发布时间：2021年09月01日 来源：人工智能与数字产业处 阅读：97次
各市州工信局，各有关园区和企业：
为大力实施“三高四新”战略，着力打造国家重要先进制造业高地，推动新一代信息技术与制造业深度融合，加速5G与工业互联网的融合创新，向更多行业和企业应用“5G+工业互联网”提供可借鉴、可推广的模式经验，经各市州工信局和省基础通信企业推荐、企业报送、专家评审等程序，遴选出全省机械行业“5G+工业互联网”六大典型应用场景（20个企业实践案例），现予以发布。
附件：湖南机械行业“5G+工业互联网”六大典型场景（含20个企业案例）
湖南省工业和信息化厅
2021年8月31日
| 典型场景 | 应用案例 |
| 装备远程操控 场景描述：综合利用5G、物联网、大数据、云计算、自动控制、人工智能、边缘计算等技术，建设、升级工业互联网平台或机械装备智能控制器，通过在机械装备、通讯设备、摄像头、传感器等数据采集终端上内置5G模组或部署5G网关等设备，实现机械装备与各类数据采集终端的平台接入，装备操控员可以通过5G网络远程实时获取机械装备工作现场全景高清视频画面及各类终端数据（工况、报警、位置）。基于5G技术结合装备的智能化能力升级，构建信息传输网络及多传感器融合，实现超远场景的目标自动识别、复杂作业场景三维重建、作业轨迹自动规划与自动作业、装备远程作业实时遥控、基于混合现实施工现场场景在线沉浸虚拟操控，变革设备的操控与工作方式，既保证控制指令快速、准确、可靠执行，又可保障恶劣环境下作业安全和工作效率。 |
中联重科与湖南移动合作，依托5G技术实现无人塔机的远程操控场景应用。无人塔机远程操控系统具备对塔机360度施工场景、高空环境及吊钩运动空间的实时监控功能，为操作机手提供第一视角的高清视频，机手可在地面进行塔机所有操控。操控系统与设备之间有9路高清（1080P）视频以及100多条控制指令实时传输，视频延迟<=200ms，指令延迟<=20ms，实现慢速精准就位功能，保障远程操控的精准度和实时性。通过5G网络互通，利用视频辅助、运动规划控制、机器视觉、图像处理等技术，实现地面操控、远程遥控智能塔机，无人塔机远程操控系统创新了塔机的操作模式，极大改善了工作环境，降低了操作人员门槛和安全风险，减少吊装作业辅助人员，助力塔机作业总效率提升30%。 |
| 山河智能与湖南联通合作，开展5G+远程遥控系统关键技术联合攻关，依托中国联通可靠的5G网络实现施工现场实时10多路高清视频回传，同时对智能旋挖钻机进行电动化改造并部署5G数据链路总成、遥控操作系统、高清影像系统和双向语音系统，实现控制数据端到端的时延在35ms以内，能够让远在几千公里之外的驾驶员通过遥控舱内操作杆精准发送指令，控制旋挖钻机进行施工。目前已成功实现长沙-上海-广州三地实时远程控制，驾驶员可以在长沙基地内直接控制全国任何一个有5G信号的工地上的工程机械设备进行生产作业，实现了高临场感的超视距远程遥控作业，施工效率达到现场施工效率的80%。该遥控系统已经推广应用到5G智能挖掘机、5G智能凿岩钻机、5G通用航空飞机、5G高空作业平台等多款高端工程装备中，其中5G智能挖掘机是全国首款实现批量销售和工程化应用的遥控工程装备，取得了巨大经济效益和社会效益。 | |
| 潍柴火炬科技股份有限公司与湖南电信合作，共同建设5G智慧园区工厂，利用边缘计算、物联网、大数据、人工智能等技术，推动信息化与传统工业制造业务深度融合。目前已在株洲湘火炬园区部署了5G专网及多个应用场景，主要包括基于5G+MEC环境下的AGV调度、AR远程指导及设备远程操控等场景。针对设备零部件加工场景，将厂区的生产情况集中反馈到控制平台，工人可以坐在控制室远程工作，解决以往单人无法实时监控操作多种设备的问题，远程解决故障，大大提升巡检排障效率，工时减少30%以上。 | |
| 设备协同作业 场景描述：综合利用5G授时定位、人工智能、软件定义网络、网络虚拟化等技术，建设或升级设备协同作业系统，在生产现场的工业设备以及摄像头、传感器等数据采集终端上内置 5G 模组或部署5G网关，通过5G网络实时采集生产现场的设备运行轨迹、工序完成情况等相关数据。面向拥有移动或无线需求的工业设备，依靠5G网络+MEC边缘计算的低时延高可靠特性，进行高效率低成本的自动化控制，支撑海量设备联网，解决设备精细控制的时延要求，并综合运用统计、规划、模拟仿真等方法，将生产现场的多台设备按需灵活组成一个协同工作体系，对设备间协同工作方式进行优化。根据优化结果对制造执行系统（MES）、可编程逻辑控制器（PLC）等工业系统和设备下发调度策略等相关指令，实现多个设备的分工合作，减少同时在线生产设备数量，提高设备利用效率，降低生产能耗。 |
三一集团与湖南联通合作，以5G数据分流技术为基础，通过无线和控制网元的灵活定制，构建一张大带宽、低时延、数据不出园区的基础连接网络，实现集团内不同种类空压机设备的协同作业。利用5G网络低时延、高带宽、高灵活的特点连接集团不同种类空压机、冷干机、流量计和传感器，根据实时用气负荷利用云化PLC空压机开启同时作业设备台数和频率，实现压缩空气供需匹配，达到能效最优。基于5G云化PLC技术时延低、高度集成的特点实施节能优化控制管理，实现多产线、多设备统一管理和调控，年节电1000万度，节约运维管理费用300万元，设备效率提升15%以上，设备运维管理费用下降30%。云化PLC最多可支持20个实时控制系统管理，同步完成分系统的控制和整体的调度管理，实现产线智能控制。 |
| 铁建重工与湖南电信等企业合作，构建了涵盖地下工程“地下-地面--云端”的5G立体通讯网络，实现了装备在自动驾驶过程中车端与车端、车端与路端、车端与远程监控接管端、车端与云端之间数据的协同交互。依托5G通讯技术uRLLC、eMBB等特性，利用其低时延、大带宽、高可靠传输特点，构建了高效、可靠的通信链路，形成了可靠的自动驾驶一体化平台，驾驶控制流平均延时≤20ms，远程视频延时≤35ms，实现了前方40m内的车辆、行人等障碍物的自动检测。该平台不仅提高了单台自动驾驶地下工程装备的安全性，而且有效实现了多台自动驾驶装备之间的协同与调度，加强了地下工程各施工工序之间的耦合性，有力提升了生产调度效率与设备利用率，在典型重复性工序中减少人员50%，设备利用率提升20%。 | |
| 长沙中联重科环境产业有限公司与湖南移动合作，打造5G智慧环卫机器人集群，通过5G高清视频摄像头，高速采集获取现场作业环境数据，通过云端处理实时下发处理结果至机器人，实现现场作业调度指挥，系统全景高清视频实时传输帧率达60帧/秒，传输响应时间约20ms，高速数据传输，云端处理实现设备本地成本节省约15%。5G智慧环卫机器人集群利用工业设备、摄像头、传感器等数据采集终端上内置5G模组或部署5G网关等设备，实现工业设备与各类数据采集终端的网络化，设备操控员可以通过5G网络远程实时获得生产现场全景高清视频画面及作业工况数据，进行高精度识别、报警和区域监控，对现场设备进行协同管理，实现多个设备的智能协同作业，达到单台设备可同时替代8位人工作业，节省人力投入约34%，有效提高生产效率。 | |
| 常德佳鸿机械有限责任公司与湖南移动合作，在生产车间区域实施了5G全连接工厂项目，打造设备协同作业的应用场景。利用5G技术搭建车间专网，与机械制造生产工艺流程深度融合，基于5G网络将工厂内海量生产设备及关键部件进行互联，实现各类自动化设备、控制器、传感器等生产设备的实时数据采集和指令下发、向上数据开放共享，实现ERP系统与制造执行系统（MES）数据实时交互，生产进度管理、生产工艺管理、生产过程管理、设备运行和维护管理等生产工艺流程全程贯通，企业生产效率提升25%。借助5G网络+设备协同，企业生产任务执行效率提升30%，产品生产周期缩短30%，设备联网生产数据采集提升90%，实现过程追溯100%可控，设备维修及生产工艺有据可查，易损设备（刀具）使用寿命延长5%。 | |
| 部件预测维护 场景描述：依托5G、AI、工业互联网、大数据等技术，搭建覆盖全厂区、全园区互联互通的平台。利用5G网络解决工业现场无线信号干扰、时延等问题，支撑工业企业在车间数控设备联网运行监控，通过物联网平台及物联网数据的应用，对各类设备进行远程监测和控制，并实时上报设备运行状态、作业信息、异常报警信息，实现工业互联网设备运营的在线化、可视化需求。通过采集传感器数据、仪表数据以及设备内部数据，并进行边缘计算、数据建模和大数据分析，对各类设备的参数运行进行大数据分析和统计形成设备预测性维护，减少返工成本和售后风险，提升设备效率。 |
三一重起与湖南移动合作，在长沙市三一起重机宁乡产业园开展“5G+工业互联网”项目建设，实现工程机械装备部件预测性维护。园区内各设备通过CPE接入5G网络，部署MEC-UPF实现数据分流至内网，来满足自动化物流、移动焊机数据采集监测、DNC设备互联等场景业务需求。项目实施后，通过对联网设备的OEE管理，对各项设备的参数运行进行大数据分析和统计，形成设备预测性维护，建立设备正常运行参数模型，在故障前及时发现异常参数，做到提前维护、提前保养。该系统上线后，全厂半年度AB类设备利用率提高21％，焊接机器人有效作业率提升35%，设备故障率下降30％，能耗成本降低292万元，瓶颈产能提升增加收益约4000万元。 |
| 长泰机器人与湖南移动合作，在长沙市智庭园车间，开展基于5G工业互联网数字孪生的铸造产线关键部件全生命周期运维的示范应用项目建设。借助5G技术搭建车间专网，采用多源异构数据采集终端，利用多传感器多维信息数据融合技术，基于5G超高可靠、低时延通信的优势，实现设备部件的数据采集率不低于95%，数据可靠性不低于98%，故障漏报率不高于0.5%。基于获得的高保真、低时延的部件运行海量数据，通过大数据分析，结合部件故障智能溯源方法，对部件故障追溯率不低于99%，实现生产线设备关键部件的预测性维护，多机器人协同作业控制及生产全流程性能优化，降低了计划外停机，减少了维护频率20%以上，确保连续生产，提高生产效率，节约成本50%以上。推动建立铸造智能装备团体标准5项，推广了铸造生产线20套以上，产值约1.2亿元。 | |
| 益阳中特液力与湖南联通合作，综合运用5G、传感器、PLC 等技术，对皮带输送机液力偶合器开展预测性维护工作。主要工作单元为螺塞式温压一体化无线传感器测量精度，通过5G工业网关将数据采集至控制中心。设备温度在-25℃~130℃范围，允差±4℃；压力在 0~1300KPa 范围，允差±40Kpa；数据采集率≥99%；典型故障监测告警准确率≥95%；故障预测准确率≥90%。设备采用低功耗电池供电，持续工作300天，数据存储可达10年以上。项目利用实时采集皮带机液力藕合器的温度、压力、转数等运行参数，可及时发现异常，结合设备使用寿命等数据，制定设备保养维护计划，有效降低故障性停机事件的发生，减少异常停机导致的经济损失。 | |
| 湘江电缆与湖南联通合作，利用5G技术与数据采集、AI机器视觉、MES等系统融合，解决生产过程中挤塑温度参数偏离，线径、护套厚度、火花等测量不准等问题，实时采集质检数据，及早发现偏差，对挤塑设备等进行早期报警，实现生产质量事件实时干预，将质量事故消灭于萌芽状态。项目实施后，通过对湘江电缆6条生产线约1亿产能持续半年的跟踪分析、优化调整，目前项目已取得良好的运行成效，良品率提升16%，产能提升20%。 | |
| 机器视觉质检 场景描述：在生产现场部署工业相机或激光器扫描仪等质检终端，通过内嵌5G模组或部署5G网关等设备，实现工业相机或激光扫描仪的5G网络接入。将5G和AI图像处理技术融入到机器视觉检测系统中，通过无线5G工业相机和带5G模组的PLC、服务器等设备实现远程数据交互和检测系统组网，不同视觉检测工位可以通过5G网络将图片数据传输到远程带GPU集群的服务器中，利用传统图像处理算法和深度学习技术对图像进行处理，保证图像大数据实时传输，实时拍摄产品质量的高清图像，在大批量工业生产过程中，从拾取和放置、对象跟踪到计量、缺陷检测等应用，利用机器视觉检测的数据提供闭环控制，大大提高生产效率和生产的智能化程度。 |
长沙博世与湖南联通合作研发了基于5G和AI技术的智能视觉检测系统，在复杂场景和任务中实现了马达外观检测功能，不同视觉工位通过部署灵活的5G工业相机进行图片数据采集，基于大带宽低延时的5G网络将各工位图片数据传输到GPU集群的服务器中，视觉软件分配线程连接不同工位5G相机，利用传统图像处理算法和深度学习等同时对不同工位图像数据进行特征自学习和分析处理，并将结果返回到各工位5G PLC中进行控制操作。该系统利用5G技术解决了传统模式下相机布线复杂及数据传输距离短等痛点，检测工位只保留工业相机，不需要工控机，数据采集处理放到远程服务器端，安全性更好，实现设备端轻量化及灵活性，利用GPU集群提供超高计算能力，减少了硬件及算力浪费，硬件成本降低25%，维护成本降低40%。 |
| 吉利汽车与湖南电信合作，在九华基地开展了“5G+白车身间隙面差AI检测”项目建设，项目通过5G+工业AI质量检测+云，采用先进的多目3D视觉及2D视觉技术，由多台2D及3D相机对待测工件进行一次拍照、联合测算，精度高、速度快、覆盖面大，解决现有激光3D扫描、结构光3D成像等测量技术覆盖面小、拼接精度受限等问题。该技术涵盖多相机高精度联合标定、多目图像与CAD模型精确对齐、弱纹理工件的细微特征鲁棒检测、超高精度立体视觉和三维重建等核心关键算法，支持数千个检测点的直径、位置度、平面度、轮廓度、垂直度等多个项目的高精度测量。此外，面向多型号工件测量需求，设计了独特的柔性测量机构，配合专门研发的自动相机布局算法，极大降低了测量成本和研发周期。同时，5G+云技术减少了施工现场光纤、无线接入AP、专线的投入成本，加上5G连通云数据中心，有效降低数据中心设备、机房建设及维护成本。项目可实现单班5人，双班10人的优化，同时具备基于大数据的焊装夹具精密度的预测分析，进而减少车身调整的工作量。 | |
| 中航发南方公司与湖南电信合作，双方合作成立5G联合实验室，共同推进5G工业互联网在生产管理、制造执行、供应链优化等环节的数据采集与控制应用，重点推进包括实现航空发动机轴类工件生产过程的自动化生产、机器质检和实时控制在内的多个应用场景。针对国内航空发动机轴类工件加工存在的质量不稳定、加工时间长、返工率高等问题，中国电信联合武汉智能装备工业技术研究院，为中国航发提供“5G智能工厂”技术方案，发挥5G稳定和可预测的低延迟功能来实现控制环路，实时监控航轴工件生产过程，及时发现铣削过程中影响最终结果的振动现象，精准高效地掌握生产制造等流程，提高良品率，其中某型号航空发动机拉杆加工效率提升10%，良品率提升至99%。 | |
| 厂区智能物流 场景描述：综合利用5G、自动控制、边缘计算等技术，建设或升级设备操控系统，通过在工业设备、AGV上加装5G模块和传感器，实现AGV小车的信号接收和传输。企业智能物流系统中，通过5G网络打印收料计划，按计划接收外购物料并拆箱输送智能立库进行入库。厂区LES系统根据MES系统生产计划自动生成配送计划，并发送给智能立库进行物料拣配。拣配完毕后，系统自动发送信息给AGV，AGV接到指令后按规划的路线将物料运输到空中输送线上。空中输送系统负责将物料运载到生产线边，与产线AGV进行交互，由AGV负责将物料配送到组装工位。全程无缝集成，无需人工干预，全面实现厂区物流的智能化、精准化、数字化，极大提升生产效率、降低人工成本。 |
株洲瑞德尔冶金设备制造有限公司与湖南电信合作，在株洲高新技术产业园瑞德尔厂区内开展了5G工业互联网项目建设，将5G技术与厂区物流操作进行实时互通，实现了厂区智能物流场景的应用。通过部署5G工业网关实现厂区内自动导航车辆(AGV)的5G网络接入，信号可覆盖整个厂房，总面积约5000㎡，通信时延小于30ms，偏差响应时间可控制在35ms以内，能实现更低时延的自动化控制。基于5G的视觉导航，具备更高的灵活性，与传统无线网相比稳定性更高，能够支撑更大规模的AGV组网调度。有效解决了传统AGV导航方式不灵活和企业无线网络部署与维护难度大的问题，有效实现了柔性生产、智能制造。在工业边缘云统一部署智能分析，搭建智能物流调度系统，连接厂区应用场景，实时接入数据，结合5G MEC可实现物流终端控制、物料入库存储、搬运、分拣等作业全流程自动化和智能化，AGV平均速度为2.5m/s，一次能搬运600kg，满足了绝大多数中低速的物料搬运场景。24小时不停歇工作，可节省近60%人力成本，提高生产效率，实现厂区物料智能搬运。 |
| 常德中车与湖南电信合作，在常德德山经开区开展了5G工业互联网专网项目建设，依靠5G网络大带宽低时延的技术优势，将智能立库、AGV小车、空中输送系统实现集成应用，实现AGV和空中输送系统无缝协同，替代传统人工配送物料。结合远程调度系统，高效快速的协调物流供应链的各个环节，实现物料的自动化无人精准配送，为工厂柔性制造及生产奠定坚实基础。AGV加载5G模组，与大数据、物联网等技术相融合，将AGV机器人打造为一个全新的智能工业设备，实现实时感应、多重避障、智能决策等功能。利用5G MEC平台和GPU算力集成能力，降低AGV单机功能复杂度和成本，有效实现多台AGV协同控制，提高AGV智能化能力和标准化水平。通过组建立体化、组合化的AGV配送方式，减少仓储用地60%，物流配送效率提升60%，配送及时率提升30%，减轻劳动强度，降低人工成本30%。 | |
| 株洲天桥起重机股份有限公司与湖南移动、华为公司合作，在厂区开展5G智慧物流项目建设，该项目从物流配送到仓储实现全流程自动管控，其中物流配送以自主开发的信息化调度系统为核心，通过厂区5G专网、MEC边缘计算、MES系统支撑车辆信息、货物信息、驾驶员信息自动判断和调度，实现了近400余台卡车的自动化、智能化、可视化管控。智能仓储管理系统以天车设计、任务排程及调度管理算法为核心，以立体悬臂货架作为存储空间进行桥式堆垛，以5G无人天车为搬运媒介，根据MES下达的生产计划，通过5G工业专网进行数据实时传输和处理，建立三维数字孪生数学模型，实现了5车联动调度、路径规划、车辆识别、自动装车、协同作业、仓储管理等功能，减少天车工15人，提升运营效率50%，满足24小时连续作业。 | |
| 生产现场监测 场景描述：综合利用5G、物联网、人工智能等技术实现生产现场人员、设备、物料、环境、工艺实时监测。通过5G网络，连接摄像头、工业设备、各类传感器以及数据监测终端设备，采集生产人员行为、设备运行、物料流转、生产环境、工艺等监测实时数据，对生产活动进行高精度识别、自定义报警和区域监控，实时提醒异常状态，实现对生产现场的全方位智能化监测和管理，实现对人、机、料、法、环等生产现场全要素的智能分析，为企业的降本增效、安全生产赋能。主要包括员工智能行为分析、危险源识别，生产现场施工电子围栏，设备产能动态管理，设备预测性维护、工艺操作规范性检查、工效分析、绿色安全生产等。 |
康普通信与湖南电信合作，利用5G实时采集生产设备运转关键信息，对主要生产设备进行全量数据采集，对设备产能进行动态管理及稼动率分析，实现关键设备稼动率提升5%。通过对喷粉车间的大旋风电机加装振动传感器，结合大数据及故障机理模型算法，实现对设备的预测性维护，有效降低了安全风险、提升了生产效率。其中，排障时间减少20%，维护支出减少20-30%，非计划成本降低1-3%。康普采用中国电信比邻模式组网，电信自研UPF下沉到康普园区，解决视频流量本地卸载，打造了5G+视频智能分析场景。通过部署在MEC平台上的AI算法对现场的生产人员做智能行为分析，智能识别玩手机、离岗、睡觉、吸烟以及未带安全帽等违规行为，并进行报警提示。 |
| 特变电工衡阳变压器有限公司与湖南电信合作，在衡阳云集数字化工厂依托5G+工业互联网技术实现了生产现场监测场景的应用。通过部署8K全景高清摄像头和VR系统，实现生产现场全景直播、设计制造协同、客服现场安装协同、客户远程厂检；通过5G+MEC的部署，实现云化AGV、设备数据采集；通过5G+AI实现对生产现场人员劳保佩戴、工作行为、火灾发生情况的监控与预警。依托5G+工业互联网技术实现公司内部从产品设计到生产制造到营销服务的一体化集成管控与决策体系，提升了公司经营决策能力、精细化管控能力、参数化设计能力、质量管控能力以及设备的利用率。目前已完成接入工业设备总数929台/套，实现企业研制周期缩短超20%、生产效率提升超25%、产品不良率下降超15%，提高维修维护响应效率30%。 | |
| 衡阳智造谷与湖南联通合作，引入工业富联全球首批“灯塔工厂”的核心技术，在衡阳白沙洲工业园区内打造“智能制造+工业互联网+5G”的应用示范基地。衡阳智造谷在5G的基础上完成工业互联网平台的搭建，其中包括远程设备操控平台、设备协同作业、生产现场监测系统、WMS智能仓储、智能周边及场馆运营的BOSS平台等信息化平台。衡阳智造谷通过智能铣削监测系统完成对油泵产品的无人智能化加工。通过数据采集、边缘计算、5G应用等技术实现刀具磨耗自动补偿、铣削自适应加工、主轴智能监测等功能，为车间自动化、无人化生产提供强有力的保障。 |
