走进云南首个5G MEC智慧工厂 解密中国移动5G“智慧基因”
近期，云南首个5G+MEC（边缘计算）智慧工厂——云南神火铝业有限公司达成年产量90万吨电解铝，不仅实现了有色金属加工产业的智慧化升级，同时也成功完实现了有色金属加工产业从中、东部发达地区向西部地区的迁移，为拉动西部地区科技创新，人才培养、产业链带动、能力转移等多方位的社会效益打下基础，为5G在工业互联网的应用走出了一条云南自己的路。
在这里，5G以低时延、海量连接以及大带宽为代表的特性、以及MEC算力及连接能力下沉和切片专网的技术特色加持下，各种创新应用得以孵化和实现。2020年6月，中国移动云南公司作为项目的总集成商，携手合作伙伴在文山打造了云南首个5G+MEC（边缘计算）智慧工厂，助力企业节能、降耗、提质，同时将园区的数据进行本地化卸载和私有化处理，推动传统的工业企业从“端管云”模式向“云边协同”的架构演进。
5G+MEC智慧工厂拥有怎样的“智慧基因”？未来的有色金属工业将发生怎样的改变？云南网记者带着这样的思考走进神火铝业一探究竟。
园区内的5G基站。云南移动供图
有“头脑”的工厂──5G赋能生产 加速企业创新
在文山州富宁县板仑乡有一座“特殊工厂”。远远望去灰白色外墙的厂房平常无奇，可其内部却大有乾坤：一套搭载在MEC边缘云上的工厂信息化基础平台，就像是园区的“智慧大脑”，控制和存储着工厂的各类系统及生产数据，以实现提高企业生产效率，降低企业运营成本的目标。
电解铝行业是典型的流程工业，具有种类繁多、原料来源繁杂、工艺复杂流程长、工况环境苛刻等特点。中国移动云南公司为神火铝业打造的工业互联网平台将各类通信手段接入不同设备、系统和终端，采集海量数据，实现底层数据的汇聚处理，消除应用之间的壁垒，通过各要素数据积累提供AI智能决策，加速企业的智能创新。
网络的互联互通是智慧工厂的基础，而工厂内数据的共享互通则是企业管理增值及智能化升级的关键。云南神火智慧工厂以中国移动5G能力筑基，园区规划建设12个5G宏站及室分系统，充分满足园区5G信号全覆盖，并能提供优质的5G网络服务。
数字孪生中台展示。云南移动供图
针对工业现场部分业务的低时延服务和安全隔离需求，在5G SA组网模式下，可将算力和存储能力部署在厂区构建移动边缘计算平台MEC，并实现业务的本地化处理，提供安全可靠的本地化数据业务，实现了云南神火铝业对于数据的安全性和保密性的要求。
云南神火铝业有限公司智慧工厂办公室主任王攀告诉记者，云南神火工业园区规划了三类业务，一是园区配套类，如智能物流、智慧仓储等。二是办公类，如OA系统、会议管理、视频监控、智慧动能等。三是工业制造类，如机器视觉、自动驾驶、云化AGV、数据采集等。借助5G网络切片技术，这三类业务通过三个切片逻辑网络进行隔离，实现不同场景业务的互不干扰。
通过智能化系统的部署以及数字化电解、铸造车间的建设，相较于传统铝业企业，在同样产能的情况下，在中国移动5G+MEC边缘云工厂信息化基础平台的加持下，可以为云南神火铝业减少98个人工岗位，节约约820万元/年的人工成本。同时，5G电解槽漏液监测及能耗分析技术投产后，结合云南神火铝业的优化管理，每年预计可节约直流电耗9000万度。
更“智慧”的系统──提升安全属性 优化管理效率
机器人在车间内有序巡检，工业相机实时回传超高清图片，监控摄像头全部接入5G网络……越来越多的工业设备开始变得“更智能”。这是神火园区即将实现的工作场景之一。“我们建设智慧工厂本着一个原则，能用机器的工作不用人，能自动的不手动”。王攀介绍道。
2021年3月该项目完成了一期基础建设，实现了厂区5G网络全覆盖，完成包括5G网络覆盖园区MEC、视频安防及综合布线等的建设。目前，工厂正在开展二期数字升级，已经实现了5个5G场景的应用，如传送带裂纹监测、视觉自动抄表、中频炉高温检测、光纤应变漏液监测、天车远程操控。
视觉自动抄表。云南移动供图
走进厂区，首先映入眼帘就是架在半空中的封闭传送管道，全长近3公里。每天都有近5000吨的氧化铝粉末通过这个管道源源不断输送至电解车间。如果输送皮带出现裂纹，容易出现安全隐患，严重的还会导致停机，影响生产。如今，在输送管道中安装视频采集设备，包括工业线扫相机、镜头及光源等，可实现协同自动清洗、灰尘铝屑处理，对传送带表面进行扫描分析，通过5G网络传送至机器视觉平台人工智能专业算法，当出现皮带出现裂纹，进行实时告警、防患未然。
“在电解阳极铸造工艺中，浇筑铁溶液在1400度度时品质最高。以往，没有仪器能侵入如此高温的溶液中测量温度，所以只能由老工人依据经验从铁水的颜色来判断温度。”王攀解释道，现在，专业数字双色性高温摄像头可对熔炉进行非接触式高温测量，数据将通过5G网络传送至机房内的机器视觉平台，再经过人工智能专业算法实时显示铁水温度，保障铁溶液在最佳温度出炉。5G高温铁溶液视觉精准分析，提升了电解阳极铸造工艺，阳极铸造品质提升15%。
这些也仅仅是“智慧”工厂的冰山一角。接着，记者们转进空压车间，只听见轰隆的噪声响彻整个车间。过去，工人们每隔20到30分钟就要进入这种震耳欲聋的噪声中抄一次表。“现在，通过5G+工业视觉分析手段进行仪表盘的高精度读取，不仅减少了员工现场巡检，还能自动生成数字报表核对数据，优化管理效率。”中国移动云南公司文山分公司集团客户部副总经理曾云昱介绍道。
码垛机器人。云南移动供图
此外，在铝锭生产完毕后，码垛和打码的工艺也极其“智慧”。王攀告诉记者，通过5G+MEC完成码垛机器人的远程编排和控制，码垛机器人可通过5G工业CPE或者内嵌5G模组完成网络接入，主要用于铝锭码垛，将每块合格的铝锭按层摆放，最后堆垛成盘，打捆入库。同时，将激光雕刻技术与物联网技术（IOT技术）进行结合，可以实现数据的智能追溯。在实际的生产过程中，将每捆铝锭的质量数据、重量数据以及检测数据在系统中通过二维码进行标识，利用激光雕刻技术将含有该捆铝锭信息的二维码雕刻在铝捆上，并结合铝锭出入库综合软件使其发挥物联作用。
目前，中国移动云南公司正在推进包括工业互联网平台、数字孪生中台等数字底座的建设和完善，实现各生产子系统的数据互通，数字资产积累，从而达到生产各环节的可视、可管、可控。到2023年，通过三期工程的实施，云南神火铝业可实现由基础建设到平台建设再到深化智能的逐步升级，通过厂区的整体可视化、生产环节可控化以及人机协同的共存化以构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。
云南网记者 贺静 通讯员 闻春红 杨谦瑞
内容来自懂车帝