數(shù)字化賦能的應(yīng)用案例及典型場景

編輯 / 董雅琪

利用“5G＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，提高行業(yè)的數(shù)字化水平

近日，工信部印發(fā)了第二批“5G ＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”十個典型應(yīng)用場景和五個重點行業(yè)實踐。工信部要求，推動各行業(yè)、各領(lǐng)域相關(guān)單位借鑒已發(fā)布的第一批、第二批“5G ＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”二十個典型場景和十個重點行業(yè)應(yīng)用實踐，緊扣行業(yè)領(lǐng)域特點需求，挖掘更多應(yīng)用場景，推動“5G ＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”與實體經(jīng)濟深度融合，在數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮更大作用。

十大典型應(yīng)用場景包括：生產(chǎn)單元模擬、精準(zhǔn)動態(tài)作業(yè)、生產(chǎn)能效管控、工藝合規(guī)校驗、生產(chǎn)過程溯源、設(shè)備預(yù)測維護(hù)、廠區(qū)智能理貨、全域物流監(jiān)測、虛擬現(xiàn)場服務(wù)、企業(yè)協(xié)同合作；五大重點行業(yè)實踐包括：石化化工行業(yè)、建材行業(yè)、港口行業(yè)、紡織行業(yè)、家電行業(yè)。

紡織行業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈長、市場變化快、集群化發(fā)展特征明顯、產(chǎn)品個性化需求不斷增長等特點。當(dāng)前紡織行業(yè)在增強科技創(chuàng)新能力、適應(yīng)個性化消費趨勢、產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型等方面存在迫切需求，發(fā)展智能化制造、服務(wù)化延伸、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、數(shù)字化管理等模式潛力大。近年來，雅戈爾集團、艾萊依集團、恒申集團、新鳳鳴集團等企業(yè)利用5G 技術(shù)，開展了生產(chǎn)單元模擬、工藝合規(guī)校驗、生產(chǎn)過程溯源、企業(yè)協(xié)同合作等典型場景的實踐，極大提高了行業(yè)的數(shù)字化水平。

紡織行業(yè)案例

案例1：雅戈爾集團

雅戈爾服裝制造有限公司與中國聯(lián)通合作，開展了“5G ＋數(shù)字孿生”項目建設(shè)，實現(xiàn)了生產(chǎn)單元模擬場景的應(yīng)用。基于數(shù)字孿生技術(shù)，在地理信息、物理信息、運行邏輯上1：1 虛擬還原了雅戈爾西服工廠，通過數(shù)據(jù)采集模塊對縫紉機實時數(shù)據(jù)（如縫紉機的啟停、速度、故障等）、AGV 狀態(tài)信息（位置、速度、配送物料等）以及巡檢機器人的位置和檢測結(jié)果等進(jìn)行采集，利用5G 網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)字孿生系統(tǒng)。通過系統(tǒng)對生產(chǎn)現(xiàn)場特別是移動設(shè)備實時生產(chǎn)運行狀態(tài)的監(jiān)測、分析和報警，能夠直觀、可視化地遠(yuǎn)程掌握工廠生產(chǎn)、物流、設(shè)備等全局信息，解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)因信息抽象、點狀、斷點而導(dǎo)致的決策滯后和工廠異常處理不及時等問題，提高了工廠管理層的決策效率及車間層的執(zhí)行效率，生產(chǎn)效率提升25%，訂單交付周期縮短10%。

案例2：艾萊依集團

艾萊依時尚股份有限公司與中國電信合作，開展“艾萊依5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺”項目建設(shè)，實現(xiàn)了工藝合規(guī)校驗場景的應(yīng)用。通過數(shù)采模塊對縫紉機實時數(shù)據(jù)（如縫紉機的啟停、速度、故障、扎針、工站時間等）進(jìn)行采集，經(jīng)過5G 網(wǎng)絡(luò)傳輸至艾萊依5G ＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺。云平臺將采集的縫紉機實際扎針時間、非扎針時間與工廠MES、標(biāo)準(zhǔn)工時系統(tǒng)（GSD）的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，生成設(shè)備實時針動波形圖及各類生產(chǎn)報表。利用云平臺建模，精確分析出每一個員工、每一個工作站、每一臺縫紉機在任何時刻、任何地點、任意周期的工作狀態(tài)，計算每臺機器、每條產(chǎn)線的工藝精準(zhǔn)度，及時發(fā)現(xiàn)異常，減少跳針、串針、針距偏差導(dǎo)致的串色等工藝問題。根據(jù)分析調(diào)配最優(yōu)參數(shù)，進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量，為數(shù)字工廠的精益生產(chǎn)夯實基礎(chǔ)。

案例3：恒申集團

恒申集團化纖板塊河南基地與中國移動合作，開展了“錦綸長絲5G ＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”項目建設(shè)，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程溯源場景的應(yīng)用。采集絲錠的生產(chǎn)批次、生產(chǎn)線別、紡位等生產(chǎn)信息和工藝參數(shù)實時狀態(tài)、卷繞報告、斷絲報告、報警信息等生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，通過5G 網(wǎng)絡(luò)實時傳輸至錦綸長絲5G ＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。在平衡間，基于5G ＋射頻識別技術(shù)（RFID）讀取絲車信息，記錄每一部絲車的周轉(zhuǎn)位置以及時間管控情況，結(jié)合MES 記錄的質(zhì)檢結(jié)果、人員等信息，實現(xiàn)生產(chǎn)要素前后貫通；在包裝環(huán)節(jié)，利用工業(yè)相機對產(chǎn)品內(nèi)標(biāo)二維碼信息進(jìn)行采集，通過5G 網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端數(shù)據(jù)庫進(jìn)行校驗，判斷是否符合包裝規(guī)格要求。通過平臺的海量數(shù)據(jù)存儲功能，可一鍵追溯單個產(chǎn)品的全生產(chǎn)過程，實現(xiàn)包括質(zhì)量計劃、過程控制、異常處理、管理決策和問題關(guān)閉等環(huán)節(jié)在內(nèi)的質(zhì)量閉環(huán)控制，完成產(chǎn)品質(zhì)量追溯和銷售竄貨追蹤等功能。

通過內(nèi)置5G 模塊的儀器儀表，實現(xiàn)大規(guī)模終端的海量數(shù)據(jù)秒級采集和能效狀態(tài)實時監(jiān)控

案例4：新鳳鳴集團

新鳳鳴集團股份有限公司與中國移動合作，搭建化纖產(chǎn)業(yè)5G ＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺“鳳平臺”，實現(xiàn)了企業(yè)協(xié)同合作場景的應(yīng)用。平臺集“主數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、企業(yè)資源計劃（ERP）、MES、WMS、大數(shù)據(jù)及商務(wù)智能、應(yīng)用程序（APP）和標(biāo)識解析”于一體，實現(xiàn)內(nèi)外部互通互聯(lián)。通過“鳳平臺”整合從市場、銷售到生產(chǎn)物流全環(huán)節(jié)等資源，構(gòu)建靈活組織能力，實現(xiàn)產(chǎn)品配送、自提一體化管理，采、產(chǎn)、銷一體化分析和內(nèi)外貿(mào)物流一體化運營，實時掌握化纖生產(chǎn)訂單及質(zhì)量數(shù)據(jù)。利用5G技術(shù)和5G 工業(yè)模組、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)PLC 等5G 終端，貫穿化纖產(chǎn)業(yè)上下游，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)關(guān)鍵設(shè)備實現(xiàn)實時監(jiān)控?；w產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)可通過平臺實現(xiàn)資源數(shù)據(jù)共享，高效支撐企業(yè)科學(xué)運營，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)互惠互利。

“5G ＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”典型場景

生產(chǎn)單元模擬

場景描述：在生產(chǎn)單元各類設(shè)備上設(shè)置5G 模組或部署5G 網(wǎng)關(guān)等，采集海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等實時上傳至邊緣云平臺。邊緣云平臺利用三維（3D）建模技術(shù)建設(shè)與物理生產(chǎn)單元對應(yīng)的虛擬生產(chǎn)單元，實現(xiàn)生產(chǎn)制造狀態(tài)實時透明化、可視化。利用模型仿真、孿生共智等基于數(shù)字孿生模型的技術(shù)進(jìn)行分析處理，實現(xiàn)產(chǎn)能預(yù)測、過程感知、轉(zhuǎn)產(chǎn)輔助等功能。企業(yè)可將實際的生產(chǎn)結(jié)果與5G 虛擬生產(chǎn)單元的預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比對，根據(jù)比對差異對物理生產(chǎn)單元進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)生產(chǎn)要素、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)活動的實時精準(zhǔn)管控，確保生產(chǎn)穩(wěn)定高效運行。

基礎(chǔ)條件：企業(yè)的物理生產(chǎn)單元具備較好的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)，企業(yè)的數(shù)字化研發(fā)與設(shè)計、設(shè)備和系統(tǒng)運維管理等經(jīng)驗較為豐富，生產(chǎn)現(xiàn)場實現(xiàn)5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，生產(chǎn)設(shè)備具備5G 網(wǎng)絡(luò)接入能力。

精準(zhǔn)動態(tài)作業(yè)

場景描述：利用5G 傳輸和定位的技術(shù)能力，在室外場景下配合北斗定位，精確測量大型機械的位置以及偏轉(zhuǎn)角、俯仰角等姿態(tài)數(shù)據(jù)；在室內(nèi)場景下配合工業(yè)相機等設(shè)備，精確測量生產(chǎn)對象的高度、位移、角度等數(shù)據(jù)，通過5G 網(wǎng)絡(luò)將測量數(shù)據(jù)實時傳輸至控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)需要實時、動態(tài)調(diào)整對象的位置和姿態(tài)，提升生產(chǎn)作業(yè)精度和自動化水平。

基礎(chǔ)條件：企業(yè)具備生產(chǎn)自動化基礎(chǔ)，能夠部署室內(nèi)外定位系統(tǒng)，生產(chǎn)現(xiàn)場實現(xiàn)5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，測量設(shè)備具備5G 網(wǎng)絡(luò)接入能力。

生產(chǎn)能效管控

場景描述：通過內(nèi)置5G 模塊的儀器儀表，實時采集企業(yè)用電、水、燃?xì)獾雀黝惸茉聪臄?shù)據(jù)和總烴、苯系物、粉塵等污染物排放數(shù)據(jù)，實現(xiàn)大規(guī)模終端的海量數(shù)據(jù)秒級采集和能效狀態(tài)實時監(jiān)控，輔助企業(yè)降低生產(chǎn)能耗，減少污染物排放量，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。結(jié)合人工智能等算法分析，可對企業(yè)用能需求進(jìn)行預(yù)測，智能制定節(jié)能計劃，進(jìn)一步挖掘節(jié)能潛力空間。通過對用能設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控告警、遠(yuǎn)程調(diào)度等操作，配合產(chǎn)線排程調(diào)整和設(shè)備參數(shù)設(shè)置，實現(xiàn)節(jié)能減排、削峰填谷。

基礎(chǔ)條件：生產(chǎn)現(xiàn)場實現(xiàn)5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，現(xiàn)場儀器儀表可進(jìn)行5G 采集模塊改造，監(jiān)測設(shè)備具備5G 網(wǎng)絡(luò)接入能力。

工藝合規(guī)校驗

場景描述：綜合利用工業(yè)相機、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、激光雷達(dá)、智能儀表等設(shè)備，全方位監(jiān)測企業(yè)生產(chǎn)原料、半成品和成品的各項指標(biāo)，實時跟蹤工作區(qū)域工人手工、操作設(shè)備的流程步驟，監(jiān)測投料和配料數(shù)量，通過5G 網(wǎng)絡(luò)將采集的指標(biāo)、操作信息等同步傳送至邊緣云平臺。邊緣云平臺利用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)對工人實際操作工序、取料信息等進(jìn)行分析，并與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行實時合規(guī)校對，分析找出顛倒順序、危險操作和錯誤取料等現(xiàn)象，實現(xiàn)工藝檢測自動告警。

基礎(chǔ)條件：企業(yè)能夠提供質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)、工藝操作合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和自動質(zhì)檢基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)條件，工藝具有明確的標(biāo)準(zhǔn)流程，生產(chǎn)現(xiàn)場實現(xiàn)5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

生產(chǎn)過程溯源

場景描述：將企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的掃碼槍、工業(yè)相機、攝像頭、刷卡機等設(shè)備接入5G 網(wǎng)絡(luò)，將生產(chǎn)過程每個工序的物料編碼、作業(yè)人員、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)等信息實時傳輸?shù)皆破脚_。云平臺將產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的人、機、料信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)整合形成溯源數(shù)據(jù)庫，運用區(qū)塊鏈、標(biāo)識等技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品關(guān)鍵要素和生產(chǎn)過程追溯。通過實時追溯批次、品質(zhì)等原料信息，可動態(tài)調(diào)整后道工序參數(shù)，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

基礎(chǔ)條件：生產(chǎn)現(xiàn)場實現(xiàn)5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，企業(yè)工業(yè)設(shè)備已完成自動化改造，具備條形碼、二維碼、用戶身份識別模塊（SIM）卡或軟SIM卡等多種標(biāo)識載體，具有統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)識編碼規(guī)范。

設(shè)備預(yù)測維護(hù)

場景描述：將企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的工業(yè)設(shè)備、攝像頭、傳感器等接入5G 網(wǎng)絡(luò)，實時傳輸設(shè)備的運行狀態(tài)至云平臺，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備性能和狀態(tài)的實時監(jiān)控，構(gòu)建設(shè)備歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)庫?；诠收项A(yù)測機理建模等人工智能技術(shù)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析，評估設(shè)備健康狀態(tài)，預(yù)判設(shè)備運行趨勢，智能制定設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)計劃，實現(xiàn)設(shè)備安全預(yù)測與生產(chǎn)輔助決策，有效降低設(shè)備維護(hù)成本，延長設(shè)備使用壽命，確保生產(chǎn)過程連續(xù)、安全、高效。

基礎(chǔ)條件：生產(chǎn)現(xiàn)場實現(xiàn)5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，企業(yè)工業(yè)設(shè)備具備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化基礎(chǔ)，具備5G網(wǎng)絡(luò)接入能力。

廠區(qū)智能理貨

場景描述：在企業(yè)廠區(qū)、工業(yè)園區(qū)內(nèi)部署基于5G 網(wǎng)絡(luò)的掃碼槍、工業(yè)相機或網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機（NVR）等信息采集終端，將拍攝的條碼數(shù)據(jù)、高清圖像或視頻等信息實時上傳至云平臺。利用光學(xué)字符識別（OCR）等人工智能技術(shù)自動識別貨物標(biāo)識、外觀、尺寸、品相等信息，實現(xiàn)全廠貨物的實時盤點和管理。云平臺與廠區(qū)業(yè)務(wù)系統(tǒng)實時交互，實現(xiàn)按需碼放貨物、品質(zhì)定級、實時分揀等功能的自動化和智能化，助力企業(yè)提升產(chǎn)品全生命周期的管理能力。

基礎(chǔ)條件：全廠區(qū)或園區(qū)實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，采集設(shè)備具備5G 網(wǎng)絡(luò)接入能力。

全域物流監(jiān)測

場景描述：綜合利用5G、大數(shù)據(jù)、邊緣計算、人工智能等技術(shù)，通過工業(yè)運輸裝備上的智能監(jiān)控終端，實時采集全域運輸途中的運輸裝備、貨物、人員等的圖像和視頻數(shù)據(jù)，并通過5G 網(wǎng)絡(luò)傳輸至云平臺。云平臺對運輸裝備進(jìn)行實時定位和軌跡回放，對貨物、人員進(jìn)行實時監(jiān)測，實現(xiàn)工業(yè)運輸?shù)娜^程監(jiān)控，能夠避免疲勞駕駛、危險駕駛等行為，有效保障冷鏈物流、保稅品運輸、?；愤\輸?shù)冗^程中運輸裝備、貨物和人身安全。

基礎(chǔ)條件：運輸裝備能夠配備接入5G 網(wǎng)絡(luò)的智能監(jiān)控終端，運輸路線中有穩(wěn)定的5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

虛擬現(xiàn)場服務(wù)

場景描述：虛擬現(xiàn)場服務(wù)主要包括產(chǎn)品展示體驗、輔助技能學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程運維指導(dǎo)等三類服務(wù)。產(chǎn)品展示體驗服務(wù)通過對工業(yè)產(chǎn)品的外型數(shù)據(jù)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行立體化建模，構(gòu)建虛擬數(shù)字展廳，通過5G 網(wǎng)絡(luò)傳輸至平板電腦、增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實（AR/VR）眼鏡等智能終端，與數(shù)字模型實時互動，實現(xiàn)產(chǎn)品細(xì)節(jié)的沉浸式體驗和感受。輔助技能學(xué)習(xí)服務(wù)基于5G 和AR/VR 融合構(gòu)建貼近真實場景的全虛擬場景，進(jìn)行操作技能培訓(xùn)和自由操作練習(xí)，提高技能學(xué)習(xí)效率。遠(yuǎn)程運維指導(dǎo)服務(wù)通過在全虛擬場景中，疊加遠(yuǎn)端專家指導(dǎo)數(shù)據(jù)形成端云協(xié)同，使端側(cè)獲得實時操作指導(dǎo)，提升運維服務(wù)的效率和質(zhì)量。

基礎(chǔ)條件：企業(yè)具有較為豐富的數(shù)字化研發(fā)與設(shè)計經(jīng)驗，具有較為完善的數(shù)字化管理流程，具備跨地域5G 網(wǎng)絡(luò)接入能力，具有AR/VR 應(yīng)用基礎(chǔ)。

企業(yè)協(xié)同合作

場景描述：利用5G ＋數(shù)采技術(shù)，縱向?qū)崿F(xiàn)上下游企業(yè)大規(guī)模關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)實時采集；通過5G ＋邊緣計算，橫向?qū)崿F(xiàn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、供應(yīng)商關(guān)系管理系統(tǒng)（SRM）等互聯(lián)互通，并統(tǒng)一集成至云平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。企業(yè)可實時追蹤內(nèi)部生產(chǎn)過程和進(jìn)度，對委托外部生產(chǎn)的工序進(jìn)行監(jiān)控并實時跟蹤協(xié)同流程，快速滿足用戶的個性化定制需求和多品類生產(chǎn)需求。通過平臺連接供給側(cè)和需求側(cè)，實現(xiàn)供需對接與交易撮合。

基礎(chǔ)條件：產(chǎn)業(yè)具有同類企業(yè)聚集或者上下游企業(yè)緊密協(xié)作的特征，企業(yè)在距離相近園區(qū)內(nèi)可搭建5G ＋多接入邊緣計算（MEC）平臺，具有一定的業(yè)務(wù)協(xié)作基礎(chǔ)。