2022版5G工业互联网应用指南陶瓷行业

5G+工业互联网应用指南 陶瓷行业目 次1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14缩略语 15总体原则 26总体架构 37需考虑的因素 5参考文献 8IPAGEPAGE1PAGEPAGE25G+工业互联网应用指南 陶瓷行业范围本文件提供了5G+工业互联网在陶瓷行业应用的总体原则、总体架构和需考虑的因素。本文件适用于陶瓷行业开展基于5G+工业互联网的平台设计、互联服务、智能制造和智能管理。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T25069信息安全技术术语术语和定义GB/T25069界定的以及下列术语和定义适用于本文件。5G 5thGenerationmobilecommunicationtechnology具有大带宽、高可靠、低时延和广连接特点的新一代宽带移动通信技术。注：即第五代移动通信技术的简称。标识解析 identifierresolution通过标识编码等获取与目标对象相关联信息的过程。[来源：DB23/T3079—2022，3.2，有修改]微服务 microservice能够独立部署，并提供可实现某应用中特定功能服务的制成品。[来源：ISO/IECTS23167:2020，3.15]缩略语下列缩略语适用于本文件。AGV：自动引导车（AutomatedGuidedVehicle）AI：人工智能（ArtificialIntelligence）APP：应用程序（ApplicationProgram）CAx：各类计算机辅助软件（ComputerAidedx）CRM：客户关系管理（CustomerRelationshipManagement） DCS：分布式控制系统（DistributedControlSystem）DNC：分布式数控（DistributedNumericalControl）ERP：企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning）GPU：图形处理器（GraphicsProcessingUnit）HMI：人机接口（HumanMachineInterface）IaaS：基础设施即服务（InfrastructureasaService）MEC：移动边缘计算（MobileEdgeComputing）MES：制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem）NB-IoT：窄带物联网（NarrowBandInternetofThings）OPC：用于过程控制的对象连接与嵌入（ObjectlinkingandembeddingforProcessControl）PaaS：平台即服务（PlatformasaService）PLC：可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）PLM：产品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）PON：无源光纤网络（PassiveOpticalNetwork）SaaS：软件即服务（SoftwareasaService）SCADA：数据采集与监视控制系统（SupervisoryControlAndDataAcquisition）总体原则互联互通宜将5G、互联网、物联网等通信技术和网络架构运用到陶瓷生产过程中，促进数据的流动和集成，实现陶瓷生产全系统及与政府主导的相关平台的互联互通。智能制造量控制、协同组织和运营管理优化。开放共享业产品开发、生产制造、经营管理、个性化服务等在不同企业间的信息共享和业务协同。可追溯性态数据与决策依据。安全可靠构建陶瓷行业工业互联网安全体系，保障5G+工业互联网应用的稳定性、保密性和可靠性。344总体架构体系架构通过运用5G用户（消费者/企业用户）用户（消费者/企业用户）应用产业视角互联网视角智能化生产（企业内）网络化协同（企业间）个性化定制（企业与用户）服务化延伸（企业与产品）网络安全平台应用安全应用支撑车间/工厂/企业运营决策优化数据安全标识解析产业建模、仿真与分析控制安全数据集成处理网络安全网络互联产业数据采集交换生产反馈控制设备安全物理系统图1 工业互联网体系架构图实施框架概要宜从“设备、边缘、企业、产业”四个层级开展陶瓷行业5G+工业互联网实施建设，指导企业整体部署，实施框架见图2。协作企业供应链国家标识协作企业供应链国家标识顶级节点工业互联网平台/产业级）国家级安全平台用户产品工厂外网SaaSPaaSIaaS省/行业级二级节点 安全平台CAxPLMERPCRM工业互联网平台（企业级）MES工企业节点SaaSPaaSIaaS企业安全综合管理平台企业安全防护系统DCSSCADAOPC厂内DNCPLCHMI网标识解析客户端边缘系统智能专用 成套 仪器机器设备设备仪表解析协议组件数据 边缘缓存智能应用部署边缘安全防护系统企业层边缘层图2 实施框架图网络包括工厂内网、工厂外网和标识体系。5GTSNPON等工业全环节的广泛互联，并保留与国家、省/行业平台的接口。标识体系：通过给每个网络对象赋予标识，构建陶瓷行业标识解析系统。平台链协同等，由设备层、边缘层、IaaS层、PaaS层及SaaS层构成。PLC（AGV数据预处理、存储以及智能分析应用，并与云端数据分析形成协同。IaaS566PaaS供给开发者调用。SaaS（如设备生命周期管理）、智能制造（如陶瓷生产管理）、能源管理（（如电气火灾监测管理APP智能化、个性化等需求。安全陶瓷工厂宜根据GB/T22239对相关防护对象实施相应级别的保护。需考虑的因素概要5G+工业互联网在陶瓷行业的应用包括图像信息传输（如视觉质检、监控管理）、控制（如设备远程控制）、数据采集（如设备、工艺参数采集）等，主要应用场景见图3。经营经营管理采购管理仓储管理财务管理决策管理……生生产管计划管理物料管理质量管理安环管理……生产制造理外观检测工艺参数优化态势感知监测预警原料成型干燥施釉烧成搬运包装生产工序配料球磨过筛除铁陈腐注浆排浆巩固修坯标引序号说明：――5G+工业互联网应用场景。图3 陶瓷行业5G+工业互联网应用场景图生产工序原料球磨在球磨机上安装振动传感器和噪声传感器，基于NB-IoT实时采集球磨机的振动和噪声数据，通过SCADA上传到电机过热、皮带松动、轴承故障等异常现象进行预判。成型使用高压成型自动化设备代替石膏模成型，基于5G网络对自动化设备的关键参数（如气压、液压、注浆时间等）进行远程监测与调节。干燥在干燥房部署“PLC+5G工业网关”，基于5G网络接入MES，实时采集和分析干燥房的温度、湿度、施釉基于5G器人设备状态、施釉数据，实现施釉机器人的预测性维护。烧成利用窑炉工业水表、电表、燃气表等接口，通过新增传感器、NB-IoT/5G工业网关，基于5G网络进行相关数据的实时采集和智能分析，实现烧成工艺的控制、管理和异常情况预警。搬运在AGV集成5G模组对AGV进行远程控制，基于MEC视频云化的AI障碍物分析技术，实现智慧避障和自动识别停泊空位。包装基于5G网络，使用码垛机器人实现不同型号产品的自动识别和分栈板堆垛。生产管理质量管理建立陶瓷产品外观缺陷视觉质检工业模型，在需要自动检测的工位上安装5G高清摄像头和激光器MECGPU实现不良品自动识别。