基于UPF下沉園區的三花5G未來工廠項目
報送單位(wei)：中國電信股份有限公(gong)司浙江分公(gong)司
主營(ying)業(ye)務(wu)：經營(ying)與通(tong)信(xin)及(ji)信(xin)息(xi)業(ye)務(wu)相關的(de)系統集成、技(ji)術(shu)開發(fa)、技(ji)術(shu)服務(wu)；通(tong)信(xin)產品(pin)的(de)銷售(shou)、設計、安裝；信(xin)息(xi)咨詢；廣告服務(wu)。
合作單位：三花集團
01 案例概述
本項目由中國電信和三花集團共同打造“1+2+2”模式云網邊體化工業互聯的未來智慧工廠。其中“1”代表5G定制化工業專網；第一個“2”代表核心云端和邊緣云；第二個“2”代表工業互聯平臺和工業互聯APPS。
通過5G定制化工業專網將分布廣泛，零散的人、機器和設備以數字孿生模型接入邊緣側(ce)，形成物理(li)世(shi)界資產對象(xiang)與數(shu)字(zi)空間業務(wu)應(ying)用(yong)的虛實映射(she)；同時通過在核心(xin)云端和邊緣云部(bu)署工(gong)(gong)業互聯(lian)平(ping)合和工(gong)(gong)業互聯(lian)APPS支撐各類業務(wu)應(ying)用(yong)的開發和實現，目前此項目已在三花紹興(xing)濱海工(gong)(gong)廠落(luo)地。
1、對上行并(bing)發帶(dai)寬(kuan)的要求不斷提高：以三(san)花熱泵總成這個(ge)產(chan)品(pin)為例(li)，一個(ge)產(chan)線需(xu)要采集(ji)600多個(ge)生產(chan)數據(ju)，其(qi)中包含了25張(zhang)高清或3D的圖(tu)片，1段音頻(pin)，這個(ge)需(xu)求對上行并(bing)發帶(dai)寬(kuan)提出(chu)了比以往更高的要求，帶(dai)寬(kuan)不足極其(qi)容易出(chu)現數據(ju)丟包的現象。
2、國(guo)家(jia)政策加劇升級壓力：現階(jie)段(duan)國(guo)家(jia)對汽車行業的(de)(de)節能減排有硬性要(yao)求，這樣就(jiu)需(xu)公(gong)司不(bu)斷的(de)(de)優化生產節拍，減少碳(tan)排放以至于達到(dao)國(guo)家(jia)符(fu)合的(de)(de)標準。
3、布線(xian)(xian)(xian)改造時(shi)間長，亟需(xu)“剪辮子”：三花在2021年平(ping)均每(mei)月需(xu)新建4條產線(xian)(xian)(xian)，同(tong)時(shi)由(you)于產品的快速(su)迭(die)代，產線(xian)(xian)(xian)調整平(ping)均每(mei)個月就有(you)2次，因此尋求更有(you)效的方式(shi)來節省布線(xian)(xian)(xian)時(shi)間，實現產線(xian)(xian)(xian)快速(su)上線(xian)(xian)(xian)變得更加緊(jin)迫(po)。
基(ji)于以上(shang)因素，三花構建一個(ge)“產(chan)品全生命周(zhou)期(qi)采集分析的IT系統和大容量、無(wu)線化、低(di)時延的CT網絡”來應對(dui)現階段(duan)產(chan)生的各(ge)項問題(ti)。
02 關鍵技術
1、三花(hua)MEC邊(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)部(bu)署(shu)。通過在5G定制(zhi)專網(wang)下沉的(de)UPF側部(bu)署(shu)MEC邊(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)資源(yuan)，主(zhu)要(yao)包(bao)括邊(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)節(jie)點(dian)、邊(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應(ying)用(yong)(yong)(yong)和邊(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)設備。平(ping)臺邊(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)側的(de)智能網(wang)關支持以容(rong)器的(de)形式將邊(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應(ying)用(yong)(yong)(yong)快速部(bu)署(shu)到(dao)邊(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)節(jie)點(dian)運行(xing)；通過把邊(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應(ying)用(yong)(yong)(yong)程(cheng)序(xu)上傳(chuan)到(dao)倉庫，在平(ping)臺上創(chuang)建邊(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應(ying)用(yong)(yong)(yong)，然后將邊(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應(ying)用(yong)(yong)(yong)部(bu)署(shu)到(dao)邊(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)節(jie)點(dian)運行(xing)；支持對應(ying)用(yong)(yong)(yong)進行(xing)版本的(de)升級、卸載(zai)、監(jian)控和日志采集，具體功能包(bao)括上傳(chuan)容(rong)器鏡(jing)像、部(bu)署(shu)容(rong)器應(ying)用(yong)(yong)(yong)、升級容(rong)器應(ying)用(yong)(yong)(yong)、監(jian)控容(rong)器應(ying)用(yong)(yong)(yong)等。
2、三花5G+全域性溯源系統部署。構建了基于5G的“工業網關+下沉UPF工業互聯網平(ping)臺+應用系(xi)統”的(de)“全域性溯源系(xi)統”。
（1）端側(ce)和(he)(he)網(wang)側(ce)：部署5G工(gong)業(ye)網(wang)關，提供多種(zhong)工(gong)業(ye)通信接口和(he)(he)協議，向(xiang)下(xia)接入各種(zhong)現(xian)場設(she)(she)備和(he)(he)數(shu)據采集設(she)(she)備，向(xiang)上(shang)通過(guo)5G模(mo)組接入5G網(wang)絡；以室分+宏(hong)站(zhan)實現(xian)產線覆(fu)蓋，并將UPF下(xia)沉至園區，實現(xian)數(shu)據的(de)本地處理，滿足安全(quan)要求的(de)同(tong)時，降(jiang)低業(ye)務時延。
（2）平(ping)臺側和(he)應用側：在MEC上部署(shu)工(gong)業(ye)互聯網平(ping)臺，實現(xian)終端的管理和(he)多種數據(ju)的融(rong)合；部署(shu)了全(quan)域數據(ju)湖(hu)源系(xi)統，并(bing)可根據(ju)場景需(xu)求靈活(huo)部署(shu)生產(chan)EPR、智能工(gong)藝(yi)優化等應用。
03 應用實效
此項目將UPF下沉至三(san)花工業園區，在園區內實現(xian)5G網(wang)絡全覆(fu)蓋，同時(shi)新增車間產線應用數據采集、AGV、移動辦(ban)公場(chang)景。在UPF側部署邊(bian)緣云(yun)MEC，同時(shi)在云(yun)端和(he)邊(bian)緣云(yun)分別部署工業互聯平臺和(he)全域性(xing)溯源(yuan)系統。
1、有效提升三花產(chan)線(xian)上線(xian)時(shi)長，把產(chan)線(xian)上線(xian)時(shi)長由原本的14天縮短到1天。
2、降低了數據丟失導(dao)致的廢(fei)品(pin)率，因數據丟失而導(dao)致的廢(fei)品(pin)率從原來(lai)的1%下降到0.3%。
3、縮短了生產瓶頸(jing)節拍時長，將生產瓶頸(jing)節拍時長由原(yuan)來的25秒縮短到21秒。
4、優化了碳(tan)排(pai)放產能，響(xiang)應(ying)國家雙碳(tan)戰略目標，通過(guo)優化產能，每(mei)年可減少碳(tan)排(pai)放414噸。
項目(mu)上線后，僅水(shui)泵單產品(pin)線收(shou)益綜合提(ti)升就接近11%，一年將提(ti)升收(shou)益 704萬元，而僅濱海工廠的(de)總計收(shou)益每年將達到約(yue)1.76億元。
