浪潮通信技術依托浪潮5G無線網(wǎng)、核心網(wǎng)、端計算網(wǎng)關等全棧產(chǎn)品和數(shù)字化轉型服務經(jīng)驗，與海信空調聯(lián)手打造家電行業(yè)5G全連接工廠，探索5G在家電智能制造上的新發(fā)展。項目通過建設5G獨立專網(wǎng)與獨立基站，5G專網(wǎng)覆蓋解決傳統(tǒng)以太網(wǎng)組網(wǎng)復雜的難點，并通過5G網(wǎng)關實現(xiàn)設備5G聯(lián)網(wǎng)，為海信空調工廠生產(chǎn)設備提供5G聯(lián)網(wǎng)和數(shù)采服務，實現(xiàn)了工廠內(nèi)人、機、料、法、環(huán)全生產(chǎn)要素的全連接需求化。同時賦能生產(chǎn)設備遠程運維、設備遠端控制、視頻安全監(jiān)控、柔性生產(chǎn)、AGV改造等場景，有效提高了生產(chǎn)管理效率，數(shù)字化管理成本降低30%，生產(chǎn)效率提升70%，具有極強的標桿示范意義。
一、實施背景
在數(shù)字經(jīng)濟時代，5G技術已然成為賦能干行百業(yè)數(shù)字化轉型的“利器”，我國工業(yè)企業(yè)充分認識到數(shù)字化轉型的重要性，5G融合應用需求不斷增長。
海信空調成立于1996年，是中國最早致力于變頻空調研發(fā)、生產(chǎn)和推廣普及的企業(yè)，是集空調技術研發(fā)、生產(chǎn)制造、市場銷售、技術服務于一體的專業(yè)化企業(yè)。公司在國內(nèi)擁有青島、順德兩個研發(fā)中心，370余名研發(fā)人員，截止到2023年已取得國家級、省級、市級科研成果超過3000項。在全球擁有青島、江門、湖州3大生產(chǎn)基地，年產(chǎn)能1500萬套以上，遠銷全球160多個國家和地區(qū)。
在3大生產(chǎn)基地內(nèi)，平均每3分鐘就有1套空調下線，其總裝車間主要是通過AGV和機械臂進行物料運送，滿足裝配運輸需求。工廠內(nèi)原先以傳統(tǒng)以太網(wǎng)和WiFi為主，由于WiFi公共頻段干擾嚴重、跨AP卡頓頻發(fā)，導致設備常因通信中斷而引發(fā)產(chǎn)線停產(chǎn)，而數(shù)字化轉型背景下，面臨大量的設備需要進入，且工廠生產(chǎn)環(huán)境復雜，傳統(tǒng)以太網(wǎng)又無法靈活應對，因此希望通過5G方式對工廠網(wǎng)絡進行全面升級換代。海信空調數(shù)字化賦能制造全過程，數(shù)據(jù)的采集、存儲、傳輸、展現(xiàn)、分析與優(yōu)化都具備了良好的技術基礎，在這種背景下，制造業(yè)數(shù)字化轉型的浪潮勢不可擋。
二、實施目標
打造海信集團內(nèi)首家5G全連接智慧工廠，通過5G專網(wǎng)建設，為數(shù)字化轉型提供穩(wěn)定快速的網(wǎng)絡設施條件，實現(xiàn)跨業(yè)務、跨生產(chǎn)區(qū)域數(shù)據(jù)穩(wěn)定交互，從而實現(xiàn)生產(chǎn)全流程效率提升，質量直通率提高及各類新技術場景應用落地。
實現(xiàn)5G+IOT融合，海信空調三工廠全量生產(chǎn)設備接入，達到毫秒級IOT數(shù)據(jù)采集頻率，進行生產(chǎn)、質量、設備、能源、安全等全方位數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)真正數(shù)字化運營。
實現(xiàn)5G+MES應用，特別是針對前工序設備易挪動且布線復雜的環(huán)境，對沖片、彎管、脹管、干燥、焊接五大工序進行自動報工，實現(xiàn)前工序管理透明化。
實現(xiàn)5G+AGV運用，打破傳統(tǒng)AGV定位及調度方式，避免定位信號丟失現(xiàn)象，大幅提升物料配送效率。
三、建設內(nèi)容
浪潮創(chuàng)新性的在原有IT和OT的基礎上，引入CT能力，打造新型工業(yè)化基礎設施體系，通過建設以5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應用，賦能企業(yè)實踐，打造了海信空調5G全連接工廠標桿。目前已經(jīng)實現(xiàn)了5G、IOT、AI技術與企業(yè)業(yè)務信息化的融合，完成車間人、機、料、法、環(huán)全生產(chǎn)要素的連接，形成以數(shù)據(jù)為核心的5G全連接工廠標桿案例。實現(xiàn)了工廠數(shù)據(jù)全采集、管理自動化，有效提高了生產(chǎn)效率和運營管理效率。
（1）5G獨立專網(wǎng)建設
海信工廠5G獨立專網(wǎng)總體建設方案架構包括核心網(wǎng)、基站組成，其中5G核心網(wǎng)架構下沉模式。整體建設方案以5G數(shù)據(jù)分流技術為基礎，通過無線和控制網(wǎng)元的靈活定制，為行業(yè)用戶構建一張增強帶寬、低時延、數(shù)據(jù)不出園的基礎連接網(wǎng)絡。核心網(wǎng)用戶面網(wǎng)元UPF為行業(yè)用戶私有化部署，無線基站、核心網(wǎng)控制面網(wǎng)元AMF/SMF根據(jù)客戶需求靈活部署，為用戶提供部分物理獨享的5G專用網(wǎng)絡，AMF/SMF本地部署后將大大縮短控制面信令交互流程，適用于對時延敏感型場景。
通過5G輕量化核心網(wǎng)的全量下沉，建設5G獨立專網(wǎng)與獨立基站，實現(xiàn)不同終端的接入管理，專網(wǎng)專用，保證數(shù)據(jù)安全性和私密性。聚焦企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化及5G全連接工廠戰(zhàn)略理念，通過5G專網(wǎng)建設，為5G網(wǎng)絡的應用的提供低時延、高速率和廣連接的網(wǎng)絡通信，打造5G特色應用，通過各5G應用數(shù)據(jù)沉淀，構建工廠大數(shù)據(jù)中心，最終實現(xiàn)5G全連接工廠打造，實現(xiàn)全廠生產(chǎn)經(jīng)營提質、降本、增效、安全。
（2）5G+工業(yè)數(shù)采
搭建5G+IOT平臺，實現(xiàn)1000+臺生產(chǎn)設備入網(wǎng)，完全取代傳統(tǒng)以太網(wǎng)模式，大大降低生產(chǎn)現(xiàn)場安全隱患，覆蓋了生產(chǎn)現(xiàn)場所有自動化及關鍵質檢工序，能夠支持高頻傳感器數(shù)據(jù)采集，為設備預測性維護等AI場景提供數(shù)據(jù)基礎，同時為MES、WMS、QMS、EAM、EMS等業(yè)務層系統(tǒng)提供穩(wěn)定數(shù)據(jù)支撐，提高數(shù)據(jù)有效性和連續(xù)性，輔助數(shù)字化運營決策。
（3）設備智能運維
以工業(yè)數(shù)據(jù)采集服務為能力，搭建企業(yè)設備遠程運維系統(tǒng)，通過定制化服務不斷對企業(yè)設備數(shù)據(jù)采集和運維管理進行改造和創(chuàng)新，賦能各類生產(chǎn)設備遠程運維場景。為企業(yè)用戶提供實時設備狀態(tài)監(jiān)管、故障診斷和智能化預防性維修服務，提高設備的穩(wěn)定性和智能化水平，實現(xiàn)工業(yè)設備管理數(shù)字化、系統(tǒng)化、精益化。
為設備維護管理人員提供精確維修對策方案選項，真正減少不可預測因素對生產(chǎn)的影響，如設備性能劣化、精度衰減、能力損失、結構性偏差、自然老化等，徹底改變被動等待維修，實現(xiàn)由經(jīng)驗性維修到預防性維修的轉變。
（4）5G+MES
實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的各類過程信息實現(xiàn)全程可追溯，如用于記錄工件信息和加工參數(shù)的工況類信息，用于影響因素、過程參數(shù)、環(huán)境參數(shù)等設備健康評估的狀態(tài)類信息，以及下線記錄信息，形成產(chǎn)品生產(chǎn)追溯表。
對設備型號、規(guī)格進行電子化管理，形成電子檔案。設備臺賬、點檢、保養(yǎng)、維修等管理實現(xiàn)數(shù)字化，通過傳感器采集設備的相關工藝參數(shù)，連通5G網(wǎng)絡傳輸邊緣網(wǎng)關，自動在線監(jiān)測設備工作狀態(tài)，實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)處理和分析判斷，及時進行設備故障自動報警和預診斷，保證設備健康運轉，為生產(chǎn)服務。
（5）5G+AGV改造
圍繞當前工廠生產(chǎn)環(huán)境下AGV小車物料搬運過程中存在的網(wǎng)絡卡頓、運行中斷等問題，基于浪潮智能5G網(wǎng)關產(chǎn)品能力，打造5G網(wǎng)關+AGV改造解決方案，完成AGV改造，滿足5G智慧物流先進裝備全業(yè)務應用部署的需要。
工廠傳統(tǒng)AGV小車通過WiFi連接網(wǎng)絡，在運輸過程中因為無線AP的切換導致卡頓5到10秒，極端情況下需手動觸發(fā)重啟，WiFi信號在遇到門、墻、貨架時容易出現(xiàn)丟包，導致AGV運行中斷，倉儲物流過程中出錯、效率低甚至停擺。5G網(wǎng)絡具備大帶寬、低時延、廣連接的特性，AGV在數(shù)據(jù)上傳、廠區(qū)內(nèi)大規(guī)模部署的情況下具有更好的網(wǎng)絡技術支持；AGV在運行過程中大量信息可以通過5G網(wǎng)絡發(fā)往云平臺，由云計算服務完成數(shù)據(jù)的實時過濾、分析，使得系統(tǒng)實時監(jiān)控，設備實時維穩(wěn)，AGV運行更智能；實現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境下AGV導航定位、安全識別、物料調撥轉送、流暢運輸和自動化搬運等功能，提高了工廠的生產(chǎn)效率，節(jié)省人工成本，整體實現(xiàn)生產(chǎn)車間的5G智能化升級。
四、實施效果
通過對海信空調生產(chǎn)環(huán)境進行5G改造，通過網(wǎng)關實現(xiàn)設備5G聯(lián)網(wǎng)，實時采集廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)設備的運行狀態(tài)、參數(shù)及產(chǎn)量信息等，對生產(chǎn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)進行監(jiān)控分析，實現(xiàn)數(shù)字化運營，同時為物流設備提供調度引導，解決了信號丟失問題。原來需要人工定期巡檢的設施，通過5G設備可以進行實時檢測分析，提升廠區(qū)設備利用率，壓縮設備故障的影響時長，有效提升設備產(chǎn)能。實現(xiàn)工廠全生產(chǎn)要素透明化，防止事后追溯，為MES、WMS、PLM等提供支撐，數(shù)據(jù)準確性達到99%，數(shù)字化管理成本降低30%，生產(chǎn)效率提升70%。
賦能工廠數(shù)字化改造升級，提升家電制造數(shù)字化、智能化和綠色化水平。提供各項考核管理數(shù)據(jù)支撐，產(chǎn)線工人在工作中可以借助數(shù)字化的能力賦能，提高單人產(chǎn)能和收入，提升工廠整體管理效率降低成本。工業(yè)企業(yè)實施智能化改造、綠色改造和技術改造等“三大改造”，不僅是自身轉型升級的要求，也是實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟高質量發(fā)展的必由之路。