基于UPF下沉園區的三花5G未來工廠項目
報(bao)送單位：中國(guo)電信股份有限公(gong)司(si)浙江分公(gong)司(si)
主營業務：經營與通(tong)信(xin)及信(xin)息(xi)業務相關的系統(tong)集成(cheng)、技術(shu)(shu)開(kai)發(fa)、技術(shu)(shu)服務；通(tong)信(xin)產品的銷售、設(she)計、安裝；信(xin)息(xi)咨詢；廣告服務。
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(yuan)側，形成(cheng)物理世界資產對(dui)象與數字空間業務應(ying)用的(de)虛實映射；同時通過在核心云(yun)端和邊緣(yuan)云(yun)部署工業互聯(lian)(lian)平(ping)合和工業互聯(lian)(lian)APPS支撐(cheng)各類業務應(ying)用的(de)開發和實現，目前(qian)此項目已在三花(hua)紹興濱(bin)海工廠落(luo)地。
1、對(dui)上行并發帶(dai)寬的(de)要(yao)求不(bu)斷提(ti)高(gao)：以(yi)三花熱泵(beng)總成這(zhe)個產(chan)(chan)品為例，一個產(chan)(chan)線(xian)需要(yao)采集600多個生產(chan)(chan)數據，其(qi)中包含了25張高(gao)清或3D的(de)圖片(pian)，1段音(yin)頻(pin)，這(zhe)個需求對(dui)上行并發帶(dai)寬提(ti)出(chu)了比以(yi)往更(geng)高(gao)的(de)要(yao)求，帶(dai)寬不(bu)足(zu)極(ji)其(qi)容易出(chu)現數據丟包的(de)現象。
2、國家(jia)(jia)政策加劇升級壓(ya)力：現階段國家(jia)(jia)對汽(qi)車(che)行業的節(jie)能減排有硬性要求，這(zhe)樣(yang)就(jiu)需公司不斷的優化生產節(jie)拍，減少碳排放(fang)以至于達到國家(jia)(jia)符(fu)合的標(biao)準。
3、布線(xian)(xian)改造時間長(chang)，亟需“剪辮(bian)子”：三花(hua)在(zai)2021年(nian)平均(jun)(jun)每月需新建4條(tiao)產線(xian)(xian)，同時由于產品(pin)的(de)快速迭代，產線(xian)(xian)調整平均(jun)(jun)每個月就有(you)2次，因此尋求更(geng)(geng)有(you)效(xiao)的(de)方式(shi)來節省(sheng)布線(xian)(xian)時間，實現產線(xian)(xian)快速上線(xian)(xian)變得更(geng)(geng)加緊迫(po)。
基于(yu)以上(shang)因(yin)素(su)，三花構(gou)建(jian)一(yi)個“產(chan)品全生命周期采(cai)集分析的(de)IT系統和大容量、無線化、低時(shi)延的(de)CT網絡”來應對現階段產(chan)生的(de)各項問題。
02 關鍵技術
1、三花MEC邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)部署(shu)(shu)。通(tong)過(guo)在5G定(ding)制專(zhuan)網(wang)下沉的(de)(de)UPF側部署(shu)(shu)MEC邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)資源，主要包括邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)節(jie)點、邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應用(yong)(yong)和邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)設(she)備(bei)。平臺邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)側的(de)(de)智能網(wang)關支(zhi)持以容(rong)器(qi)的(de)(de)形式將邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應用(yong)(yong)快速部署(shu)(shu)到邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)節(jie)點運行；通(tong)過(guo)把邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應用(yong)(yong)程序(xu)上(shang)(shang)(shang)傳到倉庫，在平臺上(shang)(shang)(shang)創建邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應用(yong)(yong)，然(ran)后(hou)將邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應用(yong)(yong)部署(shu)(shu)到邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)節(jie)點運行；支(zhi)持對應用(yong)(yong)進行版本的(de)(de)升(sheng)級、卸載、監控(kong)和日志采集(ji)，具體功(gong)能包括上(shang)(shang)(shang)傳容(rong)器(qi)鏡(jing)像、部署(shu)(shu)容(rong)器(qi)應用(yong)(yong)、升(sheng)級容(rong)器(qi)應用(yong)(yong)、監控(kong)容(rong)器(qi)應用(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(tong)”的“全域性溯(su)源(yuan)系(xi)統(tong)”。
（1）端側和網(wang)(wang)側：部署5G工業網(wang)(wang)關，提供多種工業通信(xin)接(jie)(jie)口和協議，向下接(jie)(jie)入各種現場設備和數(shu)(shu)據采(cai)集設備，向上通過5G模組接(jie)(jie)入5G網(wang)(wang)絡；以室分(fen)+宏(hong)站(zhan)實(shi)現產線覆蓋，并將UPF下沉至園區，實(shi)現數(shu)(shu)據的(de)(de)本(ben)地處理，滿足安全(quan)要求(qiu)的(de)(de)同時，降低業務時延(yan)。
（2）平(ping)臺(tai)側和(he)應用側：在MEC上(shang)部署工業互聯(lian)網平(ping)臺(tai)，實現終端的管(guan)理和(he)多種數據的融合(he)；部署了全域數據湖源系統，并(bing)可(ke)根(gen)據場(chang)景需求(qiu)靈活部署生(sheng)產EPR、智能工藝優化等應用。
03 應用實效
此項目將(jiang)UPF下沉至三花工(gong)業園(yuan)區(qu)，在(zai)園(yuan)區(qu)內實現(xian)5G網絡全(quan)覆蓋，同時(shi)新增車間產線應用數(shu)據(ju)采(cai)集、AGV、移動辦公場景(jing)。在(zai)UPF側部(bu)署邊緣云(yun)MEC，同時(shi)在(zai)云(yun)端和邊緣云(yun)分(fen)別部(bu)署工(gong)業互聯平臺和全(quan)域性(xing)溯源系(xi)統。
1、有效提(ti)升三花(hua)產(chan)線(xian)上(shang)(shang)線(xian)時長(chang)，把產(chan)線(xian)上(shang)(shang)線(xian)時長(chang)由原本(ben)的(de)14天縮短到1天。
2、降低了數據(ju)丟失導致(zhi)(zhi)的廢品(pin)率，因數據(ju)丟失而導致(zhi)(zhi)的廢品(pin)率從(cong)原(yuan)來的1%下降到0.3%。
3、縮(suo)短了生產瓶(ping)頸節拍時長(chang)，將生產瓶(ping)頸節拍時長(chang)由原(yuan)來的25秒縮(suo)短到21秒。
4、優(you)(you)化了(le)碳(tan)排放產能，響應國家雙碳(tan)戰略目標，通過(guo)優(you)(you)化產能，每年可減(jian)少碳(tan)排放414噸。
項(xiang)目上線后，僅(jin)水泵(beng)單(dan)產品(pin)線收(shou)(shou)益(yi)綜合提升(sheng)就接(jie)近11%，一年將提升(sheng)收(shou)(shou)益(yi) 704萬元(yuan)，而僅(jin)濱海工廠的總計收(shou)(shou)益(yi)每年將達到約1.76億元(yuan)。
