四川省5G+工业互联网标杆项目要素条件

“5G+工业互联网”标杆项目通过开展基于5G内外网改造，利用大容量、高带宽、低时延、高可靠、可移动的新型无线网络，实现更大范围的实时数据采集和更可靠精准的实时反馈控制，显著提升企业研发设计、生产制造、运营管理、产品服务等能力，支撑智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理等模式创新。
一、基于5G的工业互联网内外网改造
（一）内网5G升级。
利用5G混合专网（UPF下沉）、虚拟专网（网络切片）等多种形式，开展工厂内5G网络部署，有效覆盖现场，提供大带宽、低时延、高可靠的网络能力，实现主要工业设备/设施、仪表仪器、传感器、控制系统等生产要素的联网，显著提高工业终端联网率。基于5G云网融合，支持企业内生产/控制、运维、管理数据的传输、交互和智能处理。
（二）外网5G建设。
工厂所在区域和主要业务经营区域建设有全覆盖的5G公共网络。工厂与基础电信企业开展合作接入高质量外网，通过云网融合、确定性网络、IPv6等新技术部署，能够实现多工厂跨地域协同软件或系统的研发与应用，以及产品局部或全部设计、生产、销售、服务流程的信息追溯能力。
二、典型应用场景
典型应用场景摘自工业和信息化部《关于发布“5G+工业互联网”十个典型应用场景和五个重点行业实践情况的通知》（工信管函〔2021〕728号），供申报单位参考，申报范围包括但不限于以下场景。
（一）协同研发设计。
场景描述：协同研发设计主要包括远程研发实验和异地协同设计两个环节。远程研发实验是指利用5G及增强现实/虚拟现实（AR/VR）技术建设或升级企业研发实验系统，实时采集现场实验画面和实验数据，通过5G网络同步传送到分布在不同地域的科研人员；科研人员跨地域在线协同操作完成实验流程，联合攻关解决问题，加快研发进程。异地协同设计是指基于5G、数字孪生、AR/VR等技术建设协同设计系统，实时生成工业部件、设备、系统、环境等数字模型，通过5G网络同步传输设计数据，实现异地设计人员对2D/3D设计图纸的协同修改与完善，提高设计效率。
基础条件：企业具有较为丰富的数字化研发与设计经验、较完善的数字化管理流程，具备跨地域5G网络接入能力。
（二）远程设备操控。
场景描述：综合利用5G、自动控制、边缘计算等技术，建设或升级设备操控系统，通过在工业设备、摄像头、传感器等数据采集终端上内置5G模组或部署5G网关等设备，实现工业设备与各类数据采集终端的网络化，设备操控员可以通过5G网络远程实时获得生产现场全景高清视频画面及各类终端数据，并通过设备操控系统实现对现场工业设备的实时精准操控，有效保证控制指令快速、准确、可靠执行。
基础条件：企业工业设备已完成自动化改造，具备开放的工业通信协议接口，具备稳定可靠的5G网络环境。
（三）设备协同作业。
场景描述：综合利用5G授时定位、人工智能、软件定义网络、网络虚拟化等技术，建设或升级设备协同作业系统，在生产现场的工业设备，以及摄像头、传感器等数据采集终端上内置5G模组或部署5G网关，通过5G网络实时采集生产现场的设备运行轨迹、工序完成情况等相关数据，并综合运用统计、规划、模拟仿真等方法，将生产现场的多台设备按需灵活组成一个协同工作体系，对设备间协同工作方式进行优化，根据优化结果对制造执行系统（MES）、可编程逻辑控制器（PLC）等工业系统和设备下发调度策略等相关指令，实现多个设备的分工合作，减少同时在线生产设备数量，提高设备利用效率，降低生产能耗。
基础条件：企业工业设备支持远程操控，设备间协同作业流程和调度逻辑清晰，生产现场可实现5G网络覆盖。
（四）柔性生产制造。
场景描述：数控机床和其他自动化工艺设备、物料自动储运设备通过内置5G模组或部署5G网关等设备接入5G网络，实现设备连接无线化，大幅减少网线布放成本、缩短生产线调整时间。通过5G网络与多接入边缘计算（MEC）系统结合，部署柔性生产制造应用，满足工厂在柔性生产制造过程中对实时控制、数据集成与互操作、安全与隐私保护等方面的关键需求，支持生产线根据生产要求进行快速重构，实现同一条生产线根据市场对不同产品的需求进行快速配置优化。同时，柔性生产相关应用可与企业资源计划（ERP）、制造执行系统（MES）、仓储物流管理系统（WMS）等系统相结合，将用户需求、产品信息、设备信息、生产计划等信息进行实时分析、处理，动态制定最优生产方案。
基础条件：企业生产设备高度自动化、智能化，生产线可根据要求进行设备自主组合和参数自动配置，现场实现5G网络覆盖，设备具有5G网络接入能力。
（五）现场辅助装配。
场景描述：通过内置5G模组或部署5G网关等设备，实现AR/VR眼镜、智能手机、PAD等智能终端的5G网络接入，采集现场图像、视频、声音等数据，通过5G网络实时传输至现场辅助装配系统，系统对数据进行分析处理，生成生产辅助信息，通过5G网络下发至现场终端，实现操作步骤的增强图像叠加、装配环节的可视化呈现，帮助现场人员进行复杂设备或精细化设备的装配。另外，专家的指导信息、设备操作说明书、图纸、文件等也可以通过5G网络实时同步到现场终端，现场装配人员简单培训后即可上岗，有效提升现场操作人员的装配水平，实现装配过程智能化，提升装配效率。
基础条件：企业具有AR/VR应用基础，具备设备数采、设备系统运维管理经验，现场可实现5G网络覆盖，智能终端具备5G网络接入能力。
（六）机器视觉质检。
场景描述：在生产现场部署工业相机或激光器描仪等质检终端，通过内嵌5G模组或部署5G网关等设备，实现工业相机或激光扫描仪的5G网络接入，实时拍摄产品质量的高清图像，通过5G网络传输至部署在MEC上的专家系统，专家系统基于人工智能算法模型进行实时分析，对比系统中的规则或模型要求，判断物料或产品是否合格，实现缺陷实时检测与自动报警，并有效记录瑕疵信息，为质量溯源提供数据基础。同时，专家系统可进一步将数据聚合，上传到企业质量检测系统，根据周期数据流完成模型迭代，通过网络实现模型的多生产线共享。
基础条件：企业对产品/物料缺陷种类有明确定义，具有一定数量的缺陷样本用于机器算法模型训练，现场环境开阔，具备稳定的光源条件及视觉质检设备安装条件，现场可实现5G网络覆盖，质检终端具备5G网络接入能力。
（七）设备故障诊断。
场景描述：在现场设备上加装功率传感器、振动传感器和高清摄像头等，并通过内置5G模组或部署5G网关等设备接入5G网络，实时采集设备数据，传输到设备故障诊断系统。设备故障诊断系统负责对采集到的设备状态数据、运行数据和现场视频数据进行全周期监测，建立设备故障知识图谱，对发生故障的设备进行诊断和定位，通过数据挖掘技术，对设备运行趋势进行动态智能分析预测，并通过网络实现报警信息、诊断信息、预测信息、统计数据等信息的智能推送。
基础条件：企业设备具备数字化、网络化基础，具备丰富的设备故障诊断知识和数据样本，现场可实现5G网络覆盖，设备具备5G网络接入能力。
（八）厂区智能物流。
场景描述：厂区智能物流场景主要包括线边物流和智能仓储。线边物流是指从生产线的上游工位到下游工位、从工位到缓冲仓、从集中仓库到线边仓，实现物料定时定点定量配送。智能仓储是指通过物联网、云计算和机电一体化等技术共同实现智慧物流，降低仓储成本、提升运营效率、提升仓储管理能力。通过内置5G模组或部署5G网关等设备可以实现厂区内自动导航车辆（AGV）、自动移动机器人（AMR）、叉车、机械臂和无人仓视觉系统的5G网络接入，部署智能物流调度系统，结合5GMEC+超宽带（UWB）室内高精定位技术，可以实现物流终端控制、商品入库存储、搬运、分拣等作业全流程自动化、智能化。
基础条件：企业AGV、AMR、叉车等物流类设备已完成自动化改造，具备5G网络接入能力；物流调度系统具备丰富的接口，可实现各种自动化设备的对接。全厂区实现稳定可靠的5G网络覆盖。
（九）无人智能巡检。
场景描述：通过内置5G模组或部署5G网关等设备，实现巡检机器人或无人机等移动化、智能化安防设备的5G网络接入，替代巡检人员进行巡逻值守，采集现场视频、语音、图片等各项数据，自动完成检测、巡航以及记录数据、远程告警确认等工作；相关数据通过5G网络实时回传至智能巡检系统，智能巡检系统利用图像识别、深度学习等智能技术和算法处理，综合判断得出巡检结果，有效提升安全等级、巡检效率及安防效果。
基础条件：企业巡检设备（机器人、无人机等）已完成自动化改造，具备5G网络接入能力；巡检环境无明显遮挡，实现5G网络覆盖，网络传输环境良好。
（十）生产现场监测。
场景描述：在工业园区、厂区、车间等现场，通过内置5G模组或部署5G网关等设备，各类传感器、摄像头和数据监测终端设备接入5G网络，采集环境、人员动作、设备运行等监测数据，回传至生产现场监测系统，对生产活动进行高精度识别、自定义报警和区域监控，实时提醒异常状态，实现对生产现场的全方位智能化监测和管理，为安全生产管理提供保障。
基础条件：企业具备精益管理基础，监测方法、监测指标明确，现场可实现5G网络覆盖，各类监测终端具备5G网络接入能力，具备整合各类垂直监测系统应用的能力。