加快工业互联网推动制造业数字化转型升级
5G和工业互联网认知
数字化驱动的三一重工
工业互联网建设成果
数字化驱动的三一重工
三一是一家装备制造企业。今年创造了创业33年来最好的经营业绩,1-7月实现销售614亿元,利润93亿元,全年销售
预计将达到1200亿元以上。三一的两家上市公司都实现了存贷为正。
三一为什么能够取得比较好的业绩呢?受益于政府大规模减税降费,也得益于我们落实中央高质量发展的要求,积极地
进行数字化、智能化转型。
对于数字化转型,无论是亢奋者还是焦虑者,都感到非常紧迫。高端制造企业到底怎样进行数字化转型呢?
对三一而言,我们把数字化转型和智能制造等同于一个概念。智能制造或者数字化转型,包括六个方面:
第一,是数字化营销和服务。现在,我们的平台已经接入了30多万台客户设备,可以实时收集油耗、开工率、地理位置、
服务路径等信息。通过收集这些关键数据为客户创造价值,大幅提升营销能力和售后服务的效率。
第二,是智能供应链。把上游供应商打通,实现信息同步、计划协同。去年集团上线了“供应链管理系统”,通过与供应商
共享生产计划,市场增长的同时保供能力大幅提升,存货也大幅减少。
第三,是智能设计、研发。也就是应用数字化设计工具做研发,实现产品设计更快更好、效率更高、更精准。通过升级“产品全
生命周期管理系统”,大幅提升设计效率和质量。
第四,是智能产品。三一展示了全球首台5G遥控挖机,现在我们的各个事业部都在开发智能产品,包括无人搅拌车、无人重卡、
无人集卡等都安装了上百个传感器,实时采集和回传工况数据,有了大数据才能实现智能。
第五,是智能运营。主要是以全面的管理信息化为基础的智能运营。
第六,是智能生产。现在的三一全部在线上,互相连接在一起,在线透明实现自动管控。每台设备的开机、停机、作业效率全部
在线、一目了然,生产效率、生产质量都大幅提升。
全球设计
协同生产
个性化订制
化需求
机床
机器人
仓储
流水线
模拟器
试验台
企业内
装备/物料/人员
工程机械
家电
电梯
汽车
企业外
智能产品
医疗器械
食品
工业互联网
边缘计算节点边缘计算节点
行业/企业云服务平台
无线通讯是工业互联、企业上云的最便捷方式
短距无线,如
Bluetooth,Zigbee,
用于传感数据采集,
资产管理,定位。
WiFi ,主要用于仓储移
动扫码、手持终端;
AGV调度
工业专用无线,如
WIA-PA/FA,
WirelessHART,
等用于实
时可靠性要求高的部分
控制场景
蜂窝无线,如NB,
2G...4G,用于工厂外
智能产品,大型设备/
车辆远程监控,远程维
护
不足:虽支持160m范
围组网,但性能不稳定,
并且存在安全风险
不足:Bluetooh仅支
持短程组网并设备数
量受限;Zigbee虽支
持大良设备组网,但
工作距离及带宽受限;
不足:产业链较窄,部
署成本高
不足:2G/3G带宽容量不
够,4G不支持大量连接和
实时性要求高的设备
VNF/PNF
统一编排管理
全产品端到端编排
(CN/BN/RAN/OLT)
AI 引擎大数据
智能策略分析
大带宽切片
5G网络
无线切片 核心网切片承载切片
无线切片编排 核心网切片编排承载切片编排
E2E切片编排
·MEC
·DU
·CU
·UPF ·NFVI
·SMF ·VIM
·AMF
传感器网络切片
网络扁平化,MEC边缘计算,满足工业无线网不同需求
实时控制切片
Access MEC
基础设施
Services
数据管理和分析、服务使能、运维
设备和连接、数据解析、安全
交通 医疗 能源 工业
企业/行业
云平台/ IDC
云边协同
Cloud Analytics
ICT PaaS
工业互联网建设成果
CPS泛在化:
5G促进消费性大数据与生产性大数
据处理的结合,打造泛在CPS系统
资源调配社会化:
5G促进可用资源全社会调剂,打造
新一代智能制造系统
软件定义工业:
5G为智能制造系统提供涵盖通信、
交互标准及信息安全的ICT新手段,
助力软件定义工业
基
于
数
据
的
智
能
化
管
控
(
泛
在
C
P
S
)
社会化信息及资源的协调与集成
现场物理层
感知执行层
控制监测层
数据处理层
分析应用层
网
络
及IC
T
基
础
信
息
安
全
标
准
体
系
工业公有云平台
设计
协同
供应
协同
制造
协同
服务
协同
产品
服务
互联网
智能产品工厂1 工厂2
5G
5G 5G
替代现有工厂WiFi网
络和部分有线IP网络
基于MEC边缘云的工
业应用,深入工厂现场
网络,部分替代工业以
太
制定5G工业标准,颠
覆工控及部分装备产
品形态,如无线实时
控制、无线PLC/DCS
1
2
3
三一园区联网场景
联网场景
针对三一园区(厂区)内的业务需求,基于MEC分流功能,将三一内部业务
的数据交互,无需通过公网传输,直接分流至本地业务服务器,从而形成LTE
网络覆盖下的企业专网。
1)无线智能终端通过LTE基站接入到中国电信传输网络中;
2)MEC部署在三一园区周边的基站(BBU)和中国电信核心网之间;
3)MEC提供3个类型的对外接口,分别对接LTE BBU,中国电信核心网和三一园区的数
据中心;
4)对于三一园区的生产数据将无须发送到核心网,直接通过MEC的本地分流功能送到三
一园区的数据中心。
5)MEC服务器和三一园区的数据中心之间,通过防火墙进行物理隔离,确保绝对安全。
MEC实施对工业企业的重要性
国家政策驱动,业务需求多
随着 “工业互联网”,“5G”等国家战略的相继实施,大量工业企业寻求技术创新。边缘数据
中心的建设,是企业内网业务的承载基础,也是未来5G架构的核心组成。
智能制造垂直行业对核心计算能力的边缘化需求
垂直行业需要满足业务的低时延与保密性,对核心网能力边缘化提出了迫切需求;未来5G切片
网络的支撑锚点,本身也是算力资源的边缘化,这包括核心网能力与数据中心能力的边缘化。
网络部署灵活,投资收益比高
边缘数据中心的建设,使现有企业网络的架构更加灵活,包括对4G和5G网络的平滑支持,使
企业投资得到了保障,同时为更多的区域企业提供业务,保障收益最大化。
MEC是边缘数据中心的催化剂
企业生产制造过程中能进行智能活动,离不开设备的互联和数据的采集。
互联网核心网MEC
宏站
MRRU
其他接入
三一重机厂区
企业应用
视频应用
电表应用
无需改造
无需核心网及无线改动
全面云化
兼具弹性及电信级安全稳定
开放应用
海量应用快速布署能力
低成本
企业专网,快速部署,维护便捷
项目背景
三一重机MEC项目给三一带来的价值
三一集团董事长梁稳根说:
“数字化将改变我们的商业经
营模式,三一人掌握数字化技
能,就像过去追求质量、服务
等一样追求数字化,让三一变
得更加强大,助推中国由制造
大国向智造强迈进。”
•2018年,三一重机推进数字化转型,上线产线智能电表数据采集,电表
多达8000多个。
•整个厂区占地10万平方米,基础设施在2006年完工,至今已过去12年,
布设有线的方式代价太大。
•成功进行车间电表智能化改造,相比于传统接入方式,建设成本更低、
施工难度更小;
•网络信号质量大幅提升,数据传输更稳定,实测传输时延由优化前
100ms提升到19ms左右;
三一重机MEC项目效果及收益
MEC技术优势
MEC WiFi
高容量
高安全
高可靠
单节点>800并发接入
无线连接(单节点>75m半径)
支持快速移动
中容量
中安全
中可靠
单节点30并发接入
无线连接(单节点<50m半径)VS
运营商级别系统安全:
5G网络的接入控制,限制非电信认证用户的网络接入
MEC网络的接入控制,仅连接入MEC的覆盖区域才能访问MEC
用户权限的接入控制,仅限授权的用户(手机号或APN),才能访问MEC后端网络
防火墙接入控制,企业私网与MEC间依然通过防火墙,遵照企业原网络的防火墙保
护规则
用户名密码验证控制,对于接入企业私网的用户,提供应用层面的用户名密码验证,
保障授权用户的接入
中国电信打造MEC的优势MEC的技术优势
5G+MEC在AGV小车中的应用
从传统导引向激光雷达+视觉技术的智能导引;
从激光雷达为主向视觉SLAM+视觉AI分析为核心的视觉导引发展;
大型AGV,引入V2X技术,增强AGV视觉感知能力
激光雷达感知、视觉SLAM、视频AI、V2X、调度控制等系列能力平台化,满足多
种规格AGV产品的能力共享调用;
端边协同:基于MEC突破AGV单车限制,支持多AGV算力共享,降低单AGV成本;
云边协同:AGV视觉感知分析在MEC边缘云执行,中心云训练和数据归档存储;
云上协同:AGV调度控制系统迁移到MEC边缘云,与WMS等系统云上打通,
实现全流程、多业务系统的贯通和协同;
智能网联
能力平台化
云+边+端协同
双方未来工业互联网合作
共建5G
智慧工厂
工业
PON
工业
物联网
工业云
工业
互联网 工业
内网改造
共建无
人工厂
“50万年前的关键词是光明与黑暗,今天的关键词是在线与离线”。互联网的下半场是工业
互联网,智能制造是主战场。中国是制造业大国,我们有全球最完善的工业体系,有最丰富的应
用场景,在互联网应用方面并不落后,甚至更加领先。
希望通过三一的探索、三一的数字化转型,启发更多的中国制造企业、互联网企业,带动千
千万万的中小企业,一起来探索和推动中国的智能制造。
谢谢