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引言/導(dǎo)讀

5G邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，支撐人工智能等新技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用和落地。同時(shí)形成5G全鏈接工廠的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)與規(guī)范示范項(xiàng)目的推廣與應(yīng)用。該測試床運(yùn)用5G、網(wǎng)絡(luò)切片、MEC邊緣計(jì)算構(gòu)建可視化運(yùn)維的5G虛擬專網(wǎng)，依托COSMOPlat和邊緣計(jì)算平臺(tái)優(yōu)勢和最新5G終端，測試5G各性能在海爾工廠多場景的驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞

5G全連接工廠

測試床項(xiàng)目承接主體

發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式

卡奧斯工業(yè)智能研究院（青島）有限公司

青島海爾洗滌電器有限公司

通信地址：青島市黃島區(qū)團(tuán)結(jié)路青島海爾洗滌電器有限公司 266426

合作公司

測試床項(xiàng)目目標(biāo)

5G作為移動(dòng)通信的最新一代技術(shù)，相比光纖固網(wǎng)，具備接入靈活的特點(diǎn)，更能適配新時(shí)代定制化生產(chǎn)的柔性制造的需求，其低時(shí)延、高可靠等特性，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性需求能有更好的保障，5G+邊緣計(jì)算可以解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)融合、業(yè)務(wù)融合、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)等方面的需求，使得無線技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、控制、遠(yuǎn)程維護(hù)及調(diào)度、圖像智能處理等領(lǐng)域成為可能。目前，5G相對(duì)于有線和Wi-Fi的關(guān)系并不是替代，而是對(duì)特殊場景的補(bǔ)充和增益，如應(yīng)用于AGV、AR終端、機(jī)器人、無人車等移動(dòng)性場景，以及光纖不易覆蓋的戶外場景?？蓾M足人、物、機(jī)等各要素之間全連接，實(shí)現(xiàn)泛在深度互聯(lián)和個(gè)性化定制，通過重塑傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，使行業(yè)變得更加數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。

應(yīng)用方面，圍繞工業(yè)制造園區(qū)的生產(chǎn)、辦公、園區(qū)管理等方面落地可復(fù)制、可推廣的場景，采用人工智能技術(shù)進(jìn)行分析處理，例如基于5G的機(jī)器視覺DIY自訂閱應(yīng)用場景、基于5G的AR遠(yuǎn)程驗(yàn)貨和設(shè)備運(yùn)維指導(dǎo)場景、基于5G的智能安防管理等。

網(wǎng)絡(luò)方面，建設(shè)智慧工業(yè)園區(qū)5G行業(yè)專網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等5G關(guān)鍵技術(shù)滿足園區(qū)網(wǎng)絡(luò)需求，并通過部署5G專網(wǎng)運(yùn)營平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視可管。

平臺(tái)方面，卡奧斯工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與5G 邊緣計(jì)算的結(jié)合實(shí)現(xiàn)端、邊、云協(xié)同，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用從平臺(tái)到邊緣的一鍵快速部署。

終端方面，多方聯(lián)合研發(fā)推出“5G工業(yè)相機(jī)設(shè)備”、“5G超級(jí)上行DY1”等5G工業(yè)終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)5G模組內(nèi)置于工業(yè)設(shè)備中，滿足規(guī)?；茝V應(yīng)用要求。

同時(shí)，依托本項(xiàng)目在5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋、生產(chǎn)要素聯(lián)網(wǎng)、IT/OT融合的技術(shù)創(chuàng)新及相關(guān)應(yīng)用，儀綜所編制5G全連接工廠相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用規(guī)范，沉淀技術(shù)并促進(jìn)規(guī)范5G全連接工廠在全國范圍的推廣應(yīng)用。

測試床方案架構(gòu)

測試床應(yīng)用場景

測試床架構(gòu)

5G全連接工廠架構(gòu)參考工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.0實(shí)施架構(gòu)部分，融合家電行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)繪制而成，包括場景、平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)、終端4大創(chuàng)新體系，基本功能包括全要素互聯(lián)，全流程數(shù)字化連接，平臺(tái)化共享等功能。為了驗(yàn)證以上體系架構(gòu)，構(gòu)建了5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)，在MEC上搭建了5G邊緣計(jì)算公共服務(wù)平臺(tái)，在MEC和平臺(tái)上部署了AR、數(shù)采、機(jī)器視覺、智能安防等多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)及IOT一體化管控?cái)?shù)字中臺(tái)。整過驗(yàn)證過程分為四步，驗(yàn)證5G全連接工廠在場景、平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)、終端四個(gè)層面上功能效果。

本項(xiàng)目運(yùn)用5G、網(wǎng)絡(luò)切片、MEC邊緣計(jì)算構(gòu)建可視化運(yùn)維的5G虛擬專網(wǎng)，解決傳統(tǒng)園區(qū)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)方面的諸多痛點(diǎn)，為工廠5G應(yīng)用場景提供5G網(wǎng)絡(luò)支撐和服務(wù)。

測試床方案

5G全連接工廠架構(gòu)驗(yàn)證

場景驗(yàn)證

中德滾筒工廠采用AI+5G技術(shù)部署的多個(gè)場景讓互聯(lián)工廠人機(jī)料法環(huán)測全要素互聯(lián)互通，主要連接人員（如生產(chǎn)人員、精益人員、信息化人員、外部供應(yīng)商等）、機(jī)器（如注塑機(jī)、機(jī)器人）、材料（如原材料、半成品等）、環(huán)境（如噪音檢測設(shè)備、VOC檢測設(shè)備），保證實(shí)時(shí)性、非實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)端到端可靠穩(wěn)定傳輸。數(shù)據(jù)通過設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)傳輸，與MEC互聯(lián)，支撐工廠內(nèi)的業(yè)務(wù)應(yīng)用,構(gòu)建更強(qiáng)的制造能力，支撐更靈活的數(shù)字化決策，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多場景相互協(xié)同。

平臺(tái)驗(yàn)證

構(gòu)建基于5G邊緣計(jì)算的公共服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了跨行業(yè)跨領(lǐng)域的資源共享和算法調(diào)用。已經(jīng)在海爾內(nèi)部冰箱工廠、滾筒洗衣機(jī)互聯(lián)工廠實(shí)踐，通過公共服務(wù)能力實(shí)現(xiàn)服裝、能源等跨行業(yè)賦能。

網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證

推進(jìn)5G與邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片的融合。將MEC、UPF從運(yùn)營商的機(jī)房下沉到海爾園區(qū)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了算法上移到MEC，滿足了數(shù)據(jù)不出廠和部分場景對(duì)于高可靠性低時(shí)延的要求。并且滿足了滿足不同業(yè)務(wù)場景對(duì)網(wǎng)絡(luò)的差異化需求及業(yè)務(wù)隔離要求。

終端驗(yàn)證

結(jié)合應(yīng)用場景對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求差異化以及應(yīng)用價(jià)值，卡奧斯與國內(nèi)優(yōu)勢資源聯(lián)合研發(fā)內(nèi)嵌5G模組的工業(yè)終端，讓5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景應(yīng)用更穩(wěn)定可靠，也滿足了規(guī)模化復(fù)制推廣的要求。智研院發(fā)布的5G+wifi6工業(yè)網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)設(shè)備三網(wǎng)服務(wù)，同時(shí)結(jié)合安全加密技術(shù)保障了設(shè)備接入、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/span>

工廠內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)部署方案驗(yàn)證

1.基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)

1）5G基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)

中德滾筒工廠根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求，規(guī)劃并建設(shè)完成1個(gè)5G宏基站，3個(gè)5G微站和54個(gè)PRRU新型室分站點(diǎn)。PRRU站點(diǎn)主要分布在副廠房、主廠房的1F和主廠房的3F區(qū)域，滿足各區(qū)域?qū)τ?G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋需求。

2）測試驗(yàn)證方法：

a．RSRP（信號(hào)接收強(qiáng)度）測試，在插有無線網(wǎng)卡的筆記本電腦上運(yùn)行專用測試軟件，在目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi)進(jìn)行RSRP測試。

b．網(wǎng)絡(luò)速率測試，使用speedtest（測速軟件）在覆蓋區(qū)域內(nèi)，測試上下行速率。

c．SINR（信噪比）測試，在插有無線網(wǎng)卡的筆記本電腦上運(yùn)行專用測試軟件，在目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi)進(jìn)行SINR測試

3）測試驗(yàn)證結(jié)果

RSRP：

SINR：

時(shí)延：

在主廠房2F總裝GEA線體測試結(jié)論：

平均RSRP -82.17 dBm,平均SINR 32.65dB左右，下載速率最高為731.65Mbps，上傳速率最高為139.8Mbps，時(shí)延為12.85ms，業(yè)務(wù)區(qū)域覆蓋率100%，滿足5G應(yīng)用場景需求。

2.5G MEC測試驗(yàn)證

MEC建設(shè)情況

在中德滾筒工廠1F機(jī)房內(nèi)部署一套華為MEC設(shè)備，與青島集團(tuán)總部MEC和智研院MEC通過專線互聯(lián)互通，與海爾內(nèi)網(wǎng)打通，滿足用戶對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)和海爾內(nèi)網(wǎng)訪問需求。詳細(xì)情況如下：

滾筒工廠機(jī)房內(nèi)部署華為MEC系統(tǒng)，包括對(duì)應(yīng)的MEC服務(wù)器和MEP平臺(tái)。

在MEP平臺(tái)上以虛擬機(jī)的方式部署場景SAAS化平臺(tái)。

為了確保網(wǎng)絡(luò)安全，與海爾工廠私有網(wǎng)絡(luò)對(duì)接時(shí)通過防火墻進(jìn)行隔離。

為海爾工廠的5G終端SIM卡啟用一個(gè)新的APN，該APN不出公網(wǎng)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)不出公網(wǎng)。

在5G基站到MEC之間建立IPSec的安全隧道來增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性

與MEC連接的PTN設(shè)備設(shè)置策略路由，所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流全部送入MEC，MEC對(duì)數(shù)據(jù)流分析，是AR或者機(jī)器視覺的業(yè)務(wù)，直接送到對(duì)應(yīng)本地APP處理。

青島海爾總部、中德滾筒工廠和智研院MEC

5G與廠內(nèi)多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通方案驗(yàn)證

海爾5G全連接工廠采用端邊云一體化的解決方案：端側(cè)形成標(biāo)準(zhǔn)化接口，實(shí)現(xiàn)5G、NB-IoT、有線、WIFI等多網(wǎng)絡(luò)融合接入，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備接入、協(xié)議轉(zhuǎn)換，保證現(xiàn)場設(shè)備“即插即用”；多網(wǎng)絡(luò)融合形成產(chǎn)線→車間→工廠→集團(tuán)企業(yè)4層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，下面從產(chǎn)線、車間、工廠、集團(tuán)企業(yè)這四個(gè)層面的多網(wǎng)融合互聯(lián)互通方案進(jìn)行驗(yàn)證:

產(chǎn)線層中生產(chǎn)設(shè)備層面支持多種接入方式，可通過現(xiàn)場總線（如Profibus、Modbus等）、工業(yè)PON、TSN以及5G、WIFI6等無線技術(shù)構(gòu)建家電生產(chǎn)新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)IT/OT的融合。實(shí)現(xiàn)了家電生產(chǎn)全要素互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)通過設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)傳輸，與邊緣層應(yīng)用服務(wù)器互聯(lián)，支撐工廠內(nèi)的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

車間側(cè)網(wǎng)絡(luò)為解決不同協(xié)議、端口的海量終端的數(shù)據(jù)采集，采用基于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議兼容的邊緣智能網(wǎng)關(guān)，在保障家電生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備物理連接的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換和互聯(lián)互通。另一方面家電生產(chǎn)過程中SCADA、MES等系統(tǒng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)可靠性、穩(wěn)定性要求較高，在靠近家電生產(chǎn)設(shè)備或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲(chǔ)以及智能分析應(yīng)用，提升操作響應(yīng)靈敏度、消除網(wǎng)絡(luò)堵塞，并與云端數(shù)據(jù)分析形成協(xié)同。邊緣層的互聯(lián)互通打破數(shù)據(jù)孤島，支撐工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)在系統(tǒng)間的傳輸和互操作。

在工廠層統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)企業(yè)級(jí) “虛擬專網(wǎng)”，主要可選擇工業(yè)以太網(wǎng)、WIFI、5G虛擬專網(wǎng)、NB-IoT等，實(shí)現(xiàn)企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)與集團(tuán)數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)互通，5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延在20ms以內(nèi)。適用于遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集等場景。利用NB-IoT網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)制造設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障檢測和診斷、預(yù)測性維護(hù)、整體設(shè)備效率、質(zhì)量檢測、能耗管理等。

集團(tuán)企業(yè)層根據(jù)自身業(yè)務(wù)需要形成多層級(jí)多網(wǎng)融合，依托豐富的云網(wǎng)資源，云端應(yīng)用共享、業(yè)務(wù)決策，共性和常用數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和調(diào)用共享，算法優(yōu)化、決策，使企業(yè)提高資源配置效率、降低信息化建設(shè)和維護(hù)成本，滿足第三方APP兼容。卡奧斯與5G 邊緣計(jì)算的結(jié)合實(shí)現(xiàn)端、邊、云協(xié)同，雙方結(jié)合后可以幫助5G快速發(fā)展行業(yè)生態(tài)應(yīng)用，同時(shí)還能降低企業(yè)的專線帶寬壓力。

實(shí)踐驗(yàn)證海爾多網(wǎng)融合互聯(lián)的方案主要有5方面優(yōu)勢：

打破數(shù)據(jù)孤島，工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)系統(tǒng)間的傳輸和互操作

冗余鏈路研究，異地產(chǎn)業(yè)園區(qū)的數(shù)據(jù)可靠傳輸

異地產(chǎn)業(yè)園區(qū)與集團(tuán)互聯(lián)互通的確定性

虛擬專網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)融合，基于場景的網(wǎng)絡(luò)切片研究

設(shè)備上云、研究工廠與云平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、確定性

圖：多網(wǎng)融合的現(xiàn)場→工廠→園區(qū)→集團(tuán)→產(chǎn)業(yè)鏈5層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等生產(chǎn)要素全連接方案及連接率驗(yàn)證

從工業(yè)制造來說，人機(jī)料法環(huán)測不同場景對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的速率、時(shí)延、安全性的差異化要求各不相同，比如機(jī)器視覺對(duì)于回傳的速率要求很高，設(shè)備控制對(duì)于網(wǎng)絡(luò)速率要求并不高，要求的是控制信號(hào)的確定性。數(shù)據(jù)采集分析，要求的是數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤，同時(shí)數(shù)據(jù)安全必須保障。海爾5G全連接工廠滿足工業(yè)生產(chǎn)全要素“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測” 互聯(lián)，達(dá)到“萬物互聯(lián)”；差異化場景對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的速率、時(shí)延、干擾等需求不同，聯(lián)合運(yùn)營商共同完成各應(yīng)用場景連接性測試，對(duì)于5G應(yīng)用場景同步完成《海爾智慧園區(qū)5G專網(wǎng)評(píng)測報(bào)告》。

對(duì)行為感知場景使用情況舉例驗(yàn)證：智慧行為感知是基于AI及MEC邊緣云計(jì)算人工智能技術(shù)，通過對(duì)場內(nèi)工人生產(chǎn)動(dòng)作進(jìn)行數(shù)字化建模，同時(shí)對(duì)節(jié)拍、工步、軌跡進(jìn)行分析。對(duì)動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，糾正校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)操作工藝和檢驗(yàn)工藝執(zhí)行100%一致性。

5G網(wǎng)絡(luò)連接的生產(chǎn)要素方案及連接率驗(yàn)證

海爾5G全連接工廠對(duì)標(biāo)工信部“十大場景”轉(zhuǎn)換60+項(xiàng)重點(diǎn)應(yīng)用場景任務(wù)，形成平臺(tái)化場景方案，沉淀自身5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成能力，為行業(yè)提供的集成應(yīng)用解決方案。

圖：可復(fù)制性平臺(tái)化應(yīng)用場景方案

區(qū)別于原先為每個(gè)工廠場景需求提供定制化5G場景解決方案，轉(zhuǎn)變?yōu)閮H需在現(xiàn)場部署終端設(shè)備，所需功能MEC后臺(tái)一鍵開通，達(dá)成設(shè)備通電即可投入生產(chǎn)的分鐘級(jí)用戶體驗(yàn)，實(shí)施效率提升300%。實(shí)現(xiàn)了5G應(yīng)用場景平臺(tái)化，并通過能力沉淀實(shí)現(xiàn)復(fù)制推廣的便捷性，為典型制造企業(yè)提供5G智慧工廠整體解決方案和產(chǎn)品能力。

驗(yàn)證5G工業(yè)相機(jī)將現(xiàn)場拍攝的外觀照片上傳至MEC端，MEC側(cè)運(yùn)行算法檢測， MEC處理結(jié)果反饋至工序自動(dòng)化端，完成工序指定的要求是否達(dá)標(biāo)，部件缺失提示。

通過5G AR協(xié)作平臺(tái)，驗(yàn)證解決滾筒裝配線纜出錯(cuò)或安裝定位錯(cuò)誤等問題，防止產(chǎn)品批次性不合格品發(fā)生，實(shí)現(xiàn)工單無紙化，信息準(zhǔn)確，管理可追溯。

通過5G視頻智捕互聯(lián)平臺(tái)現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)人員訪客管理。實(shí)現(xiàn)大廳及各出入口智慧訪客管控，激光切割/環(huán)戊烷等危險(xiǎn)區(qū)域電子圍欄管控。

通過5G數(shù)據(jù)采集平臺(tái)驗(yàn)證水電氣表接入5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)，對(duì)接計(jì)量設(shè)備協(xié)議，實(shí)時(shí)采集計(jì)量數(shù)據(jù)，通過5G室分+下沉本地的UPF本地流量卸載能力（5G企業(yè)專網(wǎng)），將數(shù)據(jù)導(dǎo)出至企業(yè)本地平臺(tái)數(shù)據(jù)展現(xiàn)。驗(yàn)證工廠氣表及電表數(shù)據(jù)通過5G網(wǎng)關(guān)進(jìn)行采集、邊緣計(jì)算平臺(tái)分析，數(shù)據(jù)系統(tǒng)在本地顯示，輔助工廠進(jìn)行用能優(yōu)化管理，掌握能耗流向。

通過5G技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集方案驗(yàn)證

在數(shù)據(jù)采集方面，利用5G企業(yè)專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)百萬工業(yè)設(shè)備實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制，設(shè)備數(shù)據(jù)模型（生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)）動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)獲取。

通過將現(xiàn)場已有或新增計(jì)量設(shè)備接入到5G網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)對(duì)接計(jì)量設(shè)備協(xié)議，實(shí)時(shí)采集計(jì)量數(shù)據(jù)，通過5G室分+下沉本地的UPF本地流量卸載能力（5G企業(yè)專網(wǎng)），將數(shù)據(jù)導(dǎo)出至企業(yè)本地部署的MEC邊緣DC。MEC部署應(yīng)用管理平臺(tái)進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，反饋到現(xiàn)場側(cè)進(jìn)行平臺(tái)數(shù)據(jù)展現(xiàn)。企業(yè)內(nèi)網(wǎng)交換機(jī)通過專線連接MEC，企業(yè)用戶可通過企業(yè)局域網(wǎng)訪問管理平臺(tái)進(jìn)行管理數(shù)據(jù)查看。

中德滾筒5G智慧工廠綜合能耗管理平臺(tái)項(xiàng)目主要擔(dān)當(dāng)使能如下：

生產(chǎn)能耗計(jì)量的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及歷史原始數(shù)據(jù)追溯查看能力；

計(jì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)\歷史展現(xiàn)、實(shí)時(shí)\歷史告警、告警閾值配置、產(chǎn)線班組配置、計(jì)量數(shù)據(jù)分類/分組統(tǒng)計(jì)分析和查詢。

可視化統(tǒng)計(jì)，包括平臺(tái)首頁大屏宏觀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)圖形展現(xiàn)，告警統(tǒng)計(jì)展現(xiàn)等。

平臺(tái)具備租戶管理能力、用戶分權(quán)分級(jí)能力、數(shù)據(jù)接口開放能力。便于后續(xù)租戶/用戶管理以及企業(yè)信息扁平化管理。針對(duì)中德滾筒生產(chǎn)能耗關(guān)鍵數(shù)據(jù)，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)關(guān)心數(shù)據(jù)進(jìn)行重點(diǎn)分析和展現(xiàn)。包括水、電、氣用能的統(tǒng)計(jì)分析，產(chǎn)線/班組用能統(tǒng)計(jì)排名，用能告警統(tǒng)計(jì)，用能占比分析，整體用能趨勢以及分時(shí)統(tǒng)計(jì)，能耗總覽等。

通過能耗平臺(tái)的多維度分析，全年節(jié)省約23%的用電量，23%的耗水量，18%的用氣量，為工廠的降本增效提供了有力支撐。

5G全連接工廠IT/OT融合架構(gòu)驗(yàn)證

5G全連接工廠IT/OT深度融合是加快推進(jìn)家電制造智能化的重要前提。工廠聚焦感知、控制、決策、執(zhí)行環(huán)節(jié)的裝備智能化升級(jí)，推進(jìn)工藝、技術(shù)和裝備的網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的深度融合。提升現(xiàn)場感知和數(shù)據(jù)傳輸能力，實(shí)現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈有效集成和管理。下面從網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)這三方面進(jìn)行IT/OT融合架構(gòu)的驗(yàn)證。

（1）IT/OT網(wǎng)絡(luò)融合驗(yàn)證

在工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)側(cè)，構(gòu)建了多網(wǎng)融合的高質(zhì)量工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系，以5G為基礎(chǔ)構(gòu)建家電行業(yè)虛擬專網(wǎng)，融合有線網(wǎng)絡(luò)、WIFI、NB-IoT等網(wǎng)絡(luò)類型實(shí)現(xiàn)IT/OT融合，結(jié)合邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)性能和可靠性不穩(wěn)定痛點(diǎn)，提升家電制造過程的生產(chǎn)效率、提高生產(chǎn)質(zhì)量等。5G等新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)促進(jìn)工業(yè)數(shù)據(jù)的匯聚、融合,解決產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同問題。

（2）IT/OT系統(tǒng)融合驗(yàn)證

家電行業(yè)作為離散型制造業(yè)，為保證訂單、生產(chǎn)、庫存的匹配，實(shí)現(xiàn)信息化系統(tǒng)間融合調(diào)用是發(fā)展必然。由此工廠從自身業(yè)務(wù)出發(fā)，打通各個(gè)工序，統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)“虛擬專網(wǎng)”，建設(shè)企業(yè)骨干網(wǎng)，采用核心層、匯聚層、接入層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工廠園區(qū)網(wǎng)絡(luò)與集團(tuán)數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)互通。

（3）IT/OT數(shù)據(jù)互通驗(yàn)證

為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈資源合理配置，促進(jìn)工業(yè)數(shù)據(jù)的匯聚、融合,解決產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同問題，保證家電行業(yè)生產(chǎn)過程優(yōu)化、生產(chǎn)質(zhì)量管理、故障預(yù)測性維護(hù)、產(chǎn)品售后服務(wù)等環(huán)節(jié)的協(xié)同。數(shù)據(jù)通過設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)傳輸，與邊緣層應(yīng)用服務(wù)器互聯(lián)，支撐工廠內(nèi)的業(yè)務(wù)應(yīng)用。邊緣側(cè)網(wǎng)絡(luò)為解決不同協(xié)議、端口的海量終端的數(shù)據(jù)采集，采用基于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議兼容的邊緣智能網(wǎng)關(guān)，在保障家電生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備物理連接的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換和互聯(lián)互通。另一方面家電生產(chǎn)過程中SCADA、MES等系統(tǒng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)可靠性、穩(wěn)定性要求較高，在靠近家電生產(chǎn)設(shè)備或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲(chǔ)以及智能分析應(yīng)用，提升操作響應(yīng)靈敏度、消除網(wǎng)絡(luò)堵塞，并與云端數(shù)據(jù)分析形成協(xié)同。邊緣層的互聯(lián)互通打破數(shù)據(jù)孤島，支撐工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)在系統(tǒng)間的傳輸和互操作。

邊緣計(jì)算系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用方案驗(yàn)證。

方案采用平臺(tái)+應(yīng)用的的分布式架構(gòu)，基于高內(nèi)聚、低耦合、易擴(kuò)展、服務(wù)化的設(shè)計(jì)原則，基于去中心化的框架提供應(yīng)用服務(wù)。軟件結(jié)構(gòu)分層設(shè)計(jì)，各層遵從開放標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立部署。采用Web前后端分離的技術(shù)架構(gòu)，靈活快速支撐多端業(yè)務(wù)創(chuàng)新迭代。在5G網(wǎng)絡(luò)中分層部署邊緣計(jì)算的應(yīng)用，按照不同業(yè)務(wù)的需求實(shí)現(xiàn)端到端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。為用戶提供最佳的、基于服務(wù)等級(jí)協(xié)議的QoS保障。邊緣計(jì)算系統(tǒng)包括終端，網(wǎng)絡(luò)，邊緣計(jì)算平臺(tái)，其應(yīng)用方案驗(yàn)證如下：

端：為解決不同協(xié)議、端口的海量終端的數(shù)據(jù)采集，終端采用基于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議兼容的邊緣智能網(wǎng)關(guān)，在保障家電生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備物理連接的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換和互聯(lián)互通。終端的互聯(lián)互通打破數(shù)據(jù)孤島，支撐工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)在系統(tǒng)間的傳輸和互操作。

網(wǎng)：家電生產(chǎn)設(shè)備層面支持多種接入方式，可通過現(xiàn)場總線（如Profibus、Modbus等）、工業(yè)PON、TSN以及5G、WIFI6等無線技術(shù)構(gòu)建家電生產(chǎn)新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，采用核心層、匯聚層、接入層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)與集團(tuán)數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)互通，保證ERP、MES、SCM等業(yè)務(wù)系統(tǒng)的云邊協(xié)同，企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)延伸到生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)IT/OT融合。數(shù)據(jù)通過設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)傳輸，與邊緣層應(yīng)用服務(wù)器互聯(lián)，支撐工廠內(nèi)的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

邊緣計(jì)算平臺(tái)：平臺(tái)可提供API調(diào)用、享有示教、開發(fā)、測試、SaaS應(yīng)用和邊緣應(yīng)用APP下載等服務(wù)；平臺(tái)內(nèi)存儲(chǔ)大量“5G+邊緣計(jì)算”的應(yīng)用模板和行業(yè)解決方案，可應(yīng)對(duì)不同場景需求，提供技術(shù)咨詢和培訓(xùn)服務(wù)，幫助企業(yè)完成數(shù)字化積累，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度的優(yōu)化、生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控診斷和設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)等功能。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息模型應(yīng)用方案驗(yàn)證

（1）5G全連接測試床的信息需求

 隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的逐步推進(jìn)，數(shù)字化生產(chǎn)車間與智能工廠作為主要的實(shí)施載體，存在大量的異構(gòu)設(shè)備與信息，不同設(shè)備的生產(chǎn)廠家的設(shè)備接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不同，系統(tǒng)難以相互兼容，例如：機(jī)器人手眼協(xié)同、數(shù)采、視覺檢測設(shè)備、音頻檢測設(shè)備、遠(yuǎn)程交互設(shè)備、生產(chǎn)單元控制系統(tǒng)等。不同設(shè)備與系統(tǒng)間存在相互操作需求，由于不同接口不同協(xié)議的存在，例如：lora、wifi、Modbus、Profibus、串口、藍(lán)牙等，實(shí)現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)互聯(lián)互通，需要投入大量的人力、物力、財(cái)力等成本。當(dāng)前5G+全連接測試床在這一方向取得了初步成果，形成了一套體系化的解決方案。

（2）信息處理

 機(jī)器人手眼協(xié)同如：四碼合一、數(shù)控機(jī)床等，由若干部件、不同的物理屬性及各項(xiàng)操作組成，各個(gè)部件又可以包含若干子部件，若干子部件又包含多個(gè)物理屬性。可以通過定義相關(guān)的信息模型元素來對(duì)生產(chǎn)過程中的各個(gè)設(shè)施、裝備、系統(tǒng)、變量等進(jìn)行抽象與表述。構(gòu)建5G+全連接測試床信息模型可以為全工廠的設(shè)備、系統(tǒng)互聯(lián)互通相互操作配合、打破數(shù)據(jù)孤島、“煙囪化”提供理論基礎(chǔ)。

（3）典型應(yīng)用

 以全連接測試床中視覺檢測信息作為例，快速集成的信息模型可以實(shí)現(xiàn)多信息系統(tǒng)間交互，具體步驟如下：

以建模規(guī)則構(gòu)建外觀檢測線信息模型；

輸出外觀檢測設(shè)備、流水線、待檢設(shè)備信息模型XML描述文件；

以外觀檢測線信息模型XML描述文件為輸入，信息模型加載器對(duì)其進(jìn)行解析；

構(gòu)建信息模型后的外觀檢測線可以被SCADA、MES、WMS等系統(tǒng)訪問。

（4）信息模型

 5G全連接測試床信息模型如下圖所示，在該信息模型中，標(biāo)識(shí)表現(xiàn)為設(shè)備ID，屬性元素是信息模型元素的基本單元，屬性由一系列屬性元素組成，屬性集由屬性和子屬性集及基礎(chǔ)屬性組成，屬性集分為靜態(tài)屬性集和動(dòng)態(tài)屬性集，下屬有不同系統(tǒng)進(jìn)行劃分，不同系統(tǒng)又包含不同的基礎(chǔ)屬性。5G全連接測試場的一系列場景和場景組件共同組成信息模型的類和子類，服務(wù)集信息模型元素是多個(gè)服務(wù)不同場景的集合。

圖 海爾5G MEC邊緣云服務(wù)信息模型

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場景實(shí)施方案驗(yàn)證

5G全連接測試床是將5G、邊緣計(jì)算等新興信息技術(shù)和VR、AR、數(shù)字孿生、機(jī)器視覺、原生定位、無源物聯(lián)等新興技術(shù)相結(jié)合，不斷優(yōu)化生產(chǎn)過程和多要素相互配置，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、高效、柔性、綠色的生產(chǎn)制造。這將提高工業(yè)生產(chǎn)的靈活性、可追溯性、多功能性和生產(chǎn)效率，為制造業(yè)開辟新了新的商業(yè)模式。

近些年，海爾中德滾筒工廠全面開展的智能工廠建設(shè)，包括現(xiàn)有工廠局部智能化改造、數(shù)字化制造能力提升、全場數(shù)據(jù)互聯(lián)打破數(shù)據(jù)煙囪化、數(shù)據(jù)孤島，目前已經(jīng)步入落地應(yīng)用實(shí)踐階段。基于全連接測試床建設(shè)，多場景模塊化，多種技術(shù)沉淀。

以下是5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型場景的一些建設(shè)項(xiàng)目：

智慧天眼：以5G+AI深度學(xué)習(xí)、MEC邊緣云計(jì)算技術(shù)為依托，基于現(xiàn)有視頻流，實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)“人、機(jī)、環(huán)”實(shí)時(shí)監(jiān)測、異常報(bào)警、信息推送，從事后追責(zé)變事前主動(dòng)預(yù)防，確保工廠安全5個(gè)0目標(biāo)達(dá)成。

人員管理：100%人員受控，0頂崗；

靈活部署：靈活調(diào)整，哪里需要搬哪里；周期1天→1小時(shí)；施工網(wǎng)線減少100+米；

共享平臺(tái)：與安防平臺(tái)融合，低成本+高效管理

。

作業(yè)感知：以生產(chǎn)崗位人員的操作動(dòng)作切入，解決因操作動(dòng)作出現(xiàn)問題導(dǎo)致的質(zhì)量事故，同時(shí)對(duì)節(jié)拍、工步、軌跡有分析能力，對(duì)工人工作流程步驟進(jìn)行解析，分析無效動(dòng)作及有效動(dòng)作，不斷優(yōu)化生產(chǎn)步驟，優(yōu)化改良生產(chǎn)作業(yè)規(guī)范過程，有效提升了工人工作效率的同時(shí)降低了工人的工作量。

智慧月臺(tái)：針對(duì)月臺(tái)發(fā)貨環(huán)節(jié)，以5G+AI深度學(xué)習(xí)、MEC邊緣 云計(jì)算技術(shù)為依托，通過加裝5G攝像頭，實(shí)現(xiàn)發(fā)貨全流程智能檢測、自動(dòng)拍照留存，以降低物流環(huán)節(jié)質(zhì)量損失。同時(shí)可對(duì)安全繩，安全裝置進(jìn)行AI檢測，確保員工生命安全，自應(yīng)用以來，事故發(fā)生率0%。

AR應(yīng)用：包括AR首件質(zhì)檢、遠(yuǎn)程協(xié)作和巡檢等場景應(yīng)用。利用5G AI+AR技術(shù)AR首件封樣，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)、全過程、云儲(chǔ)存，質(zhì)檢效率大幅提升，通過AR作業(yè)指導(dǎo)書的方式指導(dǎo)檢驗(yàn)人員進(jìn)行精準(zhǔn)檢測，檢驗(yàn)周期由原來的2個(gè)小時(shí)縮短到1小時(shí)左右，檢測過程可實(shí)時(shí)回傳留存在MEC上，5G網(wǎng)絡(luò)解決了WIFI傳輸不穩(wěn)定、干擾大的問題。另一方面當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場出現(xiàn)問題，可通過AR呼叫遠(yuǎn)程專家進(jìn)行“零距離”指導(dǎo) ，專家可將指導(dǎo)信息、設(shè)備操作說明書、圖紙、文件等也可以通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)同步到現(xiàn)場AR終端，指導(dǎo)現(xiàn)場維修或裝配人員，裝配效率、維修效率大大提升。

機(jī)器視覺：5G+機(jī)器視覺應(yīng)用后，網(wǎng)線辮子沒了，工控機(jī)取消，工業(yè)現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)輕量化部署，部署周期由原來的1個(gè)月縮短到1周；算法上移到MEC可以根據(jù)各場景實(shí)際處理情況統(tǒng)一配置計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、算法的多工位共享，整體投資降低約40%，同時(shí)輸入樣本量大，也保證了檢測算法的不斷優(yōu)化，質(zhì)量檢測準(zhǔn)確率也大大提升。

圖 機(jī)器視覺質(zhì)量檢測實(shí)施應(yīng)用

智慧駕駛艙：物聯(lián)網(wǎng)作為連接人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等多業(yè)務(wù)元素，通過 5G 數(shù)據(jù)傳輸快、傳輸量大等特點(diǎn)可滿足串聯(lián)制造過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的需求，最終匯集對(duì)接形成全要素可視化的5G智慧駕駛艙。

工廠內(nèi)安全方案驗(yàn)證

5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢感知提供各種角度的態(tài)勢可視化分析，幫助客戶快速了解安全狀況并進(jìn)行決策?，F(xiàn)階段系統(tǒng)有八大態(tài)勢，包括綜合安全態(tài)勢、網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)態(tài)勢、資產(chǎn)漏洞態(tài)勢、工業(yè)威脅態(tài)勢、異常行為態(tài)勢、工業(yè)主機(jī)安全態(tài)勢、安全管理態(tài)勢、關(guān)鍵資產(chǎn)安全態(tài)勢。同時(shí)提供可配置化的告警響應(yīng)彈框。

我們的工業(yè)安全態(tài)勢感知系統(tǒng)已經(jīng)對(duì)中德園區(qū)工廠的500多臺(tái)工業(yè)主機(jī)和5G終端提供安全防護(hù)，通過關(guān)聯(lián)卡奧斯工業(yè)主機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)，為工業(yè)主機(jī)提供關(guān)卡式病毒攔截&白名單管控的全方位網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)，解決工業(yè)主機(jī)“裸奔”、帶“病”運(yùn)行、運(yùn)維困難的痛點(diǎn)。通過部署在工廠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的工業(yè)威脅探測器，我們可以實(shí)時(shí)監(jiān)測工廠內(nèi)的，我們可以實(shí)時(shí)監(jiān)測到工廠資產(chǎn)所受到的威脅信息，輸出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和分析報(bào)告，協(xié)助工廠完善網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系。截止目前，態(tài)勢感知平臺(tái)已經(jīng)為中德園區(qū)完成了一萬多次漏洞防御，主要是永恒之藍(lán)漏洞，處理了二百多次威脅告警，主要為各類勒索病毒。

態(tài)勢感知平臺(tái)可對(duì)整個(gè)園區(qū)的安全數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)分析，實(shí)現(xiàn)安全從被動(dòng)防御到主動(dòng)防御的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全鏈條安全可感、可控、可防。平臺(tái)通過安全態(tài)勢感運(yùn)營中心

實(shí)時(shí)監(jiān)測工廠的安全威脅和漏洞，及時(shí)解決安全問題，規(guī)避安全損失，保障了中德5G+全連接工廠的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)安全。

方案自主研發(fā)性、創(chuàng)新性及先進(jìn)性

項(xiàng)目基于5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，構(gòu)建圍繞場景、平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)、終端、生態(tài)5大創(chuàng)新體系，支撐5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合。

（1）場景創(chuàng)新

采用AI+5G技術(shù)讓互聯(lián)工廠人機(jī)料法環(huán)測全要素互聯(lián)互通，構(gòu)建更強(qiáng)的制造能力，支撐更靈活的數(shù)字化決策，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多場景相互協(xié)同。

（2）平臺(tái)創(chuàng)新

構(gòu)建基于5G邊緣計(jì)算的公共服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)跨領(lǐng)域的資源共享和算法調(diào)用。項(xiàng)目在海爾內(nèi)部冰箱工廠、滾筒洗衣機(jī)互聯(lián)工廠實(shí)踐，通過公共服務(wù)能力實(shí)現(xiàn)服裝、能源等跨行業(yè)賦能。

（3）網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新

推進(jìn)5G與邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片的融合。首次將MEC、UPF從運(yùn)營商的機(jī)房下沉到海爾園區(qū)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了算法上移到MEC，滿足了數(shù)據(jù)不出廠和部分場景對(duì)于高可靠性低時(shí)延的要求。網(wǎng)絡(luò)切片滿足不同業(yè)務(wù)場景對(duì)網(wǎng)絡(luò)的差異化需求及業(yè)務(wù)隔離要求。

（4）終端創(chuàng)新

結(jié)合應(yīng)用場景對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求差異化以及應(yīng)用價(jià)值，卡奧斯與國內(nèi)優(yōu)勢資源聯(lián)合研發(fā)內(nèi)嵌5G模組的工業(yè)終端，讓5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景應(yīng)用更穩(wěn)定可靠，也滿足了規(guī)?；瘡?fù)制推廣的要求。智研院發(fā)布的5G+wifi6工業(yè)網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)設(shè)備三網(wǎng)服務(wù)，同時(shí)結(jié)合安全加密技術(shù)保障了設(shè)備接入、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/span>

（5）生態(tài)創(chuàng)新

2020年，海爾、移動(dòng)、華為簽署協(xié)議，共建5G邊緣計(jì)算聯(lián)合創(chuàng)新基地深入研究5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新以及場景、產(chǎn)品的商業(yè)化復(fù)制推廣。

測試床實(shí)施部署

測試床實(shí)施規(guī)劃

全連接工廠建設(shè)方案

該項(xiàng)目運(yùn)用5G、網(wǎng)絡(luò)切片、MEC邊緣計(jì)算構(gòu)建可視化運(yùn)維的5G虛擬專網(wǎng)，依托COSMOPlat和邊緣計(jì)算平臺(tái)優(yōu)勢和最新5G終端完成整個(gè)項(xiàng)目方案的落地。

應(yīng)用方面，圍繞工業(yè)制造園區(qū)的生產(chǎn)、辦公、園區(qū)管理等方面落地可復(fù)制、可推廣的場景，采用人工智能技術(shù)進(jìn)行分析處理，例如基于5G的機(jī)器視覺DIY自訂閱應(yīng)用場景、基于5G的AR遠(yuǎn)程驗(yàn)貨和設(shè)備運(yùn)維指導(dǎo)場景、基于5G的智能安防管理等。

網(wǎng)絡(luò)方面，建設(shè)智慧工業(yè)園區(qū)5G行業(yè)專網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等5G關(guān)鍵技術(shù)滿足園區(qū)網(wǎng)絡(luò)需求，并通過部署5G專網(wǎng)運(yùn)營平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視可管。

平臺(tái)方面，卡奧斯工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與5G 邊緣計(jì)算的結(jié)合實(shí)現(xiàn)端、邊、云協(xié)同，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用從平臺(tái)到邊緣的一鍵快速部署。

終端方面，多方聯(lián)合研發(fā)推出“5G工業(yè)相機(jī)設(shè)備”、“5G超級(jí)上行DY1”等5G工業(yè)終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)5G模組內(nèi)置于工業(yè)設(shè)備中，滿足規(guī)?；茝V應(yīng)用要求。

5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案及實(shí)施內(nèi)容

建設(shè)一張?zhí)摂M5G專網(wǎng)，與傳統(tǒng)工業(yè)內(nèi)網(wǎng)互聯(lián)互通，形成混合虛擬專網(wǎng)。項(xiàng)目從需求共性出發(fā)，挖掘通用性形成平臺(tái)化能力，向“面”推廣擴(kuò)展，以達(dá)到多點(diǎn)復(fù)用、實(shí)際工業(yè)需求的多點(diǎn)接入平臺(tái)化應(yīng)用從車間的終端到網(wǎng)絡(luò)接入、本地園區(qū)的應(yīng)用、異地園區(qū)的應(yīng)用等都可以實(shí)現(xiàn)端到端的安全和高可靠性的5G網(wǎng)絡(luò)連接。

（1）建設(shè)一張覆蓋整個(gè)工廠的5G網(wǎng)絡(luò)，滿足生產(chǎn)設(shè)備的大連接、廣覆蓋，實(shí)現(xiàn)設(shè)備隨時(shí)隨地的移動(dòng)接入；

（2）利用MEC邊緣計(jì)算平臺(tái)為車間提供一個(gè)數(shù)據(jù)不出園區(qū)虛擬專網(wǎng)，滿足生產(chǎn)可靠性和邊緣計(jì)算能力要求；

（3）MEC可以將生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的傳輸范圍控制在企業(yè)工廠內(nèi)，滿足生產(chǎn)數(shù)據(jù)安全性要求。

本項(xiàng)目通過5G+MEC為行業(yè)用戶打造“5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)”；

1）通過MEC的本地分流功能和新增單獨(dú)的APN，從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)在工廠內(nèi)卸載不出園區(qū)，確保數(shù)據(jù)安全。

2）5GMEC服務(wù)器為工廠提供靈活的計(jì)算能力。生產(chǎn)應(yīng)用APP可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需要，通過MEP平臺(tái)直接調(diào)用MEC的強(qiáng)計(jì)算、AI等能力滿足自己對(duì)硬件服務(wù)器的要求，從而替代本地服務(wù)器。

3）由于MEC距離終端或信息源非常近，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)用戶請(qǐng)求的時(shí)延大大減小，滿足各種創(chuàng)新應(yīng)用對(duì)低時(shí)延和大帶寬的要求。

4）MEC將企業(yè)的內(nèi)部生產(chǎn)數(shù)據(jù)在本地園區(qū)閉環(huán)，避免傳遞到公網(wǎng)上，對(duì)傳輸網(wǎng)和核心網(wǎng)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。

網(wǎng)絡(luò)切片幫助海爾將工業(yè)園區(qū)內(nèi)一張物理網(wǎng)絡(luò)劃分為端到端、按需定制和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可保障的邏輯網(wǎng)絡(luò)，讓海爾不同應(yīng)用場景的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有序地走不同的網(wǎng)絡(luò)通道。

圖 切片虛擬專網(wǎng)建設(shè)

業(yè)務(wù)安全隔離：實(shí)現(xiàn)海爾工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)與非生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及各應(yīng)用場景之間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全隔離性的要求，確保數(shù)據(jù)安全。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)保障：滿足海爾工廠機(jī)器視覺，設(shè)備管理等重要應(yīng)

用場景超級(jí)上行，超低時(shí)延的定制化網(wǎng)絡(luò)需求，保障網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)。

IT/OT

融合方案及實(shí)施

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)及MEC擴(kuò)展化（1→3→N）

網(wǎng)絡(luò)上，為青島地區(qū)工廠建設(shè)一張?zhí)摂M5G專網(wǎng)，從車間的終端到網(wǎng)絡(luò)接入、本地園區(qū)的應(yīng)用、異地園區(qū)的應(yīng)用等都可以實(shí)現(xiàn)端到端的安全和高可靠性的5G網(wǎng)絡(luò)連接，覆蓋青島海爾嶗山園區(qū)、黃島中德產(chǎn)業(yè)園、黃島海爾工業(yè)園等7個(gè)園區(qū)、9個(gè)互聯(lián)工廠、2個(gè)智能物流倉。

圖 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)及MEC擴(kuò)展化

同時(shí)通過專線將MEC和海爾集團(tuán)的私有云進(jìn)行連接，滿足互聯(lián)網(wǎng)訪問需求。目前與海爾集團(tuán)內(nèi)網(wǎng)打通，可在青島各園區(qū)接入MEC設(shè)備。

圖 MEC海爾內(nèi)部應(yīng)用

端、邊、云一體化（云邊協(xié)同）

工廠部署了大量傳感數(shù)采、工業(yè)視覺、AGV等前端設(shè)備以及對(duì)數(shù)據(jù)采集集中處理的邊緣設(shè)備，對(duì)于工業(yè)云而言相當(dāng)于引入了大量的邊緣節(jié)點(diǎn)及邊緣設(shè)備，都在云端處理壓力大。為保證場景能力的沉淀以及場景快速部署，將場景的通用需求形成平臺(tái)化能力，可通過云平臺(tái)快速部署到邊緣MEC上。

依托5G+邊緣計(jì)算和卡奧斯工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，

借助大帶寬、低時(shí)延、多連接的5G網(wǎng)絡(luò)，卡奧斯與5G 邊緣計(jì)算的結(jié)合實(shí)現(xiàn)端、邊、云協(xié)同，雙方結(jié)合后可以幫助5G快速發(fā)展行業(yè)生態(tài)應(yīng)用，同時(shí)還能降低企業(yè)的專線帶寬壓力。將云端計(jì)算能力延伸到靠近終端設(shè)備邊緣節(jié)點(diǎn)處，將云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能的優(yōu)勢延伸至更靠近設(shè)備的（MEC）邊緣計(jì)算上；在邊緣節(jié)點(diǎn)引入容器、函數(shù)計(jì)算對(duì)邊緣應(yīng)用進(jìn)行統(tǒng)一化運(yùn)維管理，同時(shí)提供邊緣節(jié)點(diǎn)離線自治能力及云邊的數(shù)據(jù)、安全、智能協(xié)同，打造端、邊、云一體化的協(xié)同計(jì)算體系。

場景平臺(tái)化部署（點(diǎn)→面）

相對(duì)于之前的單點(diǎn)樣板，當(dāng)前項(xiàng)目場景都從需求共性出發(fā)，挖掘通用性形成平臺(tái)化能力，向“面”推廣擴(kuò)展，以達(dá)到多點(diǎn)復(fù)用、實(shí)際工業(yè)需求的多點(diǎn)接入平臺(tái)化應(yīng)用。

截至2021年8月底，項(xiàng)目已完成“5G機(jī)器視覺應(yīng)用創(chuàng)新平臺(tái)”“5G視頻監(jiān)控應(yīng)用創(chuàng)新平臺(tái)”和“5G AR應(yīng)用創(chuàng)新平臺(tái)”三個(gè)平臺(tái)及5G AR工業(yè)頭顯等終端設(shè)備的孵化，完成了從單點(diǎn)場景到平臺(tái)化應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。

5G+機(jī)器視覺場景實(shí)施

5G MEC+機(jī)器視覺方案在海爾實(shí)現(xiàn)冰箱門體檢測，主要實(shí)現(xiàn)間隙測量、OCR識(shí)別、破損檢測等功能。通過電信級(jí)的安全性和MEC保障數(shù)據(jù)不出園區(qū)的功能，提高企業(yè)數(shù)據(jù)和行業(yè)廠商的APP安全性；

圖 機(jī)器視覺平臺(tái)化部署架構(gòu)圖

現(xiàn)場安裝5G工業(yè)相機(jī)，相機(jī)將門體照片上傳至MEC端，MEC側(cè)運(yùn)行搭載尺寸測量，瑕疵檢測，部件完整性檢測， MEC處理結(jié)果反饋至工序自動(dòng)化端，完成工序指定的外觀尺寸是否達(dá)標(biāo)，表面劃痕和臟污次品剔除，部件缺失提示。

測試床實(shí)施的技術(shù)支撐及保障措施

為保障本測試床按時(shí)并且高質(zhì)量地完成任務(wù)，項(xiàng)目內(nèi)部建立起一系列管理機(jī)制為本項(xiàng)目實(shí)施提供堅(jiān)實(shí)技術(shù)保障，具體如下：

建立項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)：項(xiàng)目成立由專業(yè)負(fù)責(zé)人組成的項(xiàng)目組織實(shí)施工作小組，主要負(fù)責(zé)5G全連接工廠項(xiàng)目各模塊的任務(wù)分配、項(xiàng)目立項(xiàng)、項(xiàng)目方案、技術(shù)可行性等論證把關(guān)工作；協(xié)調(diào)并處理項(xiàng)目各模塊任務(wù)執(zhí)行過程中出現(xiàn)的有關(guān)問題。

健全項(xiàng)目參與管理責(zé)任制：實(shí)行子項(xiàng)目負(fù)責(zé)人制，各項(xiàng)目具體負(fù)責(zé)人子項(xiàng)目的條件保障、具體實(shí)施和日常管理工作，按照要求編制項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃、計(jì)劃執(zhí)行情況等信息資料，并及時(shí)報(bào)至項(xiàng)目組織單位。

健全項(xiàng)目管理協(xié)調(diào)機(jī)制：項(xiàng)目管理協(xié)調(diào)機(jī)制主要包括項(xiàng)目實(shí)施控制、進(jìn)度控制、質(zhì)量控制、成果管理和例會(huì)制度等方面。

加強(qiáng)進(jìn)度控制管理：進(jìn)度控制就是要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)制定出合理、經(jīng)濟(jì)的進(jìn)度計(jì)劃。然后在該計(jì)劃的執(zhí)行過程中，檢查實(shí)際進(jìn)度是否與進(jìn)度計(jì)劃相一致，若出現(xiàn)偏差，便要及時(shí)找出原因，采取必要的補(bǔ)救措施。如有必要，則還要調(diào)整原進(jìn)度計(jì)劃，從而保證項(xiàng)目按時(shí)完成。

增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)控制管理：風(fēng)險(xiǎn)控制著重從技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、管理分析、人員風(fēng)險(xiǎn)、財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)等幾個(gè)方面來考慮，做好風(fēng)險(xiǎn)分析，并制定可行的應(yīng)急方案和解決方案。

改進(jìn)項(xiàng)目文檔管理

健全過程與結(jié)果并重管理機(jī)制

形成向項(xiàng)目組匯報(bào)管理機(jī)制

測試床預(yù)期成果

測試床的商業(yè)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)效益

智慧園區(qū)市場需求及容量分析

從集團(tuán)內(nèi)，海爾在重慶、合肥、天津等地建設(shè)自己的專有工業(yè)園區(qū)，共在國內(nèi)建設(shè)了12個(gè)園區(qū)45家工廠。在全球有25個(gè)工業(yè)園一共130+工廠，這些工廠的智慧化改造將依托本項(xiàng)目的研究成果進(jìn)行復(fù)制。

圖 海爾工廠的可復(fù)制性智慧化改造

海爾集團(tuán)在全球一共有25個(gè)工業(yè)園一共130+工廠。這些工廠的智慧化改造將依托本項(xiàng)目的研究成果進(jìn)行復(fù)制。

圖 海爾全球工廠布局

商業(yè)推廣規(guī)模

2022年實(shí)現(xiàn)了5G應(yīng)用場景在工廠用得上到用得好的轉(zhuǎn)變。目前該項(xiàng)目已從海爾的中德園區(qū)復(fù)制到膠州、膠南、青島、黃島、鄭州等園區(qū)。項(xiàng)目到目前為止重點(diǎn)推進(jìn)12家工廠（9重點(diǎn)+3布局），場景60+。

測試床的社會(huì)價(jià)值

本測試床在全國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具有很高的示范作用和可復(fù)制性，有效帶動(dòng)5G、網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算、工業(yè)應(yīng)用開發(fā)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有效提升智慧園區(qū)的整體網(wǎng)絡(luò)化水平，帶來廣泛的社會(huì)效益。

主要體現(xiàn)在四個(gè)層面：

實(shí)施將大力推進(jìn)5G、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等新基建進(jìn)度，支撐制造強(qiáng)國、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)；

本項(xiàng)目促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“5G+邊緣計(jì)算+網(wǎng)絡(luò)切片”在行業(yè)的應(yīng)用落地，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義；

為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)SaaS應(yīng)用提供廣闊的市場機(jī)遇；

本項(xiàng)目的實(shí)施能夠建立健全5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

測試床成果交付

測試床可復(fù)制性

測試床運(yùn)用5G、網(wǎng)絡(luò)切片、MEC邊緣計(jì)算相結(jié)合建設(shè)5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)，依托COSMOPlat和5G邊緣計(jì)算平臺(tái)相融合解決當(dāng)前傳統(tǒng)園區(qū)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、應(yīng)用、終端的諸多痛點(diǎn)。相比較于2019年的單點(diǎn)創(chuàng)新、2020年的園區(qū)應(yīng)用，項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域復(fù)制，從海爾的中德園區(qū)復(fù)制到膠州、膠南、青島、黃島、鄭州等園區(qū)，重點(diǎn)推進(jìn)9家工廠（6重點(diǎn)+3布局），已落地場景60+，并已具備平臺(tái)型對(duì)內(nèi)復(fù)制對(duì)外推廣的服務(wù)能力。