基于UPF下沉園區的三(san)花5G未來工廠項目
報送單位(wei)：中國(guo)電信股份(fen)有限(xian)公(gong)司浙江分公(gong)司
主(zhu)營業務(wu)：經營與通信及信息業務(wu)相關的(de)系統(tong)集成(cheng)、技術(shu)開發、技術(shu)服(fu)務(wu);通信產品的(de)銷(xiao)售(shou)、設計、安裝;信息咨詢(xun);廣告服(fu)務(wu)。
合(he)作單(dan)位：三花集團(tuan)
01 案例概述
本(ben)項目由中(zhong)國電(dian)信(xin)和(he)三花集(ji)團(tuan)共同打造(zao)“1+2+2”模式(shi)云網(wang)邊體(ti)化工(gong)(gong)業互(hu)聯(lian)的未來智慧工(gong)(gong)廠。其(qi)中(zhong)“1”代表(biao)5G定制化工(gong)(gong)業專網(wang);第(di)一(yi)個“2”代表(biao)核(he)心云端和(he)邊緣云;第(di)二個“2”代表(biao)工(gong)(gong)業互(hu)聯(lian)平臺和(he)工(gong)(gong)業互(hu)聯(lian)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(mo)型接入邊緣側，形成(cheng)物理世界資(zi)產對象與數字空間業(ye)(ye)務應用(yong)(yong)的虛實映(ying)射;同時通過在(zai)核心云(yun)端(duan)和(he)邊緣云(yun)部署工業(ye)(ye)互聯平合和(he)工業(ye)(ye)互聯APPS支(zhi)撐各類業(ye)(ye)務應用(yong)(yong)的開發和(he)實現(xian)，目(mu)前此項目(mu)已在(zai)三花紹興濱(bin)海工廠落地(di)。
1、對上行并發帶(dai)寬(kuan)的要(yao)求(qiu)不斷(duan)提高(gao)：以(yi)三花(hua)熱泵總成這個產品為(wei)例，一個產線需要(yao)采集(ji)600多個生產數(shu)(shu)據，其中包含(han)了25張高(gao)清或(huo)3D的圖片(pian)，1段音頻，這個需求(qiu)對上行并發帶(dai)寬(kuan)提出了比(bi)以(yi)往更高(gao)的要(yao)求(qiu)，帶(dai)寬(kuan)不足極其容易出現(xian)數(shu)(shu)據丟包的現(xian)象。
2、國(guo)家政(zheng)策(ce)加劇升(sheng)級壓力：現階段國(guo)家對汽車(che)行業的(de)節(jie)能減排有(you)硬性(xing)要求，這樣就需公司不斷的(de)優化生產節(jie)拍，減少碳排放以至于(yu)達(da)到國(guo)家符合(he)的(de)標(biao)準(zhun)。
3、布線(xian)(xian)改造時間長，亟(ji)需“剪辮子”：三花在2021年平均(jun)每月需新建4條產線(xian)(xian)，同時由(you)于產品的快速迭代，產線(xian)(xian)調整平均(jun)每個(ge)月就有2次，因此尋求更(geng)有效的方式來節省布線(xian)(xian)時間，實現產線(xian)(xian)快速上線(xian)(xian)變得更(geng)加緊迫(po)。
基于以上因素，三(san)花構建一個“產品全生命周期采(cai)集分(fen)析(xi)的IT系統和大容量、無線化、低時延的CT網(wang)絡(luo)”來應(ying)對現階段產生的各項(xiang)問(wen)題。
02 關鍵技術
1、三(san)花(hua)MEC邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)部(bu)署。通過在(zai)5G定制專網下沉的(de)UPF側(ce)部(bu)署MEC邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)資源，主要包括(kuo)邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)節點、邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應(ying)用(yong)(yong)和邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)設備。平臺邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)側(ce)的(de)智能網關支(zhi)(zhi)持以容器(qi)的(de)形式將邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應(ying)用(yong)(yong)快(kuai)速部(bu)署到邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)節點運(yun)(yun)行;通過把(ba)邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應(ying)用(yong)(yong)程序(xu)上(shang)傳到倉庫，在(zai)平臺上(shang)創建邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應(ying)用(yong)(yong)，然后(hou)將邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)應(ying)用(yong)(yong)部(bu)署到邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)節點運(yun)(yun)行;支(zhi)(zhi)持對應(ying)用(yong)(yong)進行版本的(de)升級、卸(xie)載、監(jian)控和日志采集，具(ju)體功能包括(kuo)上(shang)傳容器(qi)鏡像、部(bu)署容器(qi)應(ying)用(yong)(yong)、升級容器(qi)應(ying)用(yong)(yong)、監(jian)控容器(qi)應(ying)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工業互聯網平臺+應用系(xi)統”的“全域性溯源系(xi)統”。
(1)端側和網(wang)側：部(bu)署5G工業(ye)(ye)網(wang)關(guan)，提供多種(zhong)工業(ye)(ye)通(tong)信(xin)接口和協議，向(xiang)下接入(ru)(ru)各種(zhong)現場設(she)備和數(shu)據采集設(she)備，向(xiang)上通(tong)過5G模組(zu)接入(ru)(ru)5G網(wang)絡;以室分+宏(hong)站實現產線覆蓋，并將UPF下沉(chen)至園(yuan)區，實現數(shu)據的本地(di)處(chu)理，滿(man)足安(an)全要求的同時，降低業(ye)(ye)務時延。
(2)平臺(tai)側(ce)和應(ying)用側(ce)：在MEC上部(bu)(bu)署工(gong)業互聯網平臺(tai)，實現終端(duan)的(de)管理和多種數據的(de)融合;部(bu)(bu)署了(le)全域數據湖源系(xi)統，并可根據場(chang)景需求靈(ling)活部(bu)(bu)署生產EPR、智能工(gong)藝優化等(deng)應(ying)用。
03 應用實效
此項目(mu)將UPF下(xia)沉至(zhi)三花工業園區(qu)，在(zai)(zai)園區(qu)內實(shi)現(xian)5G網(wang)絡(luo)全覆(fu)蓋，同時(shi)新增(zeng)車間產線應用(yong)數據采集、AGV、移動辦公場景(jing)。在(zai)(zai)UPF側部署邊緣云MEC，同時(shi)在(zai)(zai)云端和邊緣云分別部署工業互聯(lian)平臺和全域性溯源系統。
1、有效提升三花(hua)產(chan)線(xian)上線(xian)時長，把產(chan)線(xian)上線(xian)時長由原(yuan)本的14天縮短到1天。
2、降低了數(shu)據丟失(shi)導(dao)致的廢品率，因數(shu)據丟失(shi)而導(dao)致的廢品率從(cong)原來(lai)的1%下降到0.3%。
3、縮(suo)短(duan)(duan)了生產(chan)瓶頸節拍時(shi)長，將生產(chan)瓶頸節拍時(shi)長由原(yuan)來的(de)25秒縮(suo)短(duan)(duan)到21秒。
4、優化(hua)了碳排(pai)(pai)放產能(neng)，響應國(guo)家雙碳戰略目(mu)標，通過優化(hua)產能(neng)，每年可減(jian)少碳排(pai)(pai)放414噸。
項(xiang)目上線(xian)后，僅(jin)水泵單產品線(xian)收(shou)(shou)益綜合提(ti)升(sheng)就接近11%，一年將(jiang)提(ti)升(sheng)收(shou)(shou)益 704萬元(yuan)，而(er)僅(jin)濱海工廠的總計收(shou)(shou)益每(mei)年將(jiang)達到(dao)約(yue)1.76億元(yuan)。
