工信部发布第二批“5G+工业互联网”十大典型应用场景

来源:电子技术应用ChinaAET发布时间:2021-12-02931浏览

日前，按照《“5G+工业互联网”512工程推进方案》（工信厅信管〔2019〕78号）部署，工信部发布第二批“5G+工业互联网”十大典型应用场景和五个重点行业实践。

据了解，2019年11月，工信部印发了《“5G+工业互联网”512工程推进方案》，明确到2022年，要打造5个产业公共服务平台，构建创新载体和公共服务能力；加快垂直领域“5G+工业互联网”的先导应用，内网建设改造覆盖10个重点行业；打造一批“5G+工业互联网”内网建设改造标杆、样板工程，形成至少20大典型工业应用场景；培育形成5G与工业互联网融合叠加、互促共进、倍增发展的创新态势，促进制造业数字化、网络化、智能化升级，推动经济高质量发展。

此次发布的第二批5G+工业互联网10个典型应用场景，分别为生产单元模拟、精准动态作业、生产能效管控、工艺合规校验、生产过程溯源、设备预测维护、厂区智能理货、全域物流监测、虚拟现场服务以及企业协同合作。5大重点行业实践分别为石化化工行业、建材行业、港口行业、纺织行业和家电行业。

今年5月，工业和信息化部信息通信管理局从丰富的产业实践中筛选出以远程设备控制等为代表的十个典型应用场景以及采矿等五个典型行业，形成了第一批“5G+工业互联网”优秀实践成果，包括协同研发设计、远程设备操控、设备协同作业、柔性生产制造、现场辅助装配、机器视觉质检、设备故障诊断、厂区智能物流、无人智能巡检、生产现场监测十大应用场景，以及涵盖电子设备生产、装备制造、钢铁、采矿、电力等5大行业。

十大典型应用场景

生产单元模拟

场景描述：在生产单元各类设备上设置5G模组或部署5G网关等，采集海量生产数据、设备数据、环境数据等实时上传至边缘云平台。边缘云平台利用三维（3D）建模技术建设与物理生产单元对应的虚拟生产单元，实现生产制造状态实时透明化、可视化。利用模型仿真、孪生共智等基于数字孪生模型的技术进行分析处理，实现产能预测、过程感知、转产辅助等功能。企业可将实际的生产结果与5G虚拟生产单元的预期结果进行比对，根据比对差异对物理生产单元进行优化，实现生产要素、生产工艺、生产活动的实时精准管控，确保生产稳定高效运行。

基础条件：企业的物理生产单元具备较好的数字化、网络化基础，企业的数字化研发与设计、设备和系统运维管理等经验较为丰富，生产现场实现5G网络覆盖，生产设备具备5G网络接入能力。

精准动态作业

场景描述：利用5G传输和定位的技术能力，在室外场景下配合北斗定位，精确测量大型机械的位置以及偏转角、俯仰角等姿态数据；在室内场景下配合工业相机等设备，精确测量生产对象的高度、位移、角度等数据，通过5G网络将测量数据实时传输至控制系统。控制系统根据生产需要实时、动态调整对象的位置和姿态，提升生产作业精度和自动化水平。

基础条件：企业具备生产自动化基础，能够部署室内外定位系统，生产现场实现5G网络覆盖，测量设备具备5G网络接入能力。

生产能效管控

场景描述：通过内置5G模块的仪器仪表，实时采集企业用电、水、燃气等各类能源消耗数据和总烃、苯系物、粉尘等污染物排放数据，实现大规模终端的海量数据秒级采集和能效状态实时监控。辅助企业降低生产能耗，减少污染物排放量，实现清洁生产。结合人工智能等算法分析，可对企业用能需求进行预测，智能制定节能计划，进一步挖掘节能潜力空间。通过对用能设备进行监控告警、远程调度等操作，配合产线排程调整和设备参数设置，实现节能减排、削峰填谷。

基础条件：生产现场实现5G网络覆盖，现场仪器仪表可进行5G采集模块改造，监测设备具备5G网络接入能力。

工艺合规校验

场景描述：综合利用工业相机、物联网传感器、激光雷达、智能仪表等设备，全方位监测企业生产原料、半成品和成品的各项指标，实时跟踪工作区域工人手工、操作设备的流程步骤，监测投料和配料数量，通过5G网络将采集的指标、操作信息等同步传送至边缘云平台。边缘云平台利用人工智能、大数据、云计算等技术对工人实际操作工序、取料信息等进行分析，并与规定标准流程进行实时合规校对，分析找出颠倒顺序、危险操作和错误取料等现象，实现工艺检测自动告警。

基础条件：企业能够提供质检标准、工艺操作合规标准和自动质检基础设施建设条件，工艺具有明确的标准流程，生产现场实现5G网络覆盖。

生产过程溯源

场景描述：将企业生产现场的扫码枪、工业相机、摄像头、刷卡机等设备接入5G网络，将生产过程每个工序的物料编码、作业人员、生产设备状态等信息实时传输到云平台。云平台将产品生产过程中的人、机、料信息进行关联整合形成溯源数据库，运用区块链、标识等技术，实现产品关键要素和生产过程追溯。通过实时追溯批次、品质等原料信息，可动态调整后道工序参数，提升产品质量。

基础条件：生产现场实现5G网络覆盖，企业工业设备已完成自动化改造，具备条形码、二维码、用户身份识别模块（SIM）卡或软SIM卡等多种标识载体，具有统一的产品标识编码规范。

设备预测维护

场景描述：将企业生产现场的工业设备、摄像头、传感器等接入5G网络，实时传输设备的运行状态至云平台，实现工业生产设备性能和状态的实时监控，构建设备历史监测数据库。基于故障预测机理建模等人工智能技术对监测数据进行实时分析，评估设备健康状态，预判设备运行趋势，智能制定设备维护保养计划，实现设备安全预测与生产辅助决策，有效降低设备维护成本，延长设备使用寿命，确保生产过程连续、安全、高效。

基础条件：生产现场实现5G网络覆盖，企业工业设备具备数字化、网络化、智能化基础，具备5G网络接入能力。

厂区智能理货

场景描述：在企业厂区、工业园区内部署基于5G网络的扫码枪、工业相机或网络视频录像机（NVR）等信息采集终端，将拍摄的条码数据、高清图像或视频等信息实时上传至云平台。利用光学字符识别（OCR）等人工智能技术自动识别货物标识、外观、尺寸、品相等信息，实现全厂货物的实时盘点和管理。云平台与厂区业务系统实时交互，实现按需码放货物、品质定级、实时分拣等功能的自动化和智能化，助力企业提升产品全生命周期的管理能力。

基础条件：全厂区或园区实现5G网络覆盖，采集设备具备5G网络接入能力。

全域物流监测

场景描述：综合利用5G、大数据、边缘计算、人工智能等技术，通过工业运输装备上的智能监控终端，实时采集全域运输途中的运输装备、货物、人员等的图像和视频数据，并通过5G网络传输至云平台。云平台对运输装备进行实时定位和轨迹回放，对货物、人员进行实时监测，实现工业运输的全过程监控，能够避免疲劳驾驶、危险驾驶等行为，有效保障冷链物流、保税品运输、危化品运输等过程中运输装备、货物和人身安全。

基础条件：运输装备能够配备接入5G网络的智能监控终端，运输路线中有稳定的5G网络覆盖。

虚拟现场服务

场景描述：虚拟现场服务主要包括产品展示体验、辅助技能学习、远程运维指导等三类服务。产品展示体验服务通过对工业产品的外型数据及内部结构进行立体化建模，构建虚拟数字展厅，通过5G网络传输至平板电脑、增强现实/虚拟现实（AR/VR）眼镜等智能终端，与数字模型实时互动，实现产品细节的沉浸式体验和感受。辅助技能学习服务基于5G和AR/VR融合构建贴近真实场景的全虚拟场景，进行操作技能培训和自由操作练习，提高技能学习效率。远程运维指导服务通过在全虚拟场景中，叠加远端专家指导数据形成端云协同，使端侧获得实时操作指导，提升运维服务的效率和质量。

基础条件：企业具有较为丰富的数字化研发与设计经验，具有较为完善的数字化管理流程，具备跨地域5G网络接入能力，具有AR/VR应用基础。

企业协同合作

场景描述：利用5G+数采技术，纵向实现上下游企业大规模关键设备联网和数据实时采集；通过5G+边缘计算，横向实现制造执行系统（MES）、供应商关系管理系统（SRM）等互联互通，并统一集成至云平台实现数据共享。企业可实时追踪内部生产过程和进度，对委托外部生产的工序进行监控并实时跟踪协同流程，快速满足用户的个性化定制需求和多品类生产需求。通过平台连接供给侧和需求侧，实现供需对接与交易撮合。

基础条件：产业具有同类企业聚集或者上下游企业紧密协作的特征，企业在距离相近园区内可搭建5G+多接入边缘计算（MEC）平台，具有一定的业务协作基础。

五个重点行业实践