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引言/導讀

中移(上海)信息通信科技有限公司（中國移動上海產業研究院）是中國移動通信集團的全資子公司，自2018年11月在浦東正式掛牌成立以來，立足上海、輻射全國，面向交通、工業能源、金融三大行業方向開展深入行業技術、平臺、產品、解決方案研發，以信息化、智能化為杠桿培育新動能，儲備通用行業信息化能力，支撐中國移動在5G時代的垂直行業的市場開拓和發展。公司積極布局垂直行業關鍵ICT產品和解決方案，打造開放共享的新型產業生態圈，致力成為工業能源、金融、交通領域產業智能的賦能者、行業技術的創新者。

2019年9月，中國移動與湘鋼簽署信息化戰略合作協議，達成全面合作意向，雙方聯合開展共建智慧工廠；2019年12月，與湘鋼正式簽署湘鋼全廠專網建設和技術應用服務框架協議，明確獨家建設；2019年12月，簽署第一個商務結算協議（五米板分廠），合同金額第一年258萬，已實現天車、視頻監控、機械臂等場景下5G創新應用；后續將分階段完成湘鋼全廠5G+MEC工業級專用網絡的建設任務，并已啟動無人碼頭、高精度定位、不規則料堆監測等5G創新應用孵化，逐步實現智慧工廠各類應用落地。

關鍵詞

5G、AR、OCR、無人天車

測試床項目承接主體

發起公司和主要聯系人聯系方式

中移（上海）信息通信科技有限公司

郝晨陽：haochenyang@cmsr.chinamobile.com;18810370503

皮婷婷：pitingting@cmsr.chinamobile.com;13810506925

合作公司

中國移動通信集團湖南有限公司 湘潭分公司

湘潭鋼鐵集團有限公司

測試床項目目標

湖南湘潭鋼鐵有限公司（簡稱湘鋼）是中國南方千萬噸級的精品鋼材生產基地，具備年產鋼1200萬噸生產規模，擁有鋼鐵全流程的先進技術裝備和生產工藝，但在效率提升和降低能耗方面都遇到了瓶頸，同時鋼鐵廠的高溫高危環境也讓年輕人不愿意進入鋼鐵廠工作。

為進一步提升生產力、降低能耗、改善工作環境，并提高員工的工作幸福感和獲得感，中移上海產業研究院聯手中國移動湖南移動共同打造5G智慧工廠項目，充分利用5G、AI、大數據、云計算等ICT（Information Communications Technology）技術進行全流程、全業務的數字化升級，打造鋼鐵行業的智能工業互聯網平臺，助力企業實現“讓設備開口說話、讓機器自主運行、讓職工尊嚴工作、讓企業高效發展”的目標，打造世界一流的鋼材綜合服務商。

測試床方案架構

測試床應用場景

場景1：5G+AI鋼板編碼視覺識別應用

目前湘鋼涂漆線鋼板出入口的鋼號多由人工確認，存在錯號的風險，一旦錯號將會導致質量異議等一系列后續連鎖問題。建立一個可靠的視覺識別系統，高精準的自動辨別鋼號，不僅能避免由于錯號導致的后續問題，還能降低人員疲勞度。

機器視覺是基于人工智能技術開發的產品，已廣泛應用于身份認證、身份識別、行為識別等領域。用視覺傳感器代替人眼對周圍環境或者特定目標拍照或者拍攝，獲得相應的數字圖像或數字視頻信息，然后利用圖像處理和視頻處理技術，分別對圖像或視頻進行處理，以便達到提取特征、檢測目標、識別目標等目的。

場景2：5G+ AR跨國遠程裝配

通過5G+SDWAN國際網絡，連接位于德國、奧地利的后端與家資源實現AR協同裝配，已完成奧地利布朗鋸設備和德國Kocks軋機及探傷仦設備的安裝，大大縮短了設備裝配交付周期及國外專家的人力成本支出。全國32套同型號設備，僅湘鋼在疫情期間通過此方案完成了設備安裝不投產，被央視十三套作為“復工復產”示范項目進行與題報道。

場景3：5G無人天車

5G無人天車方案面向鋼鐵企業的原材料、鋼坯、鋼材的入庫、出庫、調庫等環節，利用5G網絡、自動控制、視頻/圖像識別等技術，通過在天車多角度加裝高清攝像頭等設備，進行傳統天車的5G改造，構建一套天車遠程控制及無人化運行的服務平臺，實現工作人員在操作間對天車的遠程操控，實現天車的無人化運行、多天車的協作式運行，幫助鋼鐵企業實現物料、成品的高精度智能搬運，提升企業的經營效率。

系統由“操控端+5G網絡 +天車”三部分組成，操作人員可在遠程操控臺上實時操控天車進行卸車、吊運裝槽、配合檢修等作業。同時高達1.2Gbps的下載速率，為操作員提供第一視角的高清視頻，保障遠程操控精準、實時操控性。

測試床架構

測試床方案

本測試床利用5G技術的高速率、低時延、高可靠、網絡切片和移動邊緣計算等特性，利用5G+MEC技術構建生產園區的全連接無線網絡，為產線部署5G+AI鋼板編碼視覺識別應用、5G+AR跨國遠程裝配應用和5G無人天車應用。

方案重點技術

5G：5G技術在低時延、工廠應用的高密度海量連接、可靠性、以及網絡移動性管理等方面具備顯著優勢，為移動設備的數據穩定傳輸提供了強有力的保障，打破了傳統工業有線傳輸的禁錮。因此，5G的發展可以真正實現信息化和工業化的深度融合。

機器視覺：機器視覺是人工智能正在快速發展的一個分支。通過機器視覺產品將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，得到被攝目標的形態信息，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號；圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。

增強現實：通過將工廠內設備信息和虛擬世界信息進行“無縫”集成，從而把原本在現實中難以觀察到的信息（溫度，產品編號，故障代碼等），通過設備建模，模擬仿真后再與真是場景疊加，將虛擬的設備信息實時應用到真實世界，讓工人直觀的觀察到設備的實時運行狀態。

天車5G無人天車應用系統由6個模塊組成，包括天車控制模塊、視頻監控模塊、語音交互模塊、安全防護模塊、中控操作模塊、通信模塊。

天車控制模塊以PLC為核心，負責接收和處理來自遠程和本體的操作指令及各傳感器信號，驅動天車各個執行機構（大車、小車、起升機構、吊具機構等）完成相應的動作。

視頻監控模塊采集現場視頻信息，傳輸至遠程控制室并實時顯示，作為天車操作人員識別生產現場狀況和控制天車運行作業的主要信息來源。

語音交互模塊包括IP尋呼電話、揚聲器、VOIP網絡電話機、網絡壁掛音箱、IPPBX、功放擴音器等。

安全防護模塊包括共軌天車防撞、地面防碰撞、防誤操作、系統應急安全與急停、天車狀態監控等。

中控操控模塊包括操控臺、操控軟件等軟硬件，通常設置在中控室或集中管控中心，以實現天車遠程操控。

網絡通訊模塊由各類交換機、無線設備、5G網絡基站等、光纖/網線、光纖收發器、光電轉換等設備構成。

方案自主研發性、創新性及先進性

本測試床利用5G技術的高速率、低時延、高可靠、網絡切片和移動邊緣計算等特性，與人工智能技術進行有機的結合，為產線部署5G+AI鋼板編碼視覺識別應用、5G+AR跨國遠程裝配應用和5G無人天車應用。其中，5G+AR跨國遠程裝配應用結合5G技術，助力湘鋼首次實現AR跨國遠程裝配，實現三個國家專家工人的實時5G+AR通訊，被央視十三套作為“復工復產”示范項目進行專題報道。

全國首個5G+MEC在工業生產領域投產使用：湘鋼園區已成功上線并接入園區MEC（UPF），真正實現數據不出園區，端到端業務時延降低61%，從26ms降至9.9ms，成為5G專網與工業生產深度融合的關鍵性技術節點指標。

全國首創5GToB智慧運營中心：全國首創在5GToB領域搭建NSMF、CSMF及園區自管理平臺，形成面向工業園區5G網絡、終端、應用的綜合型智慧運營中心，實現多樣化業務場景支撐、實時性業務流程監測和精細化SLA運維質量保障三大核心保障能力。

全球首例遠控天車熱容災方案：創新性的構建和疊加EoGRE隧道，實現遠控天車5G網絡和微波網絡的毫秒級倒換，實現了基于鏈路SLA指標（時延、抖動和丟包率）觸發網絡倒換的容災方案，極大提高了天車遠程操控業務的連續性和穩定性。

全國首次規模實現5G傳感器數據回傳：通過5G邊緣智能網關提供的豐富工業接口，實現工業場景下多類型傳感器數據的采集和協議轉換，在生產區域一站式解決密集工業IoT設備無線接入問題。

方案安全風險控制

網絡及安全資源：核心-接入兩層組網、三平面物理隔離。TOR交換機包括業務TOR、存儲TOR、管理TOR、硬件管理TOR。EOR包括業務和存儲共用EOR，以及管理EOR。安全設備需配置異構防火墻設備，出口層應盡量復用現有各承載網絡設備。

數據安全：提供本地加密透傳管道，防止公網非法訪問企業內網, 構建企業5G私網,保證數據安全。

測試床實施部署

測試床實施規劃

測試床實施的技術支撐及保障措施

本測試床由中移（上海）產業研究院提供技術支撐，并聯合行業客戶進行應用場景落地及驗證。

測試床實施的自主可控性

本測試床網絡及平臺方案由中移（上海）產業研究院及湘潭移動自主完成，終端部分由上海產業研究院與戰略合作伙伴合作完成，具有自主可控性。

測試床預期成果

測試床的預期可量化實施結果

1、 軟件應用平臺

2、 項目相關終端硬件

3、 應用測試報告

測試床的商業價值、經濟效益

在打造湘鋼5G智慧工廠的過程中，創新性構建了“1+1+N”模式的5G+智慧鋼鐵垂直行業解決方案，助力智能化、數字化的中國鋼鐵企業轉型，實現鋼鐵企業“讓設備開口說話、讓機器自主運行、讓員工尊嚴工作、讓企業高效發展”的目標。

降低運營成本方面：無人天車應用將吊車操作人員從噪音、粉塵和有害氣體的環境中解放出來，實現讓員工更有“尊嚴”的工作。另外，通過5G遠程操控，由原來4班3運轉，每個班次6人，優化至每個班次4人，人工效率提升33%，有效工作時間也同步提升。智慧湘鋼項目通過5G智慧湘鋼項目遠程天車、加渣器械臂、高清視頻回傳、AI識別、AR遠程裝配等應用等落地，湘鋼實現低增值、純值守、環境惡劣的崗位替換，運營成本降低20%。

提升產能方面：實施鋼鐵企業5G智慧工廠建設項目，可提升產品質量，節能降耗，目標為提升企業運行效率，降低企業運營成本，縮短產品研發周期，降低產品不良品率，提高能源利用效率，實現低增值崗位的無人化和崗位精簡，提高勞動生產率。實施5G智慧湘鋼項目以來，產能從1萬7千噸提升至2萬5千噸。人均年產能從550噸提升到了1000噸。智慧湘鋼項目實施以來，為湘鋼累計創效2.6億元。

測試床的社會價值

中國移動5G+智慧鋼鐵垂直行業解決方案，深度契合了鋼鐵企業的自動化、信息化、智能化改造升級的需求，將先進的5G+MEC網絡，轉換成確定性的業務實現能力，贏得了多家鋼鐵企業和其他工業制造行業的高度關注，廣獲好評，目前已在湖南漣鋼、衡鋼以及甘肅蘭石集團復制推廣。中國移動打造的5G智慧湘鋼項目為中國移動5G集團級龍頭示范項目，被集團授牌5G智慧工廠示范基地，被湖南省工信廳評為5G典型應用場景，在2019年國際通信展上受到工信部苗圩部長的充分肯定。同時還入選了GSMA2020年度中國5G垂直行業應用案例，入選了第四屆全國設備管理與技術創新成果，全球疫情期間部署的5G+AR國際遠程裝配應用被央視專題報道。

基于5G智慧鋼鐵項目實現的天車遠程操控、5G+AR國際遠程裝配等創新行業應用，一方面切實解決了鋼鐵企業生產過程中遇到的痛點、難點，另一方面也進一步驗證了5G網絡可以切實落地于工業生產制造中，網絡安全可靠性進一步得到了驗證。未來，以工業級5G專網衍生出的5G行業應用將會是信息化與智能制造深度融合的全新藍海市場。

測試床初步推廣應用案例

中國移動5G+智慧冶金垂直行業解決方案，深度契合了冶金企業的自動化、信息化、智能化改造升級的需求，贏得了多家鋼鐵企業和其他工業制造行業的高度關注，廣獲好評，目前已在湖南漣鋼、衡鋼以及甘肅蘭石集團復制推廣。

測試床成果驗證

測試床成果驗證計劃

以“5G+AR跨國遠程裝配”為例，驗證內容和標準如下：

測試床成果驗證方案

可實地使用 “5G+AR跨國遠程裝配”應用，按照驗證計劃進行功能驗證。

與已存在AII測試床的關系

本測試床和之前已經審批的測試床無關聯。

測試床成果交付

測試床成果交付件

軟件應用平臺項目相關終端硬件應用測試報告

測試床可復制性

本測試床深度契合了冶金企業的自動化、信息化、智能化改造升級的需求，贏得了多家鋼鐵企業和其他工業制造行業的高度關注，可復制在冶金行業智能化升級的需求中。

測試床開放性

中國移動充分發揮自身包容性，秉持合作共贏的心態，本測試床整合各類優質合作伙伴能力，如：測試床中的AR眼鏡等終端硬件，均來自中國移動合作伙伴。

其他信息

測試床使用者

湖南省湘潭市岳塘區湘潭鋼鐵有限公司

測試床知識產權說明

中國移動享有本測試床的全部知識產權，負責項目的研發測試。湖南湘鋼擁有使用權，包括AR眼鏡、天車控制平臺。其中，數據模型屬于雙方共有。

測試床運營及訪問使用

平臺部署在中國移動IDC/云計算資源池上，并為湖南湘鋼相關人員提供訪問權限。

測試床資金

約900萬元。

測試床時間軸