近期，云南首個(gè)5G+MEC（邊緣計(jì)算）智慧工廠——云南神火鋁業(yè)有限公司達(dá)成年產(chǎn)量90萬(wàn)噸電解鋁，不僅實(shí)現(xiàn)了有色金屬加工產(chǎn)業(yè)的智慧化升級(jí)，同時(shí)也成功完實(shí)現(xiàn)了有色金屬加工產(chǎn)業(yè)從中、東部發(fā)達(dá)地區(qū)向西部地區(qū)的遷移，為拉動(dòng)西部地區(qū)科技創(chuàng)新，人才培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)鏈帶動(dòng)、能力轉(zhuǎn)移等多方位的社會(huì)效益打下基礎(chǔ)，為5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用走出了一條云南自己的路。
在這里，5G以低時(shí)延、海量連接以及大帶寬為代表的特性、以及MEC算力及連接能力下沉和切片專網(wǎng)的技術(shù)特色加持下，各種創(chuàng)新應(yīng)用得以孵化和實(shí)現(xiàn)。2020年6月，中國(guó)移動(dòng)云南公司作為項(xiàng)目的總集成商，攜手合作伙伴在文山打造了云南首個(gè)5G+MEC（邊緣計(jì)算）智慧工廠，助力企業(yè)節(jié)能、降耗、提質(zhì)，同時(shí)將園區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行本地化卸載和私有化處理，推動(dòng)傳統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)從“端管云”模式向“云邊協(xié)同”的架構(gòu)演進(jìn)。
5G+MEC智慧工廠擁有怎樣的“智慧基因”？未來(lái)的有色金屬工業(yè)將發(fā)生怎樣的改變？云南網(wǎng)記者帶著這樣的思考走進(jìn)神火鋁業(yè)一探究竟。
園區(qū)內(nèi)的5G基站。云南移動(dòng)供圖
有“頭腦”的工廠──5G賦能生產(chǎn) 加速企業(yè)創(chuàng)新
在文山州富寧縣板侖鄉(xiāng)有一座“特殊工廠”。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去灰白色外墻的廠房平常無(wú)奇，可其內(nèi)部卻大有乾坤：一套搭載在MEC邊緣云上的工廠信息化基礎(chǔ)平臺(tái)，就像是園區(qū)的“智慧大腦”，控制和存儲(chǔ)著工廠的各類系統(tǒng)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本的目標(biāo)。
電解鋁行業(yè)是典型的流程工業(yè)，具有種類繁多、原料來(lái)源繁雜、工藝復(fù)雜流程長(zhǎng)、工況環(huán)境苛刻等特點(diǎn)。中國(guó)移動(dòng)云南公司為神火鋁業(yè)打造的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將各類通信手段接入不同設(shè)備、系統(tǒng)和終端，采集海量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的匯聚處理，消除應(yīng)用之間的壁壘，通過(guò)各要素?cái)?shù)據(jù)積累提供AI智能決策，加速企業(yè)的智能創(chuàng)新。
網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通是智慧工廠的基礎(chǔ)，而工廠內(nèi)數(shù)據(jù)的共享互通則是企業(yè)管理增值及智能化升級(jí)的關(guān)鍵。云南神火智慧工廠以中國(guó)移動(dòng)5G能力筑基，園區(qū)規(guī)劃建設(shè)12個(gè)5G宏站及室分系統(tǒng)，充分滿足園區(qū)5G信號(hào)全覆蓋，并能提供優(yōu)質(zhì)的5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
數(shù)字孿生中臺(tái)展示。云南移動(dòng)供圖
針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)部分業(yè)務(wù)的低時(shí)延服務(wù)和安全隔離需求，在5G SA組網(wǎng)模式下，可將算力和存儲(chǔ)能力部署在廠區(qū)構(gòu)建移動(dòng)邊緣計(jì)算平臺(tái)MEC，并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的本地化處理，提供安全可靠的本地化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)了云南神火鋁業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)的安全性和保密性的要求。
云南神火鋁業(yè)有限公司智慧工廠辦公室主任王攀告訴記者，云南神火工業(yè)園區(qū)規(guī)劃了三類業(yè)務(wù)，一是園區(qū)配套類，如智能物流、智慧倉(cāng)儲(chǔ)等。二是辦公類，如OA系統(tǒng)、會(huì)議管理、視頻監(jiān)控、智慧動(dòng)能等。三是工業(yè)制造類，如機(jī)器視覺(jué)、自動(dòng)駕駛、云化AGV、數(shù)據(jù)采集等。借助5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，這三類業(yè)務(wù)通過(guò)三個(gè)切片邏輯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離，實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景業(yè)務(wù)的互不干擾。
通過(guò)智能化系統(tǒng)的部署以及數(shù)字化電解、鑄造車間的建設(shè)，相較于傳統(tǒng)鋁業(yè)企業(yè)，在同樣產(chǎn)能的情況下，在中國(guó)移動(dòng)5G+MEC邊緣云工廠信息化基礎(chǔ)平臺(tái)的加持下，可以為云南神火鋁業(yè)減少98個(gè)人工崗位，節(jié)約約820萬(wàn)元年的人工成本。同時(shí)，5G電解槽漏液監(jiān)測(cè)及能耗分析技術(shù)投產(chǎn)后，結(jié)合云南神火鋁業(yè)的優(yōu)化管理，每年預(yù)計(jì)可節(jié)約直流電耗9000萬(wàn)度。
更“智慧”的系統(tǒng)──提升安全屬性 優(yōu)化管理效率
機(jī)器人在車間內(nèi)有序巡檢，工業(yè)相機(jī)實(shí)時(shí)回傳超高清圖片，監(jiān)控?cái)z像頭全部接入5G網(wǎng)絡(luò)……越來(lái)越多的工業(yè)設(shè)備開(kāi)始變得“更智能”。這是神火園區(qū)即將實(shí)現(xiàn)的工作場(chǎng)景之一�！拔覀兘ㄔO(shè)智慧工廠本著一個(gè)原則，能用機(jī)器的工作不用人，能自動(dòng)的不手動(dòng)”。王攀介紹道。
2021年3月該項(xiàng)目完成了一期基礎(chǔ)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了廠區(qū)5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，完成包括5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋園區(qū)MEC、視頻安防及綜合布線等的建設(shè)。目前，工廠正在開(kāi)展二期數(shù)字升級(jí)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5個(gè)5G場(chǎng)景的應(yīng)用，如傳送帶裂紋監(jiān)測(cè)、視覺(jué)自動(dòng)抄表、中頻爐高溫檢測(cè)、光纖應(yīng)變漏液監(jiān)測(cè)、天車遠(yuǎn)程操控。
視覺(jué)自動(dòng)抄表。云南移動(dòng)供圖
走進(jìn)廠區(qū)，首先映入眼簾就是架在半空中的封閉傳送管道，全長(zhǎng)近3公里。每天都有近5000噸的氧化鋁粉末通過(guò)這個(gè)管道源源不斷輸送至電解車間。如果輸送皮帶出現(xiàn)裂紋，容易出現(xiàn)安全隱患，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致停機(jī)，影響生產(chǎn)。如今，在輸送管道中安裝視頻采集設(shè)備，包括工業(yè)線掃相機(jī)、鏡頭及光源等，可實(shí)現(xiàn)協(xié)同自動(dòng)清洗、灰塵鋁屑處理，對(duì)傳送帶表面進(jìn)行掃描分析，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)傳送至機(jī)器視覺(jué)平臺(tái)人工智能專業(yè)算法，當(dāng)出現(xiàn)皮帶出現(xiàn)裂紋，進(jìn)行實(shí)時(shí)告警、防患未然。
“在電解陽(yáng)極鑄造工藝中，澆筑鐵溶液在1400度度時(shí)品質(zhì)最高。以往，沒(méi)有儀器能侵入如此高溫的溶液中測(cè)量溫度，所以只能由老工人依據(jù)經(jīng)驗(yàn)從鐵水的顏色來(lái)判斷溫度�！蓖跖式忉尩�，現(xiàn)在，專業(yè)數(shù)字雙色性高溫?cái)z像頭可對(duì)熔爐進(jìn)行非接觸式高溫測(cè)量，數(shù)據(jù)將通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)傳送至機(jī)房?jī)?nèi)的機(jī)器視覺(jué)平臺(tái)，再經(jīng)過(guò)人工智能專業(yè)算法實(shí)時(shí)顯示鐵水溫度，保障鐵溶液在最佳溫度出爐。5G高溫鐵溶液視覺(jué)精準(zhǔn)分析，提升了電解陽(yáng)極鑄造工藝，陽(yáng)極鑄造品質(zhì)提升15%。
這些也僅僅是“智慧”工廠的冰山一角。接著，記者們轉(zhuǎn)進(jìn)空壓車間，只聽(tīng)見(jiàn)轟隆的噪聲響徹整個(gè)車間。過(guò)去，工人們每隔20到30分鐘就要進(jìn)入這種震耳欲聾的噪聲中抄一次表�！艾F(xiàn)在，通過(guò)5G+工業(yè)視覺(jué)分析手段進(jìn)行儀表盤的高精度讀取，不僅減少了員工現(xiàn)場(chǎng)巡檢，還能自動(dòng)生成數(shù)字報(bào)表核對(duì)數(shù)據(jù)，優(yōu)化管理效率�！敝袊�(guó)移動(dòng)云南公司文山分公司集團(tuán)客戶部副總經(jīng)理曾云昱介紹道。
碼垛機(jī)器人。云南移動(dòng)供圖
此外，在鋁錠生產(chǎn)完畢后，碼垛和打碼的工藝也極其“智慧”。王攀告訴記者，通過(guò)5G+MEC完成碼垛機(jī)器人的遠(yuǎn)程編排和控制，碼垛機(jī)器人可通過(guò)5G工業(yè)CPE或者內(nèi)嵌5G模組完成網(wǎng)絡(luò)接入，主要用于鋁錠碼垛，將每塊合格的鋁錠按層擺放，最后堆垛成盤，打捆入庫(kù)。同時(shí)，將激光雕刻技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IOT技術(shù)）進(jìn)行結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能追溯。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，將每捆鋁錠的質(zhì)量數(shù)據(jù)、重量數(shù)據(jù)以及檢測(cè)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中通過(guò)二維碼進(jìn)行標(biāo)識(shí)，利用激光雕刻技術(shù)將含有該捆鋁錠信息的二維碼雕刻在鋁捆上，并結(jié)合鋁錠出入庫(kù)綜合軟件使其發(fā)揮物聯(lián)作用。
目前，中國(guó)移動(dòng)云南公司正在推進(jìn)包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、數(shù)字孿生中臺(tái)等數(shù)字底座的建設(shè)和完善，實(shí)現(xiàn)各生產(chǎn)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通，數(shù)字資產(chǎn)積累，從而達(dá)到生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的可視、可管、可控。到2023年，通過(guò)三期工程的實(shí)施，云南神火鋁業(yè)可實(shí)現(xiàn)由基礎(chǔ)建設(shè)到平臺(tái)建設(shè)再到深化智能的逐步升級(jí)，通過(guò)廠區(qū)的整體可視化、生產(chǎn)環(huán)節(jié)可控化以及人機(jī)協(xié)同的共存化以構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。
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