5G+智慧工厂：海尔5G智慧工厂 解决方案.ppt

海尔5G 智慧工厂解决方案 5G使能工业互联网 1 2智慧工厂5G业务发展探讨 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 0 5 10 15 20 25 30 35 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 业界普遍认为工业是5G最具潜力行业工业制造无线通信连接快速增长IHS预测至2035年 制造业占5G总产出的28 40单位 亿 45 18 无线 有线 43 25 5 存量连接数 来源 BergInsight 2017年 无线连接占比6 2022年 爆发点 达27 2026年 超越点 达58 来源 HMS2017 3 工业企业核心业务流程 物流供应目标 打通上下游 提升配送效率 减少库存系统 SCM WMS 立库 AGV 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 5G承载 以及AGV等移动控制 目标 安全 高效 智能园区配套系统 安防监控 门禁 考勤场景 5G作为厂区大流量和大连接场景的回传如视频监控等 目标 企业内部运作管理效率提升系统 OA 财务管理 HRM 协同通信 视频会议等场景 基于5G的云手机 高清视频会议等移动应用 提升办公效率 销售服务目标 保障及提升客户满意度系统 企业网站 电商平台 CRM 呼叫中心 预测性维护等场景 基于云服务及5G能力 为客户提供VR AR等新应用 如产品体 验 更好支撑模式创新 生产制造目标 质量 效能提升 敏捷制造系统 ERP MES SCADA PLC 数控机床 工业机器人 场景 5G 边缘计算及未来uRLLC支撑工业控制类应用 5G 云实现生产制造系统云化 办公管理 智慧园区 5G为核心的工业互联网应用贯穿工业企业主业务流程 4 工业行业对时延和带宽需求高 是5G的应用的首选方向 速率低 运动慢 功耗小无线资源消耗小 业务连接 切片价值低 速率要求高 时延响应快 QoS诉求强无线资源消耗大 业务连接 切片价值高 On off 数字 坐标 控制信息 图片信息 视频信息 数十秒 秒 低功耗传感位置跟踪 开关控制 NB IoT 带宽 时延 10毫秒 机器视觉 UHD视频 VR AR HD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 5G 100毫秒 35 10毫秒 2019年6月6日 Analysys易观中国5G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 Analysys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 C B I II III IV V VI E H 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 A F VIII 2012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 2015年 国务院颁布 中国制造2025 引领中国制造业转型升级 D 2016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 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 I J IX G VII 6 未来5年 5G将拉动35 4万亿经济总产出 工业贡献居首位 90 10 6 3 3 24 8 8 4 6040200 10080 2018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 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 38 5 车联网智能制造医疗行业能源行业120亿2000亿640亿100亿2030年 中国典型垂直行业5G相关投入 中国5G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 开放的云平台 金融 基于大数据的精准服务 媒体 数字化新媒体业务 教育 实时分享海量教育资源 政府 打造数字化的服务型政府 制造 5G 云使能智能制造 5G使能无处不在 现在 数字化的标志是 上云 过去 工业化的标志是 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升级 联接 云 云网融合 万物联云 万物上云 多云互联 的联接 边缘云 沃云 8 3大应用对网络能力的要求 应用体验多样化 mMTC海量物联 uRLLC高可靠低时延连接 IMT 20205G业务模型 Gbps eMBB增强移动宽带 3D视频 UHDScreen 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 Mbps 9 峰值速率 Gbps 10Gbps 频谱效率3x 移动性能 Km h 1ms时延 ms 1Mdevices km2连接密度 设备数 Km2 网络能效 流量密度Mbps m2 5G关键能力和典型应用 5G初期业务以eMBB视频为主要特征 5G体育场 云化VR AR CG类 2018冬奥会全景VR直 播 全景视频VR直播 竞技游戏虚拟建模虚拟社交 移动4K点播 直播 社交 个人UGC 个人超高清CloudVR个人云桌面车内信息娱乐 FWA 发布WTTx 2019切换至3GPP标准 收购频谱2016Q4 2017Q4 28GHz 39GHz 4K视频 远程故障诊断与维护 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 智慧商场 智慧地铁 智慧展馆 观点总结 10 5G中后期通过uRLLC与mMTC两大特性使能垂直行业 自动驾驶 5G 自动 4G 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切片技术提供专网服务 观点总结 电网是切片使能最有价值应用之一 联网无人机蜂窝给无人机产业带来的价值 无线医疗 智能电网 UTM 高空覆盖 超视觉控制 视频回传 实时4K 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AGV 2 3 6 7 智能制造子类 工厂里 业务样例 11 5G CloudX 数字天空 智能工厂 远程医疗 车联网 4特别兴趣小组 12 2跨产业联盟5G车联网 5G工业互联网 CloudX 智能工厂 数字天空 远程医疗 283合作伙伴 49项目 CloudPCCloudVRCloudGame XX携手产业伙伴 共建5G业务生态 5G使能工业互联网 1 2智慧工厂5G业务探讨 13 5G智慧工厂整体解决方案示意图 14 5G 高清视频回传全厂区视频监控 现有视频监控部署痛点 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 办公室 监控中心 园区出入口高清枪机 高清摄像头 IPC 仓库 高清半球 5G 15 视频云存储 5G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等云服务能力支撑海量数据存储 视频AI分析 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 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 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 可选 分流 UPF 移动机房 分流 厂区 16 子场景一视频回传 子场景二数据回传 基于5G的生产设备远程监控场景及方案 5G 高清摄像头操作人员异常识别 平台 边缘云 生产车间后台管理 高清视频采集 GPU加速 GW U UPF AI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 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 本场景也同样依赖AI和大数据技术来自动识别人员异常活动 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5GMEC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 17 5G AR眼镜人脸识别 5GCPE wifi CoreNetwork 公司内网及视频云专网 5G AR眼镜 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 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 18 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 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 机器人园区巡检 19 5G 工业相机智能生产 基于5G网络质量检测生产线部署无线工业相机 边缘计算网关视频图像处理 自动判断标注 杜绝人为漏检 错检所有单元无线组网 可按需 快速 灵活组合 无人检测滚筒零部件 云端处理 提升生产效率 机器人无线协作 远程操控 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 连接成本降低50 70 20 5G AGV移动机器人车间物流系统 5GuRLLC及5G 边缘计算支持智慧物流的控制类应用 并接入云端基于AI能力进行流程等优化 智能物流与仓库应用日益广泛 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5G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5G解决WiFi现存问题 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情况第二阶段5G 云 AI 智能仓储解决方案 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5G 云 AI的无人叉车及智能仓储系统 22 5G 云AR智能生产 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用AR辅助线束组装 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 工人们无需拿