智慧工厂解决方案—5G 智慧工厂解决方案

1、5G+智慧工厂解决方案5G使能工业互联网使能工业互联网12智慧工厂智慧工厂5G业务发业务发展展探讨探讨2工业是5G应用最重要行业之一，工业无线快速发展德勤预测5G应 用TOP10行业 工业市场空间 同样居榜首0510152025303520162017201820192020202120222023202420252026业界普遍认为工业业界普遍认为工业是是5G最具潜力行最具潜力行业业工业制造无线通工业制造无线通信信连接快速增长连接快速增长IHS预测至2035年，制造业占5G总产出的28%40单位：亿4518无线无线有线有线43255存量连接数来源：Berg Insight2017年：无线连接

2、占比6%2022年：爆发点，达27%2026年：超越点，达58%来源：HMS 20173工业企业核心业务流程物流供应物流供应目标：目标：打通上下游、提升配送效率、 减少库存系统：系统：SCM、WMS、立库、AGV 场景：工厂物流、园区视频监控等高场景：工厂物流、园区视频监控等高 带宽、移动性业务，基于云化部署带宽、移动性业务，基于云化部署+5G承载，以及承载，以及AGV等移动控制等移动控制目标：目标：安全、高效、智能园区配套 系系统：统：安防监控、门禁、考勤 场景：场景：5G作为厂区大流量和大连接场作为厂区大流量和大连接场 景的景的回传如视频监控等回传如视频监控等目标：目标：企业内部运作管理效

3、率提升 系统系统：OA、财务管理、HRM、协同通信、视频会议等 场景：基场景：基于于5G的云手机、高清视频会议等的云手机、高清视频会议等移动应用移动应用，提升办公效率提升办公效率销售服务销售服务目标：目标：保障及提升客户满意度系统：系统：企业网站、电商平台、CRM、 呼叫中心、预测性维护等 场景：基于场景：基于云服务及云服务及5G能力，为客能力，为客 户提供户提供VR/AR等新应用（如产品体等新应用（如产品体验），更好支撑模式创新验），更好支撑模式创新生产制造生产制造目标：目标：质量、效能提升，敏捷制造 系统：系统：ERP、MES、SCADA、PLC、 数控机床、工业机器人. 场景：场景：5G

4、+边缘计算及未来边缘计算及未来uRLLC 支撑工支撑工业控制类应用；业控制类应用；5G+云实现云实现 生产制生产制造系统云化造系统云化办公管理办公管理智慧园区智慧园区5G为核心的工业互联网应用为核心的工业互联网应用贯贯穿工穿工业业企业企业主主业务业务流流程程4工业行业对时延和带宽需求高，是5G的应用的首选方向速率速率低低，运运动动慢慢，功耗，功耗小小无线资源消耗小无线资源消耗小 业务连接业务连接/切片价值低切片价值低速率要求速率要求高高，时延响应，时延响应快快，QoS诉求诉求强强无线资源消耗大无线资源消耗大- 业务连接业务连接/切片价值高切片价值高On/off数字/坐标控制信息图片信息视频信息

5、数十秒秒低功耗传感位置跟踪开关控制NB-IoT带宽带宽时延时延10毫秒机器视觉UHD视频VR/ARHD视频视频监控4G高频度传感 高精度位置动作控制语音通信5G100毫秒3510毫秒能源能源消费汽车消费汽车智能制造智能制造公共交通公共交通公共安全公共安全零售零售金融金融媒体娱乐媒体娱乐健康医疗健康医疗农业农业UHD视频VR/AR高频度传感动作控制高精度位置高清监控回传高精度授时2019年年6月月6日，日， Analysys 易观中国中国5G发牌发牌 中国工业互联网正处于启动阶段，与美国、德国等发达国家基本同步，但与之相比，工业总体发展水平与基础程度仍存在差距，企业数 字化水平有待提高。Anal

6、ysys易观分析认为，加速工业互联网进程，推进5G 、 大数据、物联网、人工智能等技术与工业生产的深度融 合，支 撑传统企业转型优化升级，为智能工业化生产提供新动力。中国工业互联网处于起步阶段，5G发牌将注入新动力CBIIIIIIIVVVIEH 市场启动期 (2018-2025) 应用成熟期 (2036-) 高速发展期 (2026-2035) 探索期 (2012-2017)场 认 可 度时间AFVIII2012 年 ， 美 国通用电气公 司 （ GE ） 首 次提出工业互 联网的概念2013年，德国政府提 出“工业4.0”战略， 建立一个高度灵活的 个性化和数字化的产 品与服务的生产模式201

7、5 年 ， 国 务 院 颁 布 中 国 制 造 2025 ， 引 领 中 国制造业转型升级D2016年， 中国 成 立了工 业 互联网产 业 联盟 。2017 年 ， 国 务 院 印 发 了关于深化“互联网+先进 制造业”发展工业互联网的 指导意见，落实我国工业 互联网发展指明方向。2018 年 ， 工 业 互联网开局之年2020年，中国基本实现工业化，工业信息化水平大幅提升，掌握部分重点领域关键核心技术，数字化、网络化、智能化取得明显进展2025年，基本形成具备国际竞争力 的基础设施和产业体系，形成3-5个 达到国际水准的工业互联网平台2035年，建成国际领先的工业互 联网网络基础设施和平台

8、，形成 国际先进的技术与产业体系，优 势行业形成创新引领能力IJIXGVII6未来5年，5G将拉动35.4万亿经济总产出，工业贡献居首位9010.63.324.88.46040200100802018年GDP经济总产出 直接间接经济增加值5G对中国经济的拉动对中国经济的拉动2020-2025，5G将带来35.4万亿经济总产出5G将成为国民经济各行业数字化转型的关键使能器5G与云计算、大数据、人工智能等技术深度融合中国信通院万亿中国预测2030 年各垂直行业在 5G 设备上的支出超过 5200 亿元，智能制造行业5G相关投入达到2000亿元，占比38.5%中国信通院5G经济社会影响白皮书5200

9、38.5%车联网智能制造智能制造医疗行业 能源行业 120亿 2000亿亿 640亿100亿2030年,中国典型垂直行业5G相关投入中国中国5G垂直行业规模及典型市场垂直行业规模及典型市场7行业持续数字化转型，需要5G和其他ICT技术的支持开放的开放的云云平台平台金融金融基于大数据的精准服务媒体媒体数字化新媒体业务教育教育实时分享海量教育资源政府政府打造数字化的服务型政府制造制造5G+云使能智能制造5G使能无使能无处处不在不在现在现在: 数字化的标志是数字化的标志是“上云上云”过去过去: 工业化的标志是工业化的标志是“上电上电”安全、可靠、随需自治自愈的网络联接ABC三位一体驱动各行各业智能化

10、升级联接联接+云，云网融合云，云网融合万物联云、万物上云万物联云、万物上云多云互联多云互联的联接的联接边缘边缘云云&沃云沃云83大应用对网络能力的要求大应用对网络能力的要求应用体验多样化应用体验多样化mMTC海量物联海量物联uRLLC高可靠低时延连接高可靠低时延连接IMT-20205G业务模型业务模型GbpseMBB增强移动宽带增强移动宽带3D视频, UHD Screen云化办公AR,VR智能制造 工业4.0自动驾驶智能家居/建筑智慧城市ITU-R用户体验速率用户体验速率(Mbps)9峰值速率峰值速率(Gbps)10Gbps频谱效率频谱效率3x移动性能移动性能(Km/h)1ms时延时延

11、(ms)1M devices/km2连接密度连接密度(设备数设备数/Km2)网络能效网络能效流量密度流量密度 Mbps/m25G关键能力和典型关键能力和典型应应用用5G初期业务初期业务以以eMBB视视频频为主为主要要特征特征5G体育场体育场云化云化VR/AR （CG类）类）2018冬奥会全景冬奥会全景VR直直播播全景视频全景视频VR直播直播竞技游戏 虚拟建模 虚拟社交移动移动4K点播点播/直播直播/社交社交个人个人UGC个人超高清个人超高清Cloud VR个人云桌面个人云桌面车内信息娱乐车内信息娱乐FWA发发布布WTTx2019切换至切换至3GPP标准标准收购频谱收购频谱2016 Q42017

12、 Q428GHz39GHz4K 视频视频远程故障诊断与远程故障诊断与维维护护实时高精地图实时高精地图下一代智能手机支持 接入云化系统，可以 办公，娱乐等 5G使能下一代智能手机与智能汽车，持续将计算存储能力迁移到云端，使能个人云桌面与车内信息娱乐； 5G解锁上行带宽业务（如UGC与无线视频监控），使得上行单独变现成为可能； 无线视频监控是运营商5G进入垂直行业第一波业务； 热点数字化是运营商首要的变现区域，同时室内位置服务会变成5G室内数字化基础服务无线视频监控无线视频监控无法部署有线监控部署成本太高或临时布线浪费新增监控，二次施工破坏原有装修或工作面应急性、人员无法接近室内位置室内位置智慧商

13、场智慧商场智慧地铁智慧地铁智慧展馆智慧展馆观点总结观点总结105G中后期通过中后期通过uRLLC与与mMTC两大两大特特性使性使能能垂直垂直行行业业自动驾驶自动驾驶5G : 自动自动4G : 辅助辅助L4+自动驾驶： 车辆编队自动巴士物流无人车联网无人机物流联网无人机基础设施 监测无人机安保无人机农业 无线化：数据采集+监控+分析 远程化：视频辅助诊断与控制 智能化：AI+移动诊疗 5G使能L4级以上自动驾驶，首先在封闭园区与半开放高速路段商用部署； 联网无人机视频回传、防碰撞、广泛连接与安全管控，需要5G保障； 工业制造和医疗希望借助5G实现无线化、智能化转型； 智能电网等行业需要5G切片技

14、术提供专网服务观点总结观点总结 电网是切片使能最有 价值应用之一联网无人机联网无人机蜂窝给无人机产业带来的价值蜂窝给无人机产业带来的价值无线医疗无线医疗智能电网智能电网UTM高空覆盖超视觉控超视觉控 制制视频回传实时实时4K边缘计算边缘计算设备与资产 1劳动力生产过程设施与环境预测性维护：边缘分析以 检测不规则性并预测泵故 障监测：旋转设备的振动测 量和分析安全：人员追踪以确保工 人避开危险区域4增强：AR帮助现场技术人 员进行维修工作5机器人自动化生产中PLC/工业相机视频监控(从有线变无线）物流 AGV2367智能制造智能制造子类 （工厂里）业务样例115GCloud X数字天空数字天空智

15、能工厂智能工厂远程医疗远程医疗车联网车联网4 特别兴趣小组特别兴趣小组122 跨产业联盟跨产业联盟5G车联网车联网 | 5G工业互联网工业互联网Cloud X | 智能工厂智能工厂 | 数字天空数字天空 | 远程医疗远程医疗283 合作伙伴合作伙伴49 项目项目Cloud PC Cloud VR Cloud GameXX携手产业伙伴，共携手产业伙伴，共建建5G业务业务生生态态5G使能工业互联网使能工业互联网12智慧工厂智慧工厂5G业务探讨业务探讨135G智慧工厂整体解智慧工厂整体解决决方案方案示示意意图图145G+高清视频回传高清视频回传 全厂区视频监控全厂区视频监控现有视频监控部署痛点现有视

16、频监控部署痛点 固定回传成本高：采用视频光端机+裸光 纤或Xpon+猫方式，12芯光缆每公里平 均8-10万元，其中挖沟成本3万元左右， 赔补、绿化等5-7万元；节点扩展不灵活 PoE供电在线率低，维护成本高 现有4G上传带宽有限，难以支撑多路高清视频应用电视墙解码器大屏键盘车间车间办公室办公室监控中心监控中心园区出入口园区出入口高清枪机高清摄像头IPC仓库仓库高清半球5G15视频云存储视频云存储5G实现能力提升实现能力提升 灵活接入：无线方式，随需部署视频监控节点，包括移动监控等模式 高带宽保障：5G提升上行带宽，支撑高清视频、更精细视觉识别等应用 云网协同：云存储、GPU等云服务能力 支撑

17、海量数据存储、视频AI分析业务场景目标业务场景目标5G的基本验证，验证5G连接稳定性和可靠性验证5G与厂区组网的结合，视频和数据回传场景通过5G替代的可行性验证业务场景痛点及需求业务场景痛点及需求生产视频监控数据和设备运行状态数据通过5G实现回传生产环境复杂，移动设备多，数据回传设备 线路铺设难度大、成本高生产设备监控系统要根据生产任务，配合产线频繁调整，有线组网复杂，工期长解决方案解决方案: CPE实现视频和传感器数据的收集、回传 按需选择UPF的部署位置。从功能测试的角度，UPF在移动机房也可以支撑测试视频监控CPE设备传感器IP网关WIFI或RJ45连接5G基站厂区监控服务器厂区UPF

18、(可选)分流UPF(移动机房)分流厂区厂区16子场景一子场景一视频回传子场景二子场景二数据回传基于基于5G的生产设备的生产设备远远程监程监控控场景场景及及方案方案5G+高清摄像头高清摄像头 操操作作人员异常识别人员异常识别平台/边缘云生产车间后台管理高清视频采集GPU加速GW-U/UPFAI 视频数据学习动作分析FPGA加速运营商5G核心网场景、方案介绍场景、方案介绍企业为产线的一个工序定义操作红线，关键操作不能有遗漏在现场部署视频监控，对工人的操作进行记录并且实时的送到后台。系统分析软件依赖5G进行视 频MEC的边缘计算能力对视频进行分析，对比。 识别出工人不合理的操作动作和异常行为本场景也

19、同样依赖AI和大数据技术来自动识别人 员异常活动价值价值5G大带宽，低时延的特点可以满足视频图像的实 时的传输，降低了视频本地存储的负担采用无线摄像头，在现场部署和后续维护方面更灵活，方便。通过5G MEC将车间的生产数据直接分流在园区本地，避免了生产数据上公有云的安全风险175G+AR眼镜眼镜 人脸识别人脸识别5G CPEwifiCore Network公司内网及视频云专网5GAR眼镜业务场景：业务场景：1) 保安只能检查员工是否佩戴工卡2) 竞争对手，盗窃分子假冒工卡3) 离职员工依然可以戴卡进入园区价值体现：价值体现：1) AR眼镜相对于固定摄像头，更机动灵活，图像更清晰2) AR眼镜连

20、接云端数据库，实现S级人脸识别及告警3) 保安人员收到实时告警，可以及时采取行动网络架构：网络架构：18PAD或集 群对讲机电AR眼 镜数据线 反向充业务应用规划区域巡逻路线5G巡检机器人1）5G： CPE回传4K高清巡检画面，投屏在电视上2）机器人本身：）机器人本身：360度地面全天候巡检，综合智能安防平台-自主绕障、自主充电、火灾预警、异常告警联动，智能 环境感知(空气质量，气体检测)等；巡逻人脸识别。5G+机器人机器人 园区巡检园区巡检195G+工业相工业相机机 智能生产智能生产基于基于5G网络质量检测网络质量检测生生 产产 线线 部部 署署 无无 线线 工工 业业 相相 机机 + 边边

21、 缘缘 计计 算算 网网 关关 视频图像处理，自动判断标注，杜绝人为漏检视频图像处理，自动判断标注，杜绝人为漏检、错检错检 所所 有有 单单 元元 无无 线线 组组 网网 ， 可 按可 按 需需 、 快快速速 、 灵灵 活活 组组 合合无人检测无人检测滚筒零部件滚筒零部件云端处理云端处理提升生产效率提升生产效率 机器人无线协作 远程操控云端数据处理云端数据处理 维护和生产灵活编排 海量生产数据无线代替线缆无线代替线缆 连接成本降低 50%-70%205G网络性能需求网络性能需求上行速率上行速率传输时延传输时延覆盖范围覆盖范围100Mbps20ms生产线生产线5G+AGV移动机器人移动机器人 车

22、间物流系车间物流系统统5G uRLLC及及5G+边缘计算支持智慧物流的控制类应用，边缘计算支持智慧物流的控制类应用，并并接入云端基于接入云端基于AI能力进行流程等优能力进行流程等优化化智能物流与仓库应用日智能物流与仓库应用日益益广泛广泛带有导轨的工业机器人、桁架式机械手、AGV、RGV、悬挂式输送链等21基于基于5G的无人驾驶叉车的无人驾驶叉车（AGV）构建5G环境下智能仓储解决方案第一阶段采用第一阶段采用5G解决解决WiFi现现存存问题：问题： WiFi同频干扰导致无人叉车难以大规模部署 WiFi短距传输导致难以具备远程控制能力 受限于WiFi 或4G上传速率，无法实时清晰观测叉车工作及物料

23、情况第二阶段第二阶段5G+云云+AI，智智能能仓仓储储解解决决方方案案： 研发5G+视觉导航算法，替代传统激光导航，打造完整的智能仓储整体解决方案 将所有的自动化物流设备和软件整合到5G环 境中，5G+云+人工智能AI助力智能仓储更智 能，更高效，更安全基于基于5G+云云+AI的无人叉车及智能仓储的无人叉车及智能仓储系系统统225G+云云AR 智能生智能生产产+新员工培训新员工培训基于AR/VR/MR、穿戴式设备等IT新 技术，具备感知、分析、推理、决策、 控制功能的智能装备逐步应用5G为智能装备的端端、端云连接提供高带宽、低时延及移动性支持云平云平台台为智能装备的开发、运营，提供海量存储和强大算力支持新员工培训新员工培训用用AR辅助辅助线线束组装束组装 滚筒洗衣机内部的线束错综复杂，以往工人们需要拿着洗衣机内部结构指令手册或参照 PDF图才能一步步完成线束的组装和连接，工作流程冗杂繁琐，往往容易出错 使用谷歌AR眼镜后，工