包含砂石礦業都適應的又一個數字化建設指南來了！
發布日期：2021-06-07 03:11:53 點擊量：1 標簽：政策法規
關于發布“5G+工業互聯網”十個典型應用場景和五個重點行業實踐情況的通知各省、自治區、直轄市及計劃單列市、新疆生產建設兵團工業和信息化主管部門，各省、自治區、直轄市通信管理局，各相關單位：
2019年11月，工業和信息化部辦公廳印發《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》（工信廳信管〔2019〕78號），推動“5G+工業互聯網”融合創新發展。一年多來，在產業各方共同努力下，“5G+工業互聯網”在建項目已超過1500個，覆蓋20余個國民經濟重要行業，在實體經濟數字化、網絡化、智能化轉型升級進程中發揮了重要作用。為系統總結發展成效，向更多行業和企業應用“5G+工業互聯網”提供具有借鑒意義的模式和經驗，我局會同各省（自治區、直轄市）工業和信息化主管部門、通信管理局，經地方推薦、企業報送、專家評審等環節，總結形成《“5G+工業互聯網”十個典型應用場景和五個重點行業實踐》，具體介紹10個典型場景及5個重點行業“5G+工業互聯網”的實際應用情況。現將上述成果文件予以發布，供產業各方參考。后續，工業和信息化部將持續推動產業創新發展，擬于年內再發布一批“5G+工業互聯網”典型場景和重點行業。附件1：“5G+工業互聯網”十個典型應用場景和五個重點行業實踐
附件2：一圖讀懂“5G+工業互聯網”十個典型應用場景和五個重點行業實踐
工業和信息化部信息通信管理局
2021年5月31日
“5G+工業互聯網”十個典型應用場景和五個重點行業實踐一、典型場景
協同研發設計
場景描述：協同研發設計主要包括遠程研發實驗和異地協同設計兩個環節。遠程研發實驗是指利用5G及增強現實/虛擬現實（AR/VR）技術建設或升級企業研發實驗系統，實時采集現場實驗畫面和實驗數據，通過5G網絡同步傳送到分布在不同地域的科研人員；科研人員跨地域在線協同操作完成實驗流程，聯合攻關解決問題，加快研發進程。異地協同設計是指基于5G、數字孿生、AR/VR等技術建設協同設計系統，實時生成工業部件、設備、系統、環境等數字模型，通過5G網絡同步傳輸設計數據，實現異地設計人員利用洞穴狀自動虛擬環境（CAVE）仿真系統、頭戴式5G AR/VR、5G便攜式設備（Pad）等終端接入沉浸式虛擬環境，實現對2D/3D設計圖紙的協同修改與完善，提高設計效率。基礎條件：企業具有較為豐富的數字化研發與設計經驗、較完善的數字化管理流程，具備跨地域5G網絡接入能力，以及AR/VR等基礎設施的建設條件。遠程設備操控
場景描述：綜合利用5G、自動控制、邊緣計算等技術，建設或升級設備操控系統，通過在工業設備、攝像頭、傳感器等數據采集終端上內置5G模組或部署5G網關等設備，實現工業設備與各類數據采集終端的網絡化，設備操控員可以通過5G網絡遠程實時獲得生產現場全景高清視頻畫面及各類終端數據，并通過設備操控系統實現對現場工業設備的實時精準操控，有效保證控制指令快速、準確、可靠執行。基礎條件：企業工業設備已完成自動化改造，具備開放的工業通信協議接口，具備穩定可靠的5G網絡環境。設備協同作業
場景描述：綜合利用5G授時定位、人工智能、軟件定義網絡、網絡虛擬化等技術，建設或升級設備協同作業系統，在生產現場的工業設備，以及攝像頭、傳感器等數據采集終端上內置5G模組或部署5G網關，通過5G網絡實時采集生產現場的設備運行軌跡、工序完成情況等相關數據，并綜合運用統計、規劃、模擬仿真等方法，將生產現場的多臺設備按需靈活組成一個協同工作體系，對設備間協同工作方式進行優化，根據優化結果對制造執行系統（MES）、可編程邏輯控制器（PLC）等工業系統和設備下發調度策略等相關指令，實現多個設備的分工合作，減少同時在線生產設備數量，提高設備利用效率，降低生產能耗。基礎條件：企業工業設備支持遠程操控，設備間協同作業流程和調度邏輯清晰，生產現場可實現5G網絡覆蓋。柔性生產制造
場景描述：數控機床和其他自動化工藝設備、物料自動儲運設備通過內置5G模組或部署5G網關等設備接入5G網絡，實現設備連接無線化，大幅減少網線布放成本、縮短生產線調整時間。通過5G網絡與多接入邊緣計算（MEC）系統結合，部署柔性生產制造應用，滿足工廠在柔性生產制造過程中對實時控制、數據集成與互操作、安全與隱私保護等方面的關鍵需求，支持生產線根據生產要求進行快速重構，實現同一條生產線根據市場對不同產品的需求進行快速配置優化。同時，柔性生產相關應用可與企業資源計劃（ERP）、制造執行系統（MES）、倉儲物流管理系統（WMS）等系統相結合，將用戶需求、產品信息、設備信息、生產計劃等信息進行實時分析、處理，動態制定最優生產方案。基礎條件：企業生產設備高度自動化、智能化，生產線可根據要求進行設備自主組合和參數自動配置，現場實現5G網絡覆蓋，設備具有5G網絡接入能力。現場輔助裝配
場景描述：通過內置5G模組或部署5G網關等設備，實現AR/VR眼鏡、智能手機、PAD等智能終端的5G網絡接入，采集現場圖像、視頻、聲音等數據，通過5G網絡實時傳輸至現場輔助裝配系統，系統對數據進行分析處理，生成生產輔助信息，通過5G網絡下發至現場終端，實現操作步驟的增強圖像疊加、裝配環節的可視化呈現，幫助現場人員進行復雜設備或精細化設備的裝配。另外，專家的指導信息、設備操作說明書、圖紙、文件等也可以通過5G網絡實時同步到現場終端，現場裝配人員簡單培訓后即可上崗，有效提升現場操作人員的裝配水平，實現裝配過程智能化，提升裝配效率。基礎條件：企業具有AR/VR應用基礎，具備設備數采、設備系統運維管理經驗，現場可實現5G網絡覆蓋，智能終端具備5G網絡接入能力。機器視覺質檢
場景描述：在生產現場部署工業相機或激光器掃描儀等質檢終端，通過內嵌5G模組或部署5G網關等設備，實現工業相機或激光掃描儀的5G網絡接入，實時拍攝產品質量的高清圖像，通過5G網絡傳輸至部署在MEC上的專家系統，專家系統基于人工智能算法模型進行實時分析，對比系統中的規則或模型要求，判斷物料或產品是否合格，實現缺陷實時檢測與自動報警，并有效記錄瑕疵信息，為質量溯源提供數據基礎。同時，專家系統可進一步將數據聚合，上傳到企業質量檢測系統，根據周期數據流完成模型迭代，通過網絡實現模型的多生產線共享。基礎條件：企業對產品/物料缺陷種類有明確定義，具有一定數量的缺陷樣本用于機器算法模型訓練，現場環境開闊，具備穩定的光源條件及視覺質檢設備安裝條件，現場可實現5G網絡覆蓋，質檢終端具備5G網絡接入能力。設備故障診斷
場景描述：在現場設備上加裝功率傳感器、振動傳感器和高清攝像頭等，并通過內置5G模組或部署5G網關等設備接入5G網絡，實時采集設備數據，傳輸到設備故障診斷系統。設備故障診斷系統負責對采集到的設備狀態數據、運行數據和現場視頻數據進行全周期監測，建立設備故障知識圖譜，對發生故障的設備進行診斷和定位，通過數據挖掘技術，對設備運行趨勢進行動態智能分析預測，并通過網絡實現報警信息、診斷信息、預測信息、統計數據等信息的智能推送。基礎條件：企業設備具備數字化、網絡化基礎，具備豐富的設備故障診斷知識和數據樣本，現場可實現5G網絡覆蓋，設備具備5G網絡接入能力。廠區智能物流
場景描述：廠區智能物流場景主要包括線邊物流和智能倉儲。線邊物流是指從生產線的上游工位到下游工位、從工位到緩沖倉、從集中倉庫到線邊倉，實現物料定時定點定量配送。智能倉儲是指通過物聯網、云計算和機電一體化等技術共同實現智慧物流，降低倉儲成本、提升運營效率、提升倉儲管理能力。通過內置5G模組或部署5G網關等設備可以實現廠區內自動導航車輛（AGV）、自動移動機器人（AMR）、叉車、機械臂和無人倉視覺系統的5G網絡接入，部署智能物流調度系統，結合5G MEC+超寬帶（UWB）室內高精定位技術，可以實現物流終端控制、商品入庫存儲、搬運、分揀等作業全流程自動化、智能化。基礎條件：企業AGV、AMR、叉車等物流類設備已完成自動化改造，具備5G網絡接入能力；物流調度系統具備豐富的接口，可實現各種自動化設備的對接。全廠區實現穩定可靠的5G網絡覆蓋。無人智能巡檢
場景描述：通過內置5G模組或部署5G網關等設備，實現巡檢機器人或無人機等移動化、智能化安防設備的5G網絡接入，替代巡檢人員進行巡邏值守，采集現場視頻、語音、圖片等各項數據，自動完成檢測、巡航以及記錄數據、遠程告警確認等工作；相關數據通過5G網絡實時回傳至智能巡檢系統，智能巡檢系統利用圖像識別、深度學習等智能技術和算法處理，綜合判斷得出巡檢結果，有效提升安全等級、巡檢效率及安防效果。基礎條件：企業巡檢設備（機器人、無人機等）已完成自動化改造，具備5G網絡接入能力；巡檢環境無明顯遮擋，實現5G網絡覆蓋，網絡傳輸環境良好。生產現場監測
場景描述：在工業園區、廠區、車間等現場，通過內置5G模組或部署5G網關等設備，各類傳感器、攝像頭和數據監測終端設備接入5G網絡，采集環境、人員動作、設備運行等監測數據，回傳至生產現場監測系統，對生產活動進行高精度識別、自定義報警和區域監控，實時提醒異常狀態，實現對生產現場的全方位智能化監測和管理，為安全生產管理提供保障。基礎條件：企業具備精益管理基礎，監測方法、監測指標明確，現場可實現5G網絡覆蓋，各類監測終端具備5G網絡接入能力，具備整合各類垂直監測系統應用的能力。二、重點行業
（一）電子設備制造業
電子設備制造業自動化水平高，數字化、網絡化基礎好，產品迭代速度快，存在降低勞動力成本、減少物料庫存、嚴控產品質量、快速響應客戶差異化要求等迫切需求，發展智能化制造、個性化定制、精益化管理等模式潛力大。華為、海爾、格力、中興等利用5G技術積極實踐柔性生產制造、現場輔助裝配、機器視覺質檢、廠區智能物流等典型應用場景，顯著提高了生產制造效率、降低了生產成本、提升了系統柔性，為電子設備制造行業實現數字化轉型進行了有益探索。案例1：華為與中國移動合作，在廣東省松山湖工廠利用5G技術實現了柔性生產制造場景的應用。華為松山湖工廠原有手機生產車間需要布線9萬米，每條生產線平均擁有186臺設備，生產線每半年隨新手機機型的更新需要進行升級和調整，物料變更、工序增減等要求車間所有網線的重新布放，每次調整需要停工2周，以每28秒一部手機計算，一天停工影響產值達1000多萬。通過5G與工業互聯網的融合應用，華為松山湖工廠把生產線現有的108臺貼片機、回流爐、點膠機通過5G網絡實現無線化連接，完成“剪辮子”改造，每次生產線調整時間從2周縮短為2天。同時，在手機組裝過程中的點隔熱膠、打螺釘、手機貼膜、打包封箱等工位部署視覺檢測相機，通過5G網絡連接，把圖片或視頻發送到部署在MEC上的（人工智能）AI模塊中進行訓練，一方面多線共享樣本后縮短了模型訓練周期，另一方面實現了從“多步一檢”到“一步一檢”模式改變，及時發現產品質量問題。案例2：海爾與中國移動合作，在山東省青島市利用5G技術實現了精密工業裝備的現場輔助裝配場景的應用。青島海爾家電工廠結合海爾卡奧斯工業互聯網平臺，打造基于5G+MEC的互聯工廠，開展了基于AR眼鏡的5G遠程輔助裝配，工人通過佩戴AR眼鏡采集關鍵工業裝備的現場視頻，同時從后臺系統調取產品安裝指導推送到AR眼鏡上，實現了一邊查閱操作指導一邊裝配的目的。當工人發現無法自行解決問題時，還可以通過5G網絡聯系遠程專家，實現實時遠程指導。另外，通過將算力部署在MEC側，降低了AR眼鏡算力要求與眼鏡重量，實現數據的本地計算，保障視頻數據不出園區，一方面解決了以往Wi-Fi連接產生的信號不穩定、暈眩感和AR眼鏡偏重的困擾，另一方面也節省了維修時間和成本。案例3：格力與中國聯通合作，在廣東省利用5G技術部署了機器視覺質檢場景的應用。在格力電器的總裝車間，聯通以一套獨立MEC為格力打造了工業虛擬專網，實現生產控制網與生產管理網融合，在模擬場景中基于樣本訓練建立數據模型，在需要自動檢測的工位上安裝5G高清攝像頭，與自動化生產線同頻聯調，在實際生產中利用5G網絡將待檢內容自動拍照，照片視頻流上傳至部署在MEC平臺的機器視覺質檢應用，運用圖形處理單元（GPU）大算力資源與數據模型做實時比對分析檢查，實現設備自動識別，檢測結果以毫秒級時延返回現場端，自動化生產線與質檢系統關聯做出不良品分離操作。5G虛擬專網、MEC平臺與檢測系統深度融合，為機器視覺質檢應用的數據傳輸和信息處理提供了強大保障。目前格力已在其總部總裝生產線的空調外觀包裝、壓縮機線序、空調自動電氣安全測試等環節中部署了5G機器視覺質檢應用，單車間機器視覺每年可為企業節約人工成本160萬元。案例4：中興與中國電信合作，在江蘇省利用5G技術實現了廠區智能物流場景的應用。中興在南京濱江5G智能制造基地，建設5G網絡，自研集成5G模組的AGV載重平臺，在下沉至園區的MEC端部署AGV調度管理系統，與企業既有的數字化生產和物流管理系統業務融合，實現近40臺AGV的自動化調度，以及多車聯動、調度指令、實時位置、任務完成等信息的穩定可靠下達。同時，利用5G網絡的大上行改造，在部分AGV上使用了基于MEC視頻云化的AI障礙物分析技術，實現智慧避障，在控制AGV硬件成本的前提下彈性擴展了AGV的功能。通過5G廠區智能物流應用，中興南京濱江工廠一方面解決了既有Wi-Fi連接信號不穩定問題，使得熱點切換區域掉線率降低80%以上，另一方面實現了制造基地物料周轉的完全無人化，廠區內貨物周轉效率提升15%。（二）裝備制造業
裝備制造業涉及航空制造、船舶制造、汽車制造與工程機械制造等重要領域。其產品結構高度復雜、產品體型偏大，具有技術要求高、生產安全標準嚴格、資本投入大、勞動力密集等行業特點，對成品件、結構件、化工材料、工藝輔料和標準件等百萬量級生產資源的協同設計和泛在感知需求較高。同時，面臨“用工荒、高成本”的困境，需要更加精密的裝配加工能力以及質量檢測手段支撐企業長期發展，發展數字化研發、網絡化協同、智能化制造、精益化管理等模式潛力大。中國商飛、上海外高橋造船有限公司、三一重工、福田汽車等應用5G技術積極探索協同研發設計、設備協同作業、現場輔助裝配、機器視覺質檢、廠區智能物流等典型應用，取得明顯成效，為裝備制造行業的高速發展注入新動力。案例1：中國商飛與中國聯通合作，在上海浦東新區開展了“5G+工業互聯網賦能大飛機智能制造”項目建設，搭建了5座宏基站和150余套室分小站，實現了協同研發設計與現場輔助裝配場景的應用。在協同研發設計方面，商飛基于5G網絡服務，通過AR/VR數據實時上傳，支持產品研發實驗階段的跨地區實時在線協同與遠程診斷，有效提升了研發設計環節的協同問題定位和快速研發迭代能力，壓縮研發實驗成本達到30%。通過AR/VR提供的可視化、云化數據共享能力，整合研發資源，借助設計軟件實現多地遠程協同設計和改裝，有效解決研發過程中問題處理節奏慢、跨地域聯合研發信息共享不及時的問題，充分提高了企業的研發效率、破除了信息壁壘，縮短了20%的設計周期。在現場輔助裝配方面，商飛在裝配車間中存在大量飛機線纜連接器裝配工作的工位，通過引入5G+AR輔助裝配系統，工人利用AR虛擬信息實現虛實疊加，根據顯示的指導畫面完成裝配操作。通過5G高速率和低時延特性，讓工人準確、快速地對線纜連接器進行查找和裝配，并保障數據的有效性，解決了傳統人工作業效率低、容易出錯等問題，顯著提高了裝配效率達30%，每工位所需裝配人員由2人減少為1人。案例2：上海市外高橋造船有限公司與中國聯通合作，在上海市開展“5G+工業互聯網”在船舶行業的落地應用，搭建5G專網，融合MEC技術，實現了基于5G的機器視覺檢測場景的應用。使用工業相機+靶點的測量模式進行大型鋼結構精度測量，通過5G專網及邊緣云，實時回傳、解算現場拍攝圖片，生成點位文件。基于5G的視覺精度測量替換了傳統的全站儀離線測量方式，將測量時間從原來的3-4小時，縮短至30分鐘內，測量效率提升了400%。案例3：三一重工與中國電信、華為合作，在北京市三一南口產業園開展了5G工業互聯專網項目建設，5G技術與機械制造生產工藝流程深度結合，實現了設備協同作業場景的應用。通過5G技術搭建車間自組網，基于大帶寬低時延的5G網絡傳輸了AGV的3D圖像和狀態信息，利用5G MEC平臺和GPU算力集成能力，降低了AGV單機功能復雜度和成本，采用視覺導航替代傳統激光導航，有效實現多臺AGV協同控制，提高了AGV的智能化能力和標準化水平，提升生產調度效率
