5G+智慧工厂综合.pptx

5G+5G+智慧工厂综合智慧工厂综合5G+智慧工厂综合第1页5G使能工使能工业业互互联联网网12智慧工厂智慧工厂5G业务发业务发展展探探讨讨25G+智慧工厂综合第2页工业是5G应用最主要行业之一，工业无线快速发展德勤预测5G应 用TOP10行业 工业市场空间 一样居榜首0510152025303520162017201820192020202120222023202420252026业业界普遍界普遍认为认为工工业业是是5G最具潜力行最具潜力行业业工工业业制造无制造无线线通通信信连连接快速增加接快速增加IHS预测至2035年，制造业占5G总产出28%40单位：亿4518无无线线有有线线43255存量连接数起源：Berg Insight2017年：无线连接占比6%2022年：暴发点，达27%2026年：超越点，达58%起源：HMS 201735G+智慧工厂综合第3页工业企业关键业务流程物流供物流供给给目目标标：打通上下游、提升配送效率、降低库存系系统统：SCM、WMS、立库、AGV 场场景：工厂物流、园区景：工厂物流、园区视频监视频监控等高控等高 带宽带宽、移、移动动性性业务业务，基于云化布署，基于云化布署+5G承承载载，以及，以及AGV等移等移动动控制控制目目标标：安全、高效、智能园区配套 系系统统：安防监控、门禁、考勤 场场景：景：5G作作为为厂区大流量和大厂区大流量和大连连接接场场 景回景回传传如如视频监视频监控等控等目目标标：企业内部运作管理效率提升 系系统统：OA、财务管理、HRM、协同通信、视频会议等 场场景：基景：基于于5G云手机、高清云手机、高清视频视频会会议议等移等移动应动应用用，提升提升办办公效率公效率销销售服售服务务目目标标：保障及提升客户满意度系系统统：企业网站、电商平台、CRM、呼叫中心、预测性维护等 场场景：基于景：基于云服云服务务及及5G能力，能力，为为客客 户户提供提供VR/AR等新等新应应用（如用（如产产品体品体验验），更加好支撑模式），更加好支撑模式创创新新生生产产制造制造目目标标：质量、效能提升，灵敏制造 系系统统：ERP、MES、SCADA、PLC、数控机床、工业机器人.场场景：景：5G+边缘计边缘计算及未来算及未来uRLLC 支撑工支撑工业业控制控制类应类应用；用；5G+云云实现实现 生生产产制制造系造系统统云化云化办办公管理公管理智慧园区智慧园区5G为为关关键键工工业业互互联联网网应应用用贯贯穿工穿工业业企企业业主主业务业务流流程程45G+智慧工厂综合第4页工业行业对时延和带宽需求高，是5G应用首选方向速率速率低低，运运动动慢慢，功耗，功耗小小无无线资线资源消耗小源消耗小 业务连业务连接接/切片价切片价值值低低速率要求速率要求高高，时时延响延响应应快快，QoS诉诉求求强强无无线资线资源消耗大源消耗大-业务连业务连接接/切片价切片价值值高高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带宽带宽时时延延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毫秒能源能源消消费费汽汽车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媒体娱乐娱乐健康医健康医疗疗农业农业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5G+智慧工厂综合第5页2019年年6月月6日，日，Analysys 易观中国中国5G发发牌牌 中国工业互联网正处于开启阶段，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 市场开启期(-2025)应用成熟期(2036-)高速发展期(2026-2035)探索期(-)场 认 可 度时间AFVIII2012 年，美 国通用电气公 司（GE）首 次提出工业互 联网概念年，德国政府提 出“工业4.0”战略，建立一个高度灵活 个性化和数字化产 品与服务生产模式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 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，中国基础实现工业化，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 基础设施和产业体系，形成3-5个 达到国际水准工业互联网平台2035年，建成国际领先工业互 联网网络基础设施和平台，形成 国际先进技术与产业体系，优 势行业形成创新引领能力IJIXGVII65G+智慧工厂综合第6页未来5年，5G将拉动35.4万亿经济总产出，工业贡献居首位9010.63.324.88.4604020010080年GDP经济总产出 直接间接经济增加值5G对对中国中国经济经济拉拉动动-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 设备上支出超出 5200 亿元，智能制造行业5G相关投入到达亿元，占比38.5%中国信通院5G经济社会影响白皮书520038.5%车联网智能制造智能制造医疗行业 能源行业 120亿 亿亿 640亿100亿2030年,中国经典垂直行业5G相关投入中国中国5G垂直行垂直行业规业规模及模及经经典市典市场场75G+智慧工厂综合第7页行业连续数字化转型，需要5G和其他ICT技术支持开放开放云云平台平台金融金融基于大数据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现在在:数字化数字化标标志是志是“上云上云”过过去去:工工业业化化标标志是志是“上上电电”安全、可靠、随需自治自愈网络联接ABC三位一体驱动各行各业智能化升级联联接接+云，云网融合云，云网融合万物万物联联云、万物上云云、万物上云多云互多云互联联联联接接边缘边缘云云&沃云沃云85G+智慧工厂综合第8页3大大应应用用对对网网络络能力要求能力要求应应用体用体验验多多样样化化mMTC海量物海量物联联uRLLC高可靠低高可靠低时时延延连连接接IMT-5G业务业务模型模型GbpseMBB增增强强移移动宽带动宽带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用用户户体体验验速率速率(Mbps)9峰峰值值速率速率(Gbps)10Gbps频谱频谱效率效率3x移移动动性能性能(Km/h)1ms时时延延(ms)1M devices/km2连连接密度接密度(设备设备数数/Km2)网网络络能效能效流量密度流量密度 Mbps/m25G关关键键能力和能力和经经典典应应用用5G+智慧工厂综合第9页5G早期早期业务业务以以eMBB视视频频为为主主要要特征特征5G体育体育场场云化云化VR/AR（CG类类）冬奥会全景冬奥会全景VR直直播播全景全景视频视频VR直播直播竞技游戏 虚拟建模 虚拟社交移移动动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车内信息内信息娱乐娱乐FWA发发布布WTTx切切换换至至3GPP标标准准收收购频谱购频谱2016 Q42017 Q428GHz39GHz4K 视频视频远远程故障程故障诊疗诊疗与与维维护护实时实时高精地高精地图图下一代智能手机支持 接入云化系统，能够 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无线视频监线视频监控控无法布署有线监控布署成本太高或暂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、人员无法靠近室内位置室内位置智慧商智慧商场场智慧地智慧地铁铁智慧展智慧展馆馆观观点点总结总结105G+智慧工厂综合第10页5G中后期中后期经过经过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自动驾驶动驾驶5G:自自动动4G:辅辅助助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：视频辅助诊疗与控制 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观点点总结总结 电网是切片使能最有 价值应用之一联联网无人机网无人机蜂蜂窝给窝给无人机无人机产业带产业带来价来价值值无无线线医医疗疗智能智能电电网网UTM高空覆盖超超视觉视觉控控 制制视频回传实时实时4K边缘计边缘计算算设备与资产 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115G5G+智慧工厂综合第11页Cloud X数字天空数字天空智能工厂智能工厂远远程医程医疗疗车联车联网网4 尤其尤其兴兴趣小趣小组组122 跨跨产业联产业联盟盟5G车联车联网网|5G工工业业互互联联网网Cloud X|智能工厂智能工厂|数字天空数字天空|远远程医程医疗疗283 合作搭档合作搭档49 项项目目Cloud PC Cloud VR Cloud GameXX携手携手产业产业搭档，共搭档，共建建5G业务业务生生态态5G+智慧工厂综合第12页5G使能工使能工业业互互联联网网12智慧工厂智慧工厂5G业务业务探探讨讨135G+智慧工厂综合第13页5G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+智慧工厂综合第14页5G+高清高清视频视频回回传传 全厂区全厂区视频监视频监控控现现有有视频监视频监控布署痛点控布署痛点 固定回传成本高：采取视频光端机+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办公室公室监监控中心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视频视频云存放云存放5G实现实现能力提升能力提升 灵活接入：无线方式，随需布署视频监控节点，包含移动监控等模式 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：云存放、GPU等云服务能力 支撑海量数据存放、视频AI分析5G+智慧工厂综合第15页业务场业务场景目景目标标5G基础验证，验证5G连接稳定性和可靠性验证5G与厂区组网结合，视频和数据回传场景经过5G替换可行性验证业务场业务场景痛点及需求景痛点及需求生产视频监控数据和设备运行状态数据经过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依据生产任务，配合产线频繁调整，有线组网复杂，工期长处处理方案理方案:CPE实现视频和传感器数据搜集、回传 按需选择UPF部署位置。从功效测试角度，UPF在移动机房也能够支撑测试视频监控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)分流厂区厂区16子子场场景一景一视频回传子子场场景二景二数据回传基于基于5G生生产设备产设备远远程程监监控控场场景景及及方案方案5G+智慧工厂综合第16页5G+高清高清摄摄像像头头 操操作作人人员员异常异常识别识别平台/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加速运行商5G关键网场场景、方案介景、方案介绍绍企业为产线一个工序定义操作红线，关键操作不能有遗漏在现场布署视频监控，对工人操作进行统计并且实时送到后台。系统分析软件依赖5G进行视 频MEC边缘计算能力对视频进行分析，对比。识别出工人不合理操作动作和异常行为本场景也一样依赖AI和大数据技术来自动识他人 员异常活动价价值值5G大带宽，低时延特点能够满足视频图像实 时传输，降低了视频当地存放负担采取无线摄像头，在现场布署和后续维护方面更灵活，方便。经过5G MEC将车间生产数据直接分流在园区当地，防止了生产数据上公有云安全风险175G+智慧工厂综合第17页5G+AR眼眼镜镜 人人脸识别脸识别5G CPEwifiCore Network企业内网及视频云专网5GAR眼镜业务场业务场景：景：1)保安只能检验员工是否佩戴工卡2)竞争对手，偷窃分子假冒工卡3)离职员工依然能够戴卡进入园区价价值值表达：表达：1)AR眼镜相对于固定摄像头，更机动灵活，图像更清楚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，能够及时采取行动网网络络架构：架构：18PAD或集 群对讲机电AR眼 镜数据线 反向充5G+智慧工厂综合第18页业务应用规划区域巡查路线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 园区巡园区巡检检195G+智慧工厂综合第19页5G+工工业业相相机机 智能生智能生产产基于基于5G网网络质络质量量检测检测生生 产产 线线 部部 署署 无无 线线 工工 业业 相相 机机+边边 缘缘 计计 算算 网网 关关 视视频频图图像像处处理理，自自动动判判断断标标注注，杜杜绝绝人人为为漏漏检检、错错检检 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 合合无人无人检测检测滚滚筒零部件筒零部件云端云端处处理理提升生提升生产产效率效率 机器人无线协作 远程操控云端数据云端数据处处理理 维护和生产灵活编排 海量生产数据无无线线代替代替线缆线缆 连接成本降低 50%-70%205G网网络络性能需求性能需求上行速率上行速率传输时传输时延延覆盖范覆盖范围围100Mbps20ms生生产线产线5G+智慧工厂综合第20页5G+AGV移移动动机器人机器人 车间车间物流系物流系统统5G uRLLC及及5G+边缘计边缘计算支持智慧物流控制算支持智慧物流控制类应类应用，用，并并接入云端基于接入云端基于AI能力能力进进行流程等行流程等优优化化智能物流与智能物流与仓库应仓库应用日用日益益广泛广泛带有导轨工业机器人、桁架式机械手、AGV、RGV、悬挂式输送链等215G+智慧工厂综合第21页基于基于5G无人无人驾驶驾驶叉叉车车（AGV）构建5G环境下智能仓储处理方案第一第一阶阶段采取段采取5G处处理理WiFi现现存存问题问题：WiFi同频干扰造成无人叉车难以大规模布署 WiFi短距传输造成难以具备远程控制能力 受限于WiFi 或4G上传速率，无法实时清楚观察叉车工作及物料情况第二第二阶阶段段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，替换传统激光导航，打造完整智能仓储整体处理方案 将全部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无人叉无人叉车车及智能及智能仓储仓储系系统统225G+智慧工厂综合第22页5G+云云AR 智能生智能生产产+新新员员工培工培训训基于AR/VR/MR、穿戴式设备等IT新 技术，具备感知、分析、推理、决策、控制功效智能装备逐步应用5G为智能装备端端、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开发、运行，提供海量存放和强大算力支持新新员员工培工培训训用用AR辅辅助助线线束束组组装装 滚筒洗衣机内部线束错综复杂，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组装和连接，工作流程冗杂繁琐，往往容易犯错 使用谷歌AR眼镜后，工大家无需拿着手册和电脑在工厂中处处跑，AR眼镜可投射出各个细 节个别组装方式来协助工作 据数据统计，采取AR辅助后，工人组装线束错误率降低50%、时间缩短25%235G+智慧工厂综合第23页5G+VR/AR/MR 销销售售服服务领务领域域洗衣洗衣机机维护维护VR/MR应应用用 微软Hololens混合显示技术应用于洗衣机维护，经过提供设备状态查 询、教授远程视频交互等提升维护效率洗衣洗衣机机营销营销展示展示VR应应用用 采取VR，以沉醉式体验让观众更为直观、身临其境了解海尔洗衣机 生产全流程以及使用时工作状态。伴随伴随VR/AR/MR在工在工业业广泛广泛应应用，用，业务业务体体验验、使用便捷性要求提升、使用便捷性要求提升 相相对对WIFI接入接入，5G提供更加好提供更加好带宽带宽及移及移动动性，支撑各性，支撑各类类工工业应业应用用场场景景 同同时时VR/AR/MR内容海量数据内容海量数据处处理需求，云化承理需求，云化承载载成成为为必定必定245G+智慧工厂综合第24页5G+云云+AI智智能工厂：能工厂：感感知、知、定定位、位、连连接接多个生产车间，辅助生产和直接生产移动化、数字化、云化需求，需要5G大带宽，低时延，大连接工业可穿戴AR/VR工业相机机器臂控制云化PLC巡检机器人手持设备工厂信息化管理仓储管理无线控制AGV数据中心实时数字镜像感知，我是感知，我是谁谁 定位，我在哪里定位，我在哪里 连连接，我去哪里接，我去哪里255G+智慧工厂综合第25页BBURHUBpRRU光纤网线/光纤海海尔尔企企业业5G覆盖方覆盖方案案：5G宏宏站站或室或室分分依据依据覆覆盖区盖区域域建建设设承载网机房5G室分覆盖*若5G环境搭建在室内（棚内），则采 用5G室分系统，射频pRRU数量待定*若5G环境搭建在室外，则采取5G宏站，基站、扇区数量待定5G宏站覆盖AAU26覆盖区域车间1车间2车间35G+智慧工厂综合第26页Thank you5G+智慧工厂综合第27页