爱乡亲5G+数字工厂，以联通5G+工业互联网基础设施为基石，应用数字化技术，实现“设备层、控制层、操作层、管理层、企业层”的数据全连接，在研发设计、成产准备、现场制造、运营管理和营销服务等方面，开展全面数字化建设，带来研发、产品、质量、成本、市场五大方面的持续优化，从而提升企业经营管理的精益性、可靠性、安全性和经济性，赋能爱乡亲的数字化转型升级。
爱乡亲5G+数字工厂，通过CPS（信息物理系统）和生产过程管理系统实现数字化生产，为车间中的各种加工设备部署数据采集和程序管理，在数控生产设备上实现了传输管理、加工程序管理、设备互联互通、状态实时监控、设备故障报警等功能，提高了企业的生产效率，降低了生产设备的运维成本。通过对生产加工数据和设备运行效率的统计与分析，辅助管理人员作出生产决策。通过与企业内其他信息化系统的对接和集成，实现了生产信息的共通共享。综合打造出一个高质高效、功能先进、性能优异的物联网系统和过程管理体系。
（一）实现了烘焙车间的全量数字化。通过对生产设备和张力检测设备的数字化信息采集，借助所采数据对烘焙产线的生产状况进行评估，完成生产调配，提高生产效率。并将数据详情展示到生产大屏，让管理人员对设备状况、告警信息一目了然，帮助管理人员做出更加精细化的生产决策。
（二）实现了生产效率的智能评估。针对醒发、解冻流程的完成时间，将检测系统的数据整合融通，通过生产效率参数评估，形成高质高效的全局管理模式。可通过日统计、周统计、月统计，实时地发现质量效率未达标的产线，及时发现问题，快速调整生产。
（三）实现了5G工业专网的全过程应用。基于联通5G专网建设，借助5G的无线接入、网络切片、本地分流、客户自服务等新技术，为企业的生产制造、安全管理、物流管理、人员管理等需求提供安全、可靠、稳定的高质量工业内网，并结合联通工业互联网CUII，打造灵活、跨域互通的工业外网。同时采用联通5G专网及雁飞工业格物平台，接入工厂数据并进行处理，实现工厂内的数据融通和二次调用，一次建设全局共享，为数据采集和MES建设打下坚实的基础。
（四）实现了厂区的能效监控和节能减排。实时监测厂区能源消耗指标，及时发现设备异常和低效运行现象，杜绝能源浪费。提供多个能源分析工具，帮助管理人员发现不合理用能现象，为节能技术改造提供数据依据，并检验节能改造效果。
02主要创新
泉州联通基于联通5G网络，结合数采、能耗云、AI智能、MEC边缘计算等多项技术，自主创新研究开发，为爱乡亲打造出了包含5G生产全要素的5G工业应用解决方案。
一是基于5G智慧工厂的数采技术应用创新。利用多种数采技术，综合运用公网透传网关、本地透传网关、标准协议网关等方案，实现数据采集的全面覆盖。根据现场各类生产设备的工作特点，兼顾硬件资源，做到关注数据的实时采集，以更好的支撑应用。采集到的现场数据，全部按照标准需求处理成标准格式，提高数据推送和查询效率，高效地服务应用。凭借该创新实现了由事后被动管理向事前主动管理、由经验化管理向科学定量化管理的转变。
二是基于爱乡亲用电能耗场景的能耗管理系统创新。该系统针对企业建立能耗分析模型，对各环节及整体的能耗情况进行分维度占比评估分析，对不同时段的用电进行分时段统计分析，查找能耗漏洞，挖掘节能潜力。能够按小时、日、月，分时间段展示企业的用电趋势、能耗占比、能耗排名，为企业提供有力的能耗分析依据，实现能耗管理模式由传统模式向能耗云模式、节能管理由单体节能管理向系统节能管理的转变。
03应用成效
在传统产业与新技术融合的时代，泉州联通5G+数字工厂凭借5G专网、数据采集、云计算、大数据等新技术，为爱乡亲带来先进的管理模式和创新的生产模式，带来通透的“工单-人员-设备-反馈”信息共享体系，补足企业在深度管控、信息增值乃至产业链协作应用上的缺口，破解产线之间的信息孤岛状态，并帮助企业建立完善的企业能源运行管理机制，最终实现管理规范化和智能化，提升企业的生产效率和管理效率，同时大幅降低人员监管成本，减少作业返工，防范设备故障，提高整个园区的智能水平和稳定水平。
04推广展望
食品企业大多受制于传统的工厂管理模式，缺乏有效的数字化管理模式，生产效率无法进一步提高。爱乡亲与泉州联通合力打造“5G+数字工厂”，创新工厂管理模式，用数字化技术赋能企业生产经营，利用新技术提升工厂管理能力，为食品行业提供了一个面向传统工厂的智能化、数字化改造典型案例。
（一）泉州联通“5G+数字工厂”，以5G专网为切入点，公网专网融合，为企业提供安全、可靠、稳定的高质量的工业网络，在工厂内实现无线接入、网络切片、本地分流等功能，可在绝大部分工业企业中规模复制推广。
（二）泉州联通“5G+数字工厂”，通过数据采集技术，让一座座隐形的“桥梁”串联起企业的感知端、传输端、决策端和执行端，实现工厂中的信息互联，提高产线间的协作效率，增强工厂的生产能力，可在大部分食品制造企业中规模复制推广。
（三）泉州联通“5G+数字工厂”，依据详细准确的能耗数据，建立主动型、精细型的能耗云体系，帮助用户细致地掌握工厂能耗的分布状况和能效水平，在过程中及时发现可能存在的能源浪费及能源利用效率偏低的问题，针对能源供给、能源转换及能源消耗的全过程实施动态平衡管理，实现企业节能增效的目标，并且对于经济的可持续健康发展有意义深远的影响。
01项目情况
项目围绕“全面感知、万物互联”，以5G技术赋能铁拓机械智能制造，提升数字化、智能化水平。项目计划总投资约3300万，已完成投资350万元，包括智能装备和生产系统升级、设计数字化改造、5G生产专网改造、中控机房升级建设、智能仓储应用、网络安全升级、远程维护的智能化升级等。充分融合5G、云计算、AI、大数据等先进技术，涉及5G内网改造、绿色能源管理、产线智能升级、智慧物流等，对工厂园区进行资源整合和优化，解决生产过程中遇到的高能耗、协同难、效率低等问题，实现生产柔性化、车间无纸化、交互智能化。
结合工业互联网在网络、数据、安全的三大优化闭环相关要求，依据铁拓不同生产工序的特点，多方面进行工业互联整合，目前已完成6大类18个5G应用场景中13个的创新应用，包括智慧工厂管理、远程运维与服务、自动质检等方面的应用。
（一）智慧工厂：利用5G+MEC（移动边缘计算）+云等技术，在铁拓工业园区内实现全生产要素、全流程互联互通，即设备互联、人员互联、工装互联、物料互联、产品互联，实现工厂全生产要素全生命周期的实时数据跟踪，并将实时产生的数据在云平台进行大数据智能分析决策，实现全连接工厂实时生产优化。包含基于5G的生产智能化改造、无纸化办公、稼动率（指设备在所能提供的时间内为了创造价值而占用的时间所占的比重）管控、能耗管理、设备故障预测性检测、能耗管控、安全管控、智能物流等应用场景。
（二）远程运维、远程服务：一是利用5G广连接技术，在系列的沥青搅拌设备中集成5G等多模移动通信模块、智能传感设备、PLC等设备以及配套的远程服务解决方案，实现沥青搅拌设备在实际应用中的远程生产管理、设备健康管理、远程运维服务、工艺流程优化等综合服务，实现“智能设计、智能生产、智能服务”。二是5G时代万物互联可同步感知虚拟世界和现实世界，利用VR/AR使得体验不再受时间和空间的限制，在疫情期间，为客户提供远程参观、看厂、验收、参展等服务，提升客户感知度和成交率。
（三）自动质检（测试）：利用5G的大带宽、低时延、移动性等特点，通过人工智能+MEC边缘计算+天翼云等技术，结合莱卡大范围激光测量仪对沥青搅拌设备的干燥滚驱动轴同轴度、外观尺寸等进行检测，实现多种类产品的柔性化检测，提升产品质量和监测效率。
02主要创新
项目运用5G、工业视觉、边缘计算、云计算、AI等新技术，对铁拓公司基于5G的生产全要素以及基于5G的工业应用安全解决方案进行自主创新研究、开发。
一是基于5G全连接工厂的内网网络建设的创新。按工业园区的不同用途采用不同的5G+UPF下沉切片专网，基于5G“公网专用”模式，区分生产内网、办公网络、园区管理网络和各类沥青搅拌设备远程服务网络四类相互安全隔离，提出差异化的5G组网方案。
二是基于5G的生产全要素应用创新。已实现生产现场监测（能源精细管控、生产安全管控等）、远程设备操控、现场辅助装配、设备故障诊断、园区内智能物流、无纸化图纸协同设计等6大类18个5G应用场景中13个的应用创新。其中通过设备状态采集分析管控空转率来提升设备稼动率的解决方案属于业界首创。
稼动率管控应用场景的后台应用截图
三是在5G应用系列安全解决方案等方面的创新突破。为了解决本项目基于5G在部署实施过程中出现的各类安全方面的诉求，与电信公司联合创新研发，从5G接入安全、网络安全、应用安全、网络灾备安全等维度入手，研究出模块化、可复制、易推广的5G应用安全解决方案，实现了工业终端接入和管控、业务隔离与调整、异网层级的灾备、5G 2B专网的可管可视等实用性功能。全国首创在5G工业网关集成辅助安全通信插件实现部分焊接“哑终端”（企业网络中非传统IP设备）基于5G专网的联网。
03应用成效
项目实施后，极大地提高了企业的生产效率，实现数字化生产，对每一个订单产品从生产到出厂进行严密的监控和跟踪服务。进一步适应市场竞争，降低设备整体制造成本，提高产品的毛利率。生产效率提升30%，能源利用率提高8%，企业运营成本降低8%，年产量提升2.5倍，预计至2023年计划达到250台/年的生产目标。通过使用远程诊断技术后，可以在线解决部分现场问题，节省售后服务费用，售后服务成本可降低 50-60%。减少人员接触交叉感染，有效提升疫情的防控效果。
04推广展望
作为制造业智能化数字化的典型应用项目，可推广领域有：
（一）该工业园区的内网改造方案覆盖了工业园区生产内网、办公专网和智慧园区管理网络，属于以5G专网为切入点、较为典型的工业园区组网方案，可在绝大部分工业企业中规模复制推广。
（二）基于该项目输出的以5G为牵引的内网建设改造融合组网方案在工业园区应用中相对典型，可在不同5G 2B行业的工业互联网园区复制推广使用。
（三）该项目从工业互联网要素切入，结合铁拓自身存在的影响生产效率的痛点问题，系统地规划整个工业园区基于5G的四年智能化改造计划，并按主次、优先级有序分布实施。该方式适合70%以上的工业企业，可在不同工业园区复制推广。
（四）基于该项目输出的能耗精细化管理、辅助生产类应用、设备故障预测性监测、数字化管理辅助工业APP等解决方案具备较强的通用性，可在所有工业行业中直接使用。
（五）对于5G应用系列安全解决方案可在大部分的5G 2B行业应用中复制推广。
泉港隆汉5G智慧仓储项目，结合5G技术实现百量级物联设备同时接入，确保设备稳固连接，安全作业，构建了绿色、敏捷的供应链。助力泉港隆汉物流在节省人工成本、提高分拣效率、加快流转批次上得到切实的优化，并最终带动企业经济效益的提升。
结合5G智慧仓储在智能拣选、数据高效处理、就地存储三大方面优化升级要求，依据隆汉物流不同生产工序的特点，多方面进行5G工业互联网建设，目前已完成5G特色应用包括智能分拣运输、WMS仓库管理系统、WCS自动化控制系统等方面。
（一）智能分拣运输：智能仓结合5G技术可实现百量级物联设备同时接入，5G的应用，保障了穿梭车等物联设备的精准定位及订单任务的货品精确分发，实现商品从入库到销售环节全流程互联互通。企业可实时精准管控货物状态，确保物品分拣的高效运行。穿梭车及移动PAD使用5G信号进行业务数据上传，通过基站及传输系统上传至泉州联通机房UPF，经UPF数据分拣完成后通过专线下发至客户机房MEC边缘云服务器上，同步操作指令也通过相同的线路反向下发至业务终端
（二）WMS仓库管理系统：以提供完整的物流管理集成服务为主，通过定义的物流信息标准化接口模型，满足隆汉物流的对接系统要求，可以实现统一录入、统一存储、统一展现以及仓储管理，主要功能包含：① 系统维护功能；② 入出库管理功能；③ 数据查询与报表功能；④ 数据维护功能；⑤ 设备监控功能；⑥ 单据处理功能；⑦ 盘点功能；⑧ 物料管理功能；⑨ 移库功能；⑩ 软件数据互相传入、传出功能。
（三）WCS自动化控制系统：是介于WMS系统和PLC系统之间的一层管理控制系统，基于联通5G专网实现5G终端的设备管理和调度，可以有效协调各种物流设备如输送机、堆垛机、穿梭车以及机器人、分拣机、电子标签、AGV等物流设备之间的运行，主要通过任务引擎和消息引擎，优化分解任务、分析执行路径，为上层系统的调度指令提供执行保障和优化，实现对各种设备系统接口的集成、统一调度和监控。
02主要创新
泉州联通为泉港隆汉物流规划并建设5G专网，实现厂园区全覆盖。通过在园区内下沉UPF及MEC，实现园区内公网与内网的区隔和分流，实现终端与WMS/WCS快速交互，满足“5G智慧仓储”各场景应用需求。
（一）数据保护：通过5G+MEC边缘部署，实现仓储数据第一时间处理计算、就地存储，实现中央仓数据不出园及处理结果的实效展示。
（二）高效低延：基于5G技术实现穿梭车等物联设备的精准定位及WCS控制系统分发任务的精确性，确保生产活动的实时精准管控及高效运行。5G网络的全面覆盖，实现百量级物联设备同时接入，确保设备不掉线，安全作业。
（三）智能管理：云平台与仓库货物实时交互，一品一码，动态精准管控，实现实时分拣功能自动化和智能化。
（四）决策规划：通过5G+MEC技术，统一集成至云平台实现数据共享，为企业的宏观管理提供辅助决策依据，为数据监督提供技术支持。
03用成效
隆汉物流5G智慧仓储项目投用后，将提高拆零品存储量和出入库能力，节省面积占用，提升园区物流运作水平, 实现柔性配送，构建绿色、敏捷的供应链，预计隆汉物流可实现SKU经营总数翻倍、年存储配送商品价值总额翻两番。
通过项目的建设实现：
（一）年存储配送商品价值总额8亿元，并可拓展至12亿元；SKU经营总数3000个。
（二）50%门店周两配，35%门店周多配，15%门店日配，周两配72小时，周多配36小时，日配24小时。
（三）配送及时率≥99%，配送准确率≥99.98%，退货及时率≥99%，库存准确率≥99.99%，入库及时率≥99.5%。
04推广展望
（一）5G智慧仓储不仅有利于仓储自动化管理，同时通过对大量仓储物流资料的分析，以及对仓储物流客户的需求、商品库存、仓储物流智慧模拟等资料分析，也有利于企业内部决策，让使用智慧物流的企业，都有机会成为高附加价值的科技产业。
（二）受惠于智慧仓储的产业不只是物流产业，任何制造业及零售业，都可以通过5G智慧仓储降低物流仓储成本。因为智慧仓储可以让企业获取商业信息的方式，从被动走向主动，实现整个供应链管理的智慧化，提高服务品质、加快回应时间，促使客户满意度增加，仓储物流供应链环节整合更紧密。
（三）5G智慧仓储物流的产业链牵涉面很广，涉及终端制造商、模组厂商、通信设备商、行业信息化运营商、应用开发商、网络运营商、系统整合商、最终用户等诸多环节。智慧新技术在物流领域的创新应用模式仍然不断涌现，成为未来智能物流发展的基础，向上可延伸到电子商务、市场调查、行业预测，向下可延伸到物流咨询、物流方案规划、库存控制决策、货款回收与结算、教育与培训、物流系统设计等。
（四）随着全球化时代的发展速度加快，自由贸易的需求大增，搭配物联网技术的深入应用，5G智慧物流的理念，不只可以打开物流行业的视野，其他产业若将智慧物流的技术和管理方式导入到供应链中，更可推动企业变革，全面迎接5G时代的到来。
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