5G&機(jī)器視覺在水泥行業(yè)智能工廠應(yīng)用
引言/導(dǎo)讀
紅獅控股集團(tuán)，是國家重點(diǎn)支持十二家全國性大型水泥企業(yè)之一，是中國企業(yè)500強(qiáng)和中國最大民營建材企業(yè)。水泥生產(chǎn)的工藝、技術(shù)、裝備和環(huán)保處于國際一流水平，產(chǎn)能1億噸，在10個省擁有40余家大型水泥企業(yè)；在老撾、尼泊爾、印尼、緬甸建設(shè)5個大型水泥項目。
本測試床在集團(tuán)（蘭溪）和分廠（桐廬）構(gòu)建5G應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，采用supOS工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建人工智能平臺，對5G網(wǎng)絡(luò)(大帶寬，低時延)實(shí)時回傳的高清視頻進(jìn)行智能分析，生產(chǎn)異常情況及時預(yù)警；同時搭建工業(yè)大數(shù)據(jù)集成平臺，將工廠運(yùn)維過程中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)進(jìn)行有效融合，為工業(yè)大數(shù)據(jù)的分析和挖掘奠定基礎(chǔ)，從而構(gòu)建水泥行業(yè)互聯(lián)互通的智能工廠應(yīng)用。
一、 關(guān)鍵詞
通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺與5G的融合應(yīng)用，優(yōu)化水泥行業(yè)智能工廠的建設(shè)方案，提升水泥行業(yè)在生產(chǎn)管控，日常運(yùn)維等方面的智能化水平。
二、 測試床項目承接主體
2.1. 發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式
浙江藍(lán)卓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)有限公司 岑天哲 13105585018
浙江藍(lán)卓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)有限公司 尹曉峰 13858034515
2.2. 合作公司
中國電信 5G運(yùn)營商
中興通訊 5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商
三、 測試床項目目標(biāo)
集團(tuán)：
基于supOS工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建立工業(yè)大數(shù)據(jù)集成平臺：滿足分廠的量化成本考核和安全作業(yè)監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集成，分級治理，元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。
桐廬分廠：
利用supOS工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺人工智能的能力(機(jī)器視覺)、5G、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)在生產(chǎn)管控、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、工藝方案優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量控制方面的精細(xì)化管理。
四、 測試床方案架構(gòu)
4.1. 測試床應(yīng)用場景
水泥行業(yè)智能工廠建設(shè)過程中有如下幾點(diǎn)訴求：
? 生產(chǎn)裝置區(qū)機(jī)器視覺技術(shù)解決生產(chǎn)管控及人員安全問題是最優(yōu)的技術(shù)手段。部署外設(shè)成本高，且后期運(yùn)維復(fù)雜；
? 動設(shè)備在線診斷數(shù)據(jù)也需要同步傳輸，需無線技術(shù)保證工業(yè)數(shù)據(jù)與高清碼流的優(yōu)先級；
? 現(xiàn)有的4G LTE、WIFI、NB-IoT技術(shù)在帶寬，時延，業(yè)務(wù)優(yōu)先級保證QoS均存在不同程度的問題，導(dǎo)致上述幾種技術(shù)未在水泥行業(yè)大面積應(yīng)用。
所以本測試床項目重點(diǎn)驗證如下場景：
1. 5G技術(shù)大帶寬、低時延、工業(yè)切片關(guān)鍵特性實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝置現(xiàn)場高清視頻與工業(yè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一承載，可靠實(shí)時回傳；
2. 基于supOS+5G MEC融合實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺在水泥智能行業(yè)生產(chǎn)管控的應(yīng)用。
4.2. 測試床整體方案架構(gòu)
5G+MEC+網(wǎng)絡(luò)切片+supOS工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺總體架構(gòu)圖
supOS工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺基于5G網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)對不同類型的設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；對數(shù)據(jù)進(jìn)行多元分析、處理、存儲和應(yīng)用；提供統(tǒng)一的應(yīng)用程序管理界面，以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)工廠區(qū)域的信息全集成為突破口，搭建多位一體的工業(yè)數(shù)據(jù)中臺；以集成化、數(shù)字化和智能化手段解決生產(chǎn)控制、生產(chǎn)管理和企業(yè)經(jīng)營的綜合問題。
基于supOS開發(fā)的工業(yè)智能APPS完成生產(chǎn)監(jiān)控，視覺分析展示，報警管理，領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙等核心應(yīng)用。
4.3. 方案重點(diǎn)技術(shù)
4.3.1supOS工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺關(guān)鍵技術(shù)(自主知識產(chǎn)權(quán))
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺工業(yè)數(shù)據(jù)采集使用基于了5G的無線網(wǎng)絡(luò)，主要負(fù)責(zé)對不同類型的設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，支持多種工業(yè)設(shè)備通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)接入，可自由連接業(yè)界主流的RTU、PLC、DCS等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和通訊，在數(shù)據(jù)傳輸過程中通過數(shù)據(jù)加密進(jìn)行數(shù)據(jù)安全防護(hù)。支持熱備冗余、自動重連和斷線回補(bǔ)機(jī)制，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院屯暾浴?br/>
工業(yè)數(shù)據(jù)湖軟件保證采集的多元數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲和應(yīng)用。包括采集接口組件、權(quán)限管理組件、組態(tài)服務(wù)組件、實(shí)時數(shù)據(jù)處理組件、磁盤歷史數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組件和日志服務(wù)組件等。
由于采用微服務(wù)和容器技術(shù)，使得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺supOS在MEC的部署上非常方便。它可以和IaaS平臺提供無縫的整合。對于中小企業(yè)的應(yīng)用程序的部署上，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺采用了一鍵式的應(yīng)用商店下載和部署方法，并提供統(tǒng)一的應(yīng)用程序管理界面管理應(yīng)用，并能無縫集成在MEC上提供的其他增值微服務(wù)，給用戶帶來的極大的方便。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)工廠區(qū)域的信息全集成為突破口，搭建集工業(yè)大數(shù)據(jù)全集成平臺、工業(yè)智能APP組態(tài)開發(fā)平臺、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析平臺、工業(yè)人工智能引擎服務(wù)、工業(yè)智能APP多位一體的工業(yè)操作系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)云（云互聯(lián)網(wǎng)平臺）、企（工廠互聯(lián)網(wǎng)平臺）、端（邊緣計算節(jié)點(diǎn)）三層架構(gòu)的有機(jī)統(tǒng)一，從而實(shí)現(xiàn)管控一體化交互。賦能用戶，以集成化、數(shù)字化和智能化手段解決生產(chǎn)控制、生產(chǎn)管理和企業(yè)經(jīng)營的綜合問題。
本測試床目標(biāo)是通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)，打造工廠全信息集成平臺，實(shí)現(xiàn)工廠中的控制數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、運(yùn)營數(shù)據(jù)、經(jīng)營數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化表示，打破系統(tǒng)之間的信息壁壘，提供跨行業(yè)跨領(lǐng)域連接工業(yè)企業(yè)的解決方案，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程去中心化。通過模型化的內(nèi)容組織形式，構(gòu)建集操作行為、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、安全環(huán)保、經(jīng)營策略與一體的工廠全信息平臺，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)工藝尋優(yōu)、操作尋優(yōu)和運(yùn)營優(yōu)化的目標(biāo)。通過實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)管理并基于異構(gòu)數(shù)據(jù)開發(fā)工業(yè)機(jī)理模型，建設(shè)工業(yè)APP和微組件資源池，建設(shè)開發(fā)者社區(qū)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺supOS作為工業(yè)操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和對象信息模型的運(yùn)行期管理；多元數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲、壓縮處理，提供實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)查詢服務(wù)；計算資源管理和服務(wù)治理；業(yè)務(wù)流搭建，提供一個信息融合、多元數(shù)據(jù)混合的快速構(gòu)建平臺；工業(yè)大數(shù)據(jù)分析，提供大數(shù)據(jù)挖掘和分析的常用算法庫，大數(shù)據(jù)云存儲和分析服務(wù)；人工智能應(yīng)用，提供智能優(yōu)化算法、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等功能，實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的深度應(yīng)用；提供信息安全防護(hù)，提供從云、企、端全方位的信息安全防護(hù)方案，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全、信息安全和物理安全等。
本測試床的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺功能有：
設(shè)備層：包括現(xiàn)場裝備、DCS、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的前端數(shù)據(jù)采集模塊。
平臺層：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析等基礎(chǔ)功能，同時提供可擴(kuò)展的工業(yè)機(jī)理模型、工業(yè)微服務(wù)等功能，為上層應(yīng)用開發(fā)提供通用功能。
對象模型
微服務(wù)架構(gòu)
平臺提供機(jī)器視覺分析服務(wù)，涵蓋機(jī)器視覺、圖像處理、模式識別、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，能模擬人類感知與觀察的過程，利用監(jiān)控攝像和計算機(jī)代替人眼對目標(biāo)進(jìn)行識別、跟蹤和測量，提供從圖像、視頻等高維數(shù)據(jù)中感知“信息”的能力。支持CNN 等先進(jìn)的機(jī)器視覺分析算法，可以快速獲取大量信息，并進(jìn)行自動處理，在生產(chǎn)過程中，用于工況檢測、成品檢驗和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。
supOS平臺內(nèi)置可擴(kuò)展的視頻智能識別模塊，視頻智能識別模塊中集成了先進(jìn)的圖像預(yù)處理、濾波、目標(biāo)特征檢測、背景提取、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等）等技術(shù)，可對工業(yè)現(xiàn)場的物體狀態(tài)(如輸送帶，皮帶驅(qū)動輪等)進(jìn)行智能識別。
應(yīng)用層：通過對平臺提供的大數(shù)據(jù)技術(shù)、工業(yè)機(jī)理模型、工業(yè)微服務(wù)等功能的綜合調(diào)用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)預(yù)測、工藝尋優(yōu)、操作尋優(yōu)和運(yùn)營優(yōu)化等。
工業(yè)微服務(wù)與工業(yè)APP部署
4.3.25G+MEC+網(wǎng)絡(luò)切片關(guān)鍵技術(shù)
工業(yè)企業(yè)內(nèi)部目前存在生產(chǎn)網(wǎng)、視頻監(jiān)控網(wǎng)、辦公網(wǎng)等復(fù)雜的多元化網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)有的工業(yè)總線存在產(chǎn)業(yè)封閉、發(fā)展緩慢、技術(shù)落后等問題，嚴(yán)重制約企業(yè)的發(fā)展。隨著人工成本的快速上升，企業(yè)自動化、智能化轉(zhuǎn)型迫在眉睫?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)以有線和WIFI的方式傳輸，有線網(wǎng)絡(luò)布線成本高、周期長、走線難，嚴(yán)重限制了設(shè)備的移動范圍，影響產(chǎn)線柔性化，難以解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)程中不斷新增大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的靈活接入、大范圍移動的需求；采用WIFI也是無奈之選，移動范圍有限、抗干擾差、切換性能差、容量受限。5G作為最優(yōu)的無線技術(shù)，可憑借高帶寬、高可靠、低時延、移動性助力企業(yè)向無線化、自動化、智能化、柔性制造方向演進(jìn)，5G的網(wǎng)絡(luò)切片和邊緣計算能力可以做到更低時延，提供更好的靈活性和安全性。
根據(jù)工業(yè)制造對無線通信的嚴(yán)格需求，基于5G網(wǎng)絡(luò)+ MEC的全新服務(wù)化架構(gòu)，以及eMBB、URLLC、mMTC和網(wǎng)絡(luò)切片等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)內(nèi)網(wǎng)無線接入網(wǎng)絡(luò)和傳輸網(wǎng)絡(luò)。同時解耦5G網(wǎng)絡(luò)功能為服務(wù)化組件，調(diào)用輕量級組件開放接口，滿足工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)按需、動態(tài)、彈縮和高可靠的網(wǎng)絡(luò)分配、運(yùn)維和管理的需求，全方位構(gòu)建滿足工業(yè)制造需求的5G通信系統(tǒng)。
本測試床中，為了滿足工業(yè)制造的需求，5G通信系統(tǒng)設(shè)計方案如下：
1.5G無線網(wǎng)絡(luò)支持 AAU/CU/DU 的靈活切分和部署，滿足不同場景下的切片組網(wǎng)需求。CU可云化部署，便于無線資源集中管理，或CU下沉到邊緣部署，降低傳輸時延，滿足工業(yè)低時延需求。
2.為了滿足工業(yè)制造對無線通信網(wǎng)絡(luò)在端到端延時、吞吐量、連接數(shù)密度、可靠性、能源效率等性能指標(biāo)，5G通信系統(tǒng)采用了高頻段傳輸、多天線傳輸、同時同頻全雙工、D2D、密集網(wǎng)絡(luò)以及新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)。
3.5G傳輸網(wǎng)切片運(yùn)用虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滟Y源虛擬化，構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)。支持多層次的切片隔離技術(shù)，如： FlexE、LDP、LSP等技術(shù)，滿足不同隔離要求下的切片需求，實(shí)現(xiàn)工業(yè)高隔離要求下的底層快速轉(zhuǎn)發(fā)。
4.5G網(wǎng)絡(luò)采用SDN架構(gòu)的層次化控制器，實(shí)現(xiàn)物理網(wǎng)絡(luò)和切片網(wǎng)絡(luò)的端到端統(tǒng)一控制和管理，滿足不同類型工業(yè)業(yè)務(wù)對傳輸?shù)牟煌蟆?br/>5.5G網(wǎng)絡(luò)基于多層次的切片技術(shù)和MEC邊緣計算技術(shù)，從接入安全、網(wǎng)絡(luò)安全，外網(wǎng)訪問安全三個方面，為工業(yè)領(lǐng)域的不同業(yè)務(wù)提供差異化的隔離服務(wù)和安全保障。
6.5G網(wǎng)絡(luò)通過統(tǒng)一的智能化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)切片的端到端編排管理。電信級 DevOps 平臺跨越切片的設(shè)計域和運(yùn)行域，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計、測試、部署到運(yùn)行監(jiān)控，以及動態(tài)優(yōu)化的切片全生命周期管理自動化閉環(huán)，通過全流程模型化驅(qū)動，具備較為完備的網(wǎng)絡(luò)管理能力和北向接口能力，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)資源的靈活匹配，滿足工業(yè)場景下快速定制和部署需求。
4.3.3MEC電信邊緣計算單元
5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)靈活，采用虛擬化架構(gòu)，UPF下沉至網(wǎng)絡(luò)邊緣，UPF和MEC可以共虛擬化平臺部署，便于MEC共部署，解決計費(fèi)和安全問題.用戶數(shù)據(jù)可由UPF轉(zhuǎn)發(fā)接入MEC，計費(fèi)和安全可由UPF完成， MEC實(shí)現(xiàn)對APP的安全認(rèn)證及APP/ API計費(fèi)。
而5G +MEC可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)計費(fèi)與安全偵聽：
1）5GC采用虛擬化架構(gòu)，UPF下沉至網(wǎng)絡(luò)邊緣，便于MEC共部署，解決計費(fèi)和安全問題
2）5G CU可以分離及云化架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)MEC和CU的共部署
3）5G網(wǎng)絡(luò)靈活，支持網(wǎng)絡(luò)切片，更好支持新業(yè)務(wù)
5G+MEC主要在邊緣層與UPF/CU/ APPs共平臺部署，在本地流量卸載、業(yè)務(wù)使能管理、網(wǎng)絡(luò)能力開放是5G MEC的主要價值。
MEC部署方案：邊緣層UPF/MEC/APPs共平臺部署。核心網(wǎng)業(yè)務(wù)面按需分布式建設(shè)，控制面集中建設(shè)，是適應(yīng)5G新業(yè)務(wù)的必然趨勢；業(yè)務(wù)本地化、差異化、低時延成為主要需求；
本地流量卸載、業(yè)務(wù)使能管理、網(wǎng)絡(luò)能力開放助力5G提升商用價值。
MEC部署方案
4.3.4方案自主研發(fā)性、創(chuàng)新性及先進(jìn)性
supOS是國內(nèi)首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)操作系統(tǒng)，流程行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。
在水泥行業(yè)將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，人工智能與5G MEC技術(shù)結(jié)合，并成功落地的在國內(nèi)是第一家，并成功申報工信部工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G國家項目。
五、 測試床實(shí)施部署
5.1. 測試床實(shí)施規(guī)劃
2019.9 進(jìn)場調(diào)研
2019.10 明確第一期建設(shè)場景
2019.12 第一期建設(shè)方案進(jìn)場實(shí)施
2020.1 第一期上線正式運(yùn)營
2020.4 第二期建設(shè)方案明確
2020.6 第二期方案實(shí)施
2020.7 第二期方案上線運(yùn)營
5.2. 測試床實(shí)施的技術(shù)支撐及保障措施
5G邊緣計算：內(nèi)容與應(yīng)用下沉，降時延省成本。核心網(wǎng)集中式部署不能滿足新業(yè)務(wù)需求，網(wǎng)絡(luò)隨業(yè)務(wù)流向邊緣遷移是產(chǎn)業(yè)趨勢。5G+MEC主要在邊緣層與UPF/CU/ APPs共平臺部署，在本地流量卸載、業(yè)務(wù)使能管理、網(wǎng)絡(luò)能力開放是5G MEC的主要價值。
5.2.15G網(wǎng)絡(luò)實(shí)施
紅獅水泥外場環(huán)境：
指標(biāo) | 紅獅水泥5G網(wǎng)絡(luò)外場 |
現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò) | 2個宏站 |
需求網(wǎng)絡(luò) | 2個宏站 |
建設(shè)計劃 | 完成建設(shè)2個宏站+MEC一個+5個模組(后期按照需要增加)+supOS工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境+若干融合應(yīng)用 |
寧波工業(yè)研究院（藍(lán)卓所在研發(fā)中心）實(shí)驗環(huán)境：
指標(biāo) | 寧波市工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院 |
現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò) | 無 |
需求網(wǎng)絡(luò) | 2個宏站+1個室分 |
建設(shè)計劃 | 2個宏站+1個室分 + MEC一個 + 5個模組(后期按照需要增加) +工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境 + 若干融合應(yīng)用。 |
5.1.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實(shí)施
藍(lán)卓5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺目標(biāo)分三個階段實(shí)施，具體實(shí)施計劃如下：
第一階段完成數(shù)據(jù)全集成平臺、公共服務(wù)和容器框架平臺以及APP組態(tài)開發(fā)平臺的研發(fā)、測試驗證工作。支持基于5G無線網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)數(shù)據(jù)收集，包括工業(yè)數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，音視頻數(shù)據(jù)和信息化數(shù)據(jù)。滿足典型項目的定制應(yīng)用；
第二階段定位于滿足企業(yè)數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)管理信息化需求，完成產(chǎn)品研發(fā)及5G網(wǎng)絡(luò)的測試驗證工作。工程基于平臺可定制化組態(tài)數(shù)據(jù)分析和智能應(yīng)用；
第三階段基于5G網(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)，完成工業(yè)大數(shù)據(jù)分析服務(wù)和工業(yè)人工智能服務(wù)的研發(fā)，開放APP開發(fā)平臺、工業(yè)數(shù)據(jù)接口以及平臺服務(wù)，積累行業(yè)應(yīng)用。完成5G網(wǎng)絡(luò)化推廣公共服務(wù)平臺的構(gòu)建，G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用解決方案庫，存放在AppStore、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式知識庫(開發(fā)者論壇)及5G培訓(xùn)中心（在線視頻教學(xué)或則是離線的培訓(xùn)中信）等，為中小企業(yè)5G應(yīng)用的研發(fā)及部署提供技術(shù)咨詢及培訓(xùn)服務(wù)（在線的人工服務(wù)和離線的廠家指導(dǎo)）。
5.1.3水泥行業(yè)應(yīng)用實(shí)施
桐廬紅獅項目分三個階段實(shí)施，具體實(shí)施計劃如下：
第一階段：項目準(zhǔn)備，工作內(nèi)容：本階段為項目準(zhǔn)備階段，主要是建立組織架構(gòu)，明確人員安排，明確階段任務(wù)及工作分工，在以上組織和人員明確的前提下，制定切實(shí)的工作計劃和時間安排。完成關(guān)鍵用戶培訓(xùn)。
結(jié)束標(biāo)志：明確雙方項目組織架構(gòu)和人員和分工責(zé)任完成項目計劃。完成關(guān)鍵用戶培訓(xùn)與業(yè)務(wù)流程梳理。
第二階段業(yè)務(wù)藍(lán)圖和實(shí)現(xiàn)過程
業(yè)務(wù)藍(lán)圖工作內(nèi)容：本階段為需求調(diào)研階段，主要是完成需求調(diào)研，為上線前工作提供充分的數(shù)據(jù)和支持。對信息系統(tǒng)需求進(jìn)行分析，確定實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)需求的最小資源需求，排出關(guān)鍵需求優(yōu)先級，并搭建好項目環(huán)境。
結(jié)束標(biāo)志：雙方明確《實(shí)施方案》、《接口開發(fā)方案》。
實(shí)現(xiàn)過程工作內(nèi)容：本階段為項目實(shí)施階段，主要是按實(shí)施方案進(jìn)行具體配置，雙方完成數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作，藍(lán)卓進(jìn)行接口開發(fā)，為上線準(zhǔn)備工作提供數(shù)據(jù)準(zhǔn)備支持，并完成項目聯(lián)調(diào)測試。
結(jié)束標(biāo)志：藍(lán)卓內(nèi)部測試通過，達(dá)到項目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
第三階段上線和運(yùn)行維護(hù)
上線的工作內(nèi)容有完成最終用戶培訓(xùn)、用戶測試，完成上線方案確認(rèn)工作。結(jié)束標(biāo)志：《用戶測試報告》、《上線方案》。
運(yùn)行維護(hù)工作內(nèi)容：本階段為項目驗收階段，主要是上線后維護(hù)工作，主要內(nèi)容為對前期的工作結(jié)論、信息系統(tǒng)實(shí)施情況進(jìn)行檢查和驗收。結(jié)束標(biāo)志：《項目驗收報告》。
六、 測試床預(yù)期成果
6.1. 測試床的預(yù)期可量化實(shí)施結(jié)果
本測試床將制定行業(yè)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化組織團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)或則工業(yè)行業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)或則相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)改造維護(hù)支撐及5G知識線上線下培訓(xùn)中心等, 并通過集中宣講、推介沙龍等形式為500家中小型企業(yè)提供5G網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用咨詢及培訓(xùn)服務(wù)。計劃在中國電信杭州5G創(chuàng)新中心和藍(lán)卓公司所在的寧波工業(yè)研究院成立5G網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用咨詢和培訓(xùn)一體的培訓(xùn)中心。預(yù)計在2021年3月以前完成。本測試床應(yīng)用范圍將被逐步擴(kuò)展，從單個企業(yè)到整個園區(qū)、從一個行業(yè)到多個行業(yè)、從少量企業(yè)到大量企業(yè)。為實(shí)現(xiàn)推廣目標(biāo)，本測試床5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺推廣計劃分三步實(shí)施：
1、從單個企業(yè)向大型集團(tuán)型企業(yè)、垂直行業(yè)平臺推廣。
在完成單個企業(yè)的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺驗證測試后，將充分利用聯(lián)合體成員對建材，石化、化工領(lǐng)域業(yè)務(wù)的了解、以及對市場的絕對優(yōu)勢，本測試床將從企業(yè)集團(tuán)層面大客戶入手，將單個企業(yè)的最佳實(shí)踐逐步推廣到集團(tuán)內(nèi)其他兄弟公司。協(xié)助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型。
2、從大型集團(tuán)型企業(yè)向工業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)推廣。
大型集團(tuán)型企業(yè)可作為小型工業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的雛形，本測試床將集團(tuán)型企業(yè)的應(yīng)用經(jīng)驗推廣到工業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)應(yīng)用，同時不斷完善面向工業(yè)園區(qū)的應(yīng)用場景測試案例。
3、對外開放，推向海量中小型工業(yè)企業(yè)。
5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對外開放服務(wù)，降低了中小型工業(yè)企業(yè)應(yīng)用成本，必將加速各行各業(yè)中小企業(yè)使用5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。搭建開發(fā)者社區(qū)，激活平臺生態(tài)系統(tǒng)。不斷引入平臺在線開發(fā)者用戶，通過激勵手段，保持用戶活躍度。
6.1.1標(biāo)準(zhǔn)的制定
當(dāng)前工信部正在綜合推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)以及5G新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和應(yīng)用，5G作為未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中一個重要的通信基礎(chǔ)設(shè)施，能夠利用其優(yōu)勢衍生出很多新型應(yīng)用場景，各方將聯(lián)合體提出新的工業(yè)通信技術(shù)及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，包括：
1 《工業(yè)5G總線標(biāo)準(zhǔn)》
2 《工業(yè)5G安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》
3 《工業(yè)5G安全檢測標(biāo)準(zhǔn)》
4 《工業(yè)5G終端設(shè)備測試標(biāo)準(zhǔn)》
5 《工業(yè)5G應(yīng)用設(shè)計規(guī)范》
致力于成為推動5G工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的重要力量。通過測試床項目創(chuàng)新，將在5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺取得多項關(guān)鍵技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán)。
6.1.2對外服務(wù)和宣傳推廣的方案
5G網(wǎng)絡(luò)化推廣公共服務(wù)平臺是構(gòu)建5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用解決方案庫、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式知識庫及5G培訓(xùn)中心等，為中小企業(yè)5G應(yīng)用的研發(fā)及部署提供技術(shù)咨詢及培訓(xùn)服務(wù)。具體內(nèi)容包括：
l 5G網(wǎng)絡(luò)化推廣公共服務(wù)平臺是構(gòu)建5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用解決方案庫：
《5G基站建設(shè)，MEC和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合方案》 | 提供線下的培訓(xùn)，爭取為500家企業(yè)提供 5G 網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的培訓(xùn)。 |
l 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式知識庫：
《總體5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)》 | 提供線下的培訓(xùn)，爭取為500家企業(yè)提供 5G 網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的培訓(xùn)。 |
6.1.3線上推廣
浙江電信聯(lián)合浙江藍(lán)卓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息有限公司，線上的方案主要是藍(lán)卓搭建的開發(fā)者社區(qū)應(yīng)用商店為主，以及各種網(wǎng)絡(luò)手段，比如微信公眾號、微博和軟文等形式。
平臺包含行業(yè)應(yīng)用解決方案、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)改造維護(hù)支撐及5G知識線上線下培訓(xùn)中心等, 并通過集中宣講、推介沙龍等形式為多家中小型企業(yè)提供5G網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用咨詢及培訓(xùn)服務(wù)。
6.1.4線下推廣
為深入推廣5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用平臺，項目計劃從品牌推廣、用戶培育和合作伙伴拓展三個方面進(jìn)行推廣。
1、品牌推廣
針對不同區(qū)域和行業(yè)的企業(yè)，制定特定的品牌推廣、市場活動及媒介傳播策略，提升平臺在浙江省區(qū)域內(nèi)的品牌影響力和知名度。
c）三年內(nèi)借助不同宣傳媒介，宣傳推廣平臺及優(yōu)秀解決案例不少于50次以上。
2、用戶培育
針對企業(yè)規(guī)模與發(fā)展現(xiàn)狀，制定合適的市場切入方案，線上線下同時進(jìn)行目標(biāo)用戶培育。
3、合作伙伴拓展
整合線上線下市場資源，包括合作伙伴資源、媒體資源、技術(shù)圈子、行業(yè)協(xié)會及社群等，形成合作生態(tài)圈，建設(shè)合作伙伴生態(tài)體系，支持合作伙伴及用戶構(gòu)建基于平臺的成功業(yè)務(wù)實(shí)踐和解決方案來持續(xù)提升平臺功能。 同時梳理、提煉一套標(biāo)準(zhǔn)化的合作伙伴聯(lián)合推廣策略，借助合作伙伴來為快速復(fù)制市場提供支撐。
4、建立的5G外場測試環(huán)境，培訓(xùn)中心和網(wǎng)絡(luò)測試環(huán)境。同時具有參觀功能和聯(lián)合培養(yǎng)功能。
基地 | 服務(wù)內(nèi)容 |
紅獅水泥桐廬外場環(huán)境 | 提供建材行業(yè)流程行業(yè)的外場測試環(huán)境。 |
浙江藍(lán)卓5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)培訓(xùn)中心 | 提供線下的培訓(xùn)，為多家企業(yè)提供 5G 網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的培訓(xùn)。 |
浙江藍(lán)卓5G網(wǎng)絡(luò)測試環(huán)境 | 提供實(shí)驗室開發(fā)測試環(huán)境，包括了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)配置，優(yōu)化，模組，MEC, 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的搭建，應(yīng)用的部署和5G網(wǎng)絡(luò)的各大個性，端到端的測試。 |
本測試床圍繞“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程，浙江電信、浙江藍(lán)卓、紅獅水泥組成“產(chǎn)、學(xué)、研、用”的研發(fā)應(yīng)用推廣項目聯(lián)合體，圍繞5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的特定需求，聚焦特定工業(yè)場景下的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用創(chuàng)新，加速5G網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)企業(yè)不同工業(yè)場景下的推廣及應(yīng)用。
6.2. 測試床的商業(yè)價值、經(jīng)濟(jì)效益
1、幫助企業(yè)設(shè)備安裝調(diào)試周期和成本降低28%。
2、幫助企業(yè)后期運(yùn)營成本降低25%。
3、生產(chǎn)過程波動減少10%，設(shè)備能源利用率提高2%以上。
6.3. 測試床的社會價值
本測試床的成功應(yīng)用，將推進(jìn)水泥企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綠色工廠和安全工廠。5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合新技術(shù)的成功引入和實(shí)踐，可提升綜合生產(chǎn)效率，優(yōu)化生產(chǎn)管理流程，有利于社會資源的合理分配和整合。
6.4. 測試床初步推廣應(yīng)用案例
5G應(yīng)用場景在南方水泥，兆豐機(jī)電等項目中進(jìn)行推廣。
七、 測試床成果驗證
7.1. 測試床成果驗證計劃
2019.4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+5G方案構(gòu)想
2019.5工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+5G方案設(shè)計開發(fā)
2019.6 5G基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)搭建部署
2019.9 5G+應(yīng)用場景深入調(diào)研
2019.12 5G+應(yīng)用系統(tǒng)現(xiàn)場部署
2020.1 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)上線運(yùn)營
7.2. 測試床成果驗證方案
搭建5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺整體方案驗證環(huán)境，對下述場景進(jìn)行驗證。
7.2.1網(wǎng)絡(luò)驗證環(huán)境
工業(yè)企業(yè)對5G用于實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境，對可靠性與安全性普遍存在顧慮，目前尚未把工業(yè)典型場景的量化需求用于5G產(chǎn)品測試與優(yōu)化。一方面，衡量5G能力與工業(yè)需求匹配度測試數(shù)據(jù)集可用于指導(dǎo)5G協(xié)議和設(shè)備層級優(yōu)化和實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署，另一方面，增強(qiáng)工業(yè)客戶對5G信心，提供5G+智能制造測試環(huán)境鼓勵工業(yè)企業(yè)將其傳統(tǒng)應(yīng)用遷移至5G環(huán)境。主要驗證如下幾點(diǎn)：
1、5G連通性測試。
如何建設(shè)小型工業(yè)測試環(huán)境，包含現(xiàn)場工業(yè)設(shè)備應(yīng)用，基于5G網(wǎng)絡(luò)做端到端工業(yè)測試輸出測試報告,包含性能、時延、抖動，與WIFI等其它網(wǎng)絡(luò)的對比分析。
2、工業(yè)應(yīng)用與5G，MEC、邊緣云融合性測試。
如何將工業(yè)應(yīng)用部署在5G邊緣云，是否滿足工業(yè)客戶對實(shí)時性和安全性的苛刻需求，驗證時延的改善效果。
7.2.15GMEC+機(jī)器視覺+工業(yè)數(shù)據(jù)采集場景驗證
用例名 | 紅獅工業(yè)數(shù)據(jù)采集分析 |
用例編號 | TS_0007 |
主執(zhí)行者 | 測試工程師 |
用例概述 | 測試eMBB大帶寬在工業(yè)數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的使用 |
層次 | 使用5G模組測試 |
范圍 | 紅獅水泥生產(chǎn)區(qū)域 |
前置條件 | 網(wǎng)絡(luò)完成搭建，eMBB切片配置完成 |
后置條件 | 無 |
步驟 | 1、使用CQT測試網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況 |
擴(kuò)展 | 無 |
期望結(jié)果 | 滿足3個5G終端速率，小區(qū)吞吐量達(dá)到100Mbps。 |
異常 | |
規(guī)則與約束 | 靜態(tài)設(shè)備類型，范圍在200平方內(nèi)，一個基站連接終端數(shù)量要求是不超過3個 |
備注 | 提供測試報告1份 |
用例名 | 紅獅水泥機(jī)器視覺應(yīng)用 |
用例編號 | TS_0008 |
主執(zhí)行者 | 測試工程師 |
用例概述 | 測試eMBB&uRLLC在機(jī)器視覺的應(yīng)用 |
層次 | 使用5G模組測試 |
范圍 | 紅獅水泥生產(chǎn)區(qū)域 |
前置條件 | 網(wǎng)絡(luò)完成搭建，eMBB&uRLLC切片配置完成，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在MEC部署 |
后置條件 | 無 |
步驟 | 1、使用CQT測試網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況 |
擴(kuò)展 | 無 |
期望結(jié)果 | 滿足3臺終端測試達(dá)到90Mbps上傳速率，且響應(yīng)時延低于5ms。 |
異常 | |
規(guī)則與約束 | 靜態(tài)設(shè)備類型，范圍在200平方內(nèi)，一個基站連接終端數(shù)量要求是不超過3個 |
備注 | 提供測試報告1份 |
用例名 | 紅獅皮帶輪跑偏檢測 |
用例編號 | TS_0011 |
主執(zhí)行者 | 測試工程師 |
用例概述 | 測試eMBB&uRLLC在機(jī)器視覺的應(yīng)用 |
層次 | 使用5G模組測試 |
范圍 | 紅獅水泥生產(chǎn)區(qū)域 |
前置條件 | 網(wǎng)絡(luò)完成搭建，eMBB&uRLLC切片配置完成 |
后置條件 | 無 |
步驟 | 1、使用CQT測試網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況 |
擴(kuò)展 | 無 |
期望結(jié)果 | 滿足3臺終端測試達(dá)到60Mbps上傳速率，且響應(yīng)時延低于5ms。 |
異常 | |
規(guī)則與約束 | 靜態(tài)態(tài)類型，鏈接范圍在200平方內(nèi)， URLLC（延時小于5ms），一個基站連接終端數(shù)量要求是不超過50個 |
備注 | 提供測試報告1份 |
八、 與已存在AII測試床的關(guān)系
暫無
九、 測試床成果交付
9.1. 測試床成果交付件
交付件：
? supOS工業(yè)操作系統(tǒng)軟件光盤（內(nèi)含軟件授權(quán)和產(chǎn)品使用說明書）
? 水泥行業(yè)工業(yè)智能APP軟件包（內(nèi)含軟件授權(quán)和產(chǎn)品使用說明書）
? 測試床項目藍(lán)圖設(shè)計說明書
? 測試床項目軟件平臺維護(hù)說明書
? 測試床項目竣工報告
應(yīng)用系統(tǒng)：
supOS工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，水泥行業(yè)應(yīng)用APP線上運(yùn)行
9.2. 測試床可復(fù)制性
建材制造行業(yè)5G+應(yīng)用場景。
其他流程行業(yè)(如：石化，化工等)在5G+應(yīng)用場景方面也可借鑒。
十、 其他信息
10.1. 測試床使用者
同類場景的企業(yè)客戶可以使用。
10.2. 測試床知識產(chǎn)權(quán)說明
本測試床由浙江藍(lán)卓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)有限公司發(fā)起， supOS工業(yè)操作系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品及5G應(yīng)用場景知識產(chǎn)權(quán)歸浙江藍(lán)卓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)有限公司所有，企業(yè)客戶擁有使用權(quán)。在測試床建設(shè)過程中產(chǎn)生的相關(guān)基于5G場景的工業(yè)APP知識產(chǎn)權(quán)由浙江藍(lán)卓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)有限公司和企業(yè)客戶協(xié)商而定，企業(yè)客戶擁有使用權(quán)。
10.3. 測試床運(yùn)營及訪問使用
1) supOS工業(yè)操作系統(tǒng)需在企業(yè)的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行部署，平臺軟件支持一鍵部署，部署完之后需要根據(jù)實(shí)際項目進(jìn)行進(jìn)行工程配置服務(wù)。
2) 工廠相關(guān)崗位人員（技術(shù)，生產(chǎn)，管理等）可通過PC機(jī)、云桌面瘦終端、移動終端登錄系統(tǒng)，根據(jù)權(quán)限進(jìn)行訪問、配置和修改等操作。
10.4. 測試床資金
用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺及5G網(wǎng)絡(luò)的搭建，與工廠既有系統(tǒng)的對接，方案驗證。
來源國家工信部5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺項目。
10.5. 附加信息
在流程工業(yè)中建材行業(yè)的應(yīng)用要求和智能工廠建設(shè)方案具有典型性，特別是數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)及5G全場景行業(yè)應(yīng)用具有通用性，不同行業(yè)的工業(yè)智能APP需要在行業(yè)應(yīng)用時進(jìn)行積累，后續(xù)可向化工、電力、冶金、醫(yī)藥、食品、造紙等流程行業(yè)進(jìn)行復(fù)制和推廣。
聲明
本報告所載的材料和信息，包括但不限于文本、圖片、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)、建議，不構(gòu)成法律建議，也不應(yīng)替代律師意見。本報告所有材料或內(nèi)容的知識產(chǎn)權(quán)歸工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟所有（注明是引自其他方的內(nèi)容除外），并受法律保護(hù)。如需轉(zhuǎn)載，需聯(lián)系本聯(lián)盟并獲得授權(quán)許可。未經(jīng)授權(quán)許可，任何人不得將報告的全部或部分內(nèi)容以發(fā)布、轉(zhuǎn)載、匯編、轉(zhuǎn)讓、出售等方式使用，不得將報告的全部或部分內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)方式傳播，不得在任何公開場合使用報告內(nèi)相關(guān)描述及相關(guān)數(shù)據(jù)圖表。違反上述聲明者，本聯(lián)盟將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
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