。依托数字孪生技术和低时延的5G网络，雅戈尔与中国联通携手开启5G智能制衣工厂2.0版，实现了雅戈尔西服工厂在地理信息、物理信息、运行逻辑上的1:1虚拟还原，实现产能预测、过程感知、转产辅助等功能，并通过产前验证，开展产线模拟运营，提升现实生产效能。  

02 关键技术

5G行业虚拟专网、边缘计算、网络切片、大数据、云计算、人工智能。

03 应用实效

项目完成后，可实现3000多套缝纫机的联网数据采集，预期标准工时提升至少20%，物料库存周期缩短15%，订单交付周期缩短至少10%，工人培训周期缩短至少50%，总体生产效率提升20%。直接产生经济效益预测：增加销售收入3亿，年创利润增加3000万元，年增税收1000万元，投资静态回收期约1.2年。

另外，生产力的提升，对公司开拓海外市场，提升国内市场占有率有很大帮助。订单全流程可控化的智能手机APP，为客户提供了实时订单信息，提高客户满意度。服装大规模个性化定制服务能够更加便捷有效地与三地生产线实时同步，提供智能排产选择。          

五、金卡智能智慧燃气5G系统项目

报送单位：金卡智能集团股份有限公司

主营业务：中国领先的数字能源产品与解决方案提供商，业务涵盖数字燃气、数字水务、能源计量等。

01 案例概述

金卡智能集团股份有限公司（以下简称“金卡智能”）是全球领先的燃气计量设备制造商及解决方案供应商，致力于成为基于5G、物联网、云计算、人工智能等信息化和数字化技术的公共事业数字化设备提供商和解决方案提供商。

该项目通过5G行业虚拟专网打造未来工厂，实现产线柔性部署。通过打造5G智能化产线，实现制造全过程质检。打造5G燃气产业大脑，基于5G 广连接特性及智能安全技术，赋能燃气运营企业实现现场终端接人，通过采集数据和智能分析，确保城市燃气安全稳定运营。网络方面，该案例以宏站与室分相结合的方式实现车间产线5G全覆盖，接入各类工厂生产设备，将UPF下沉至园区，通过MEC实现产线的高度柔性化部署。

此外，该项目实现5G+燃气产业大脑、5G+燃气管网运行预警监测和5G+智能监控三大场景应用。

（1）5G+燃气产业大脑：实现企业智慧安全运营

该场景采用模块化架构设计，通过5G广连接特性，实时监测“端—管—云”数据，实现现场终端接入、九大子系统集成，集智慧安全、智慧服务、智慧运营及智慧决策四位一体，将安全管理模式由被动防御变为主动感知，提升安全运营效率及可靠性，为燃气公司提供“一屏智管、一网统管”的运营模式。

（2）5G+燃气管网运行预警监测：保障管线安全

该场景通过5G广域网，汇聚5G智能传感终端实时采集的燃气管网数据，实时监测管网运行状态，使管网巡检效能提升25%，有效防止第三方施工破坏提升70%，隐患排查效率提升30%。让看不见的风险实时可见，切实守护城市安全生命线。

（3）5G+智能监控：打造无人值守场站门站

场站门站对安全违规零容忍，该场景通过5G大带宽、低时延特性，结合Al技术，保障每路高清视频上行带觉，使安全违规行为减少70%。依托机器人实现24小时自动巡检，通过5G网络将智能流量计、在线色谱仪、温压采集器等监控数据实时回传，当有第三方入侵可实时报警，隐患监测的及时率达到 100%。

02 关键技术

5G行业虚拟专网，5G+边缘计算，5G网络切片，定位，大数据，云计算。

03 应用实效

该案例的5G应用主要取得三大成效：

（1）工厂生产效率显著提升产能由每年600万台提升至800万台，综合生产效率提升20%。产品合格率提升至99.5%以上。

（2）管线运营成本降低，通过5G广域网打造5G燃气产业大脑，降低管网、场站巡检调度综合成本20%。

（3）安全进一步得以保障，该案例实现了3分钟出车、30分钟到达事故现场的“330标准”，施工安全事故率下降42%，降低燃气泄漏、爆炸事故率12%。

六、以5G为翼，助推西子洁能数字化腾飞

报送单位：中国电信股份有限公司杭州分公司

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、信息咨询(不含证券、期货咨询)、设备销售和设计与施工;设计、制作、代理、发布国内各类广告。

01 案例概述

西子清洁能源装备制造股份有限公司成立于1955年，前身为中国余热锅炉领军企业杭州锅炉集团股份有限公司，是杭州传统工业制造业的奠基。随着杭州城市定位的变化，西子洁能贯彻开拓创新、节能减排理念，积极响应浙江省委省政府数字化改革要求，大胆尝试应用5G、大数据等先进技术，努力成为工业互联网技术的领导者、节能减排事业的推动者、企业转型升级的践行者、科技进步创新的追求者，致力于成为全球领先的节能环保设备和能源利用整体解决方案供应商。

 

本项目由中国电信和西子清洁能源共同打造5G未来智慧工厂，利用5G网络将生产设备无缝连接，5G网络高性能、高速率、高可靠、低时延的特点、物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务，清楚掌握生产流程、提高生产过程的可控性、减少人工干预、及时正确地采集生产过程数据。

通过5G定制化工业专网将分布广泛、零散的人和设备相互交融接入边缘侧，同时通过在核心云端和边缘计算中心部署西子洁能AI安全管理平台、AR远程协同平台和数字化新能源三大平台。 云网边一体化三大平台要具备以下功能：

1、基于数采的设备管理、预测性维护；

2、能耗管理、分析类应用；

3、基于云网边协同的生产优化类应用；

4、基于云化平台的远程协同作业；

5、基于边缘节点的AI人工智能监控分析。

云网边一体化三大平台还支持横向多厂房协同，纵向供应链互联，整个产业集团系统化管理。  

02 关键技术

5G行业虚拟专网、网络切片、大数据、人工智能。

03 应用实效

精准的解决了像西子洁能这类工业制造业生产线上的痛点，协助传统工业制造业企业数字化转型。整套组网的优势在于：

1、满足车间级应用的带宽承载需求。该模式可适用于工业厂区智慧改造、园区安防等领域，应用市场广阔，商用部署要求相对简单，具有极高的可复制推广性。 2、从Iaas、Paas到Saas层为客户建设云+管+端+平台的一体化建设部署方案。 3、基于自有平台的多应用场景，帮助客户后续应用场景扩展。   在后续方案复制和推广中，本项目推广模式灵活可变，多场景应用，在未来传统工业企业数字化转型道路上大有可为。  

编辑：黄飞