引言/導讀
在裝配式部品部件工業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)有設(shè)備、產(chǎn)品、DCS、MES、MOM系統(tǒng)無法真正聯(lián)動，而且廠區(qū)內(nèi)還存在多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，急需一種多網(wǎng)融合、無線互通的解決方法。因此進行裝配式部品部件領(lǐng)域全連接技術(shù)應(yīng)用研究，獨立建設(shè)5G專網(wǎng)，打通控制網(wǎng)絡(luò)，采用5G全連接系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計，通過無線RFID技術(shù)與5G網(wǎng)絡(luò)配合，測試驗證生產(chǎn)進程統(tǒng)計、產(chǎn)品流程追溯等場景，搭建更先進的工業(yè)視覺應(yīng)用，開辟裝配式部品部件領(lǐng)域全要素泛在互聯(lián)、人機深度交互、智能引領(lǐng)變革的新征程。
關(guān)鍵詞
5G全連接工廠
測試床項目承接主體
發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式
山東優(yōu)科尚品節(jié)能科技有限公司
文凱 電話：15001364378 電子郵箱：Wenkai@pcbmi.com
測試床項目目標
在裝配式部品部件工業(yè)領(lǐng)域，由于生產(chǎn)工藝離散性強，移動換軌設(shè)備多，自動化程度低，設(shè)備系統(tǒng)之間相互脫節(jié)，大部分依靠人工獨立操作，缺少關(guān)鍵的連接橋梁，現(xiàn)有設(shè)備、產(chǎn)品、DCS、MES、MOM系統(tǒng)無法真正聯(lián)動，而且廠區(qū)內(nèi)還存在多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，包括辦公、安防監(jiān)控等，相互隔離，數(shù)據(jù)孤島化嚴重，利用傳統(tǒng)的無線WIFI組網(wǎng)方案，其抗干擾能力差、帶寬低、延時丟包、施工成本高，無法滿足大容量工業(yè)化生產(chǎn)要求，急需一種多網(wǎng)融合、無線互通的解決方法。因此進行裝配式部品部件領(lǐng)域全連接技術(shù)應(yīng)用研究，開辟裝配式部品部件領(lǐng)域全要素泛在互聯(lián)、人機深度交互、智能引領(lǐng)變革的新征程。
建設(shè)目標包括：
獨立建設(shè)5G專網(wǎng)，接入、傳輸均進行機密性和完整性保護，保證企業(yè)數(shù)據(jù)的安全性和專用性。
打通控制網(wǎng)絡(luò)，解決設(shè)備與設(shè)備，點對點之間的橋梁問題，采用5G全連接系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計，要求既能夠適應(yīng)新廠建設(shè)，也能適應(yīng)老廠改造，實現(xiàn)PLC對PLC、PLC對I/O之間5G直連，保證ms級低時延數(shù)據(jù)通信；溫度、壓力、振動、料位、液位、位置等分散的傳感器信號通過無線收集、匯總及上傳，在廠區(qū)范圍內(nèi)可任意部署傳感器/智能終端，無需部署光纜、信號電纜和電纜橋架等，節(jié)約通信設(shè)備/施工方面的投資，同時可以做到工藝快速擴展。
通過無線RFID技術(shù)與5G網(wǎng)絡(luò)配合實現(xiàn)生產(chǎn)進程統(tǒng)計、產(chǎn)品流程追溯，減少生產(chǎn)人員數(shù)量，將紙質(zhì)工單轉(zhuǎn)向電子工單，避免大量手寫工單，提升無紙化生產(chǎn)，提升工人工作效率；
搭建更先進的工業(yè)視覺應(yīng)用，工業(yè)相機/工業(yè)攝像機實現(xiàn)場圖像或視頻采集，即可使用現(xiàn)有工廠的視頻探頭，也可以安裝專用的工業(yè)視覺相機，由5G網(wǎng)絡(luò)提供高速上行通道，圖像識別應(yīng)用部署在邊緣云，根據(jù)確定的訓練模型，對采集圖像進行推理預(yù)測、實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量檢測或生產(chǎn)/員工安全監(jiān)測。
測試床方案架構(gòu)
測試床應(yīng)用場景
已應(yīng)用的 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場景 | 研發(fā)設(shè)計類：□ 協(xié)同研發(fā)設(shè)計 □ 生產(chǎn)單元模擬 生產(chǎn)制造類：□ 遠程設(shè)備操控 □ 設(shè)備協(xié)同作業(yè) □ 精準動態(tài)作業(yè) □ 柔性生產(chǎn)制造 □ 現(xiàn)場輔助裝配 □ 虛擬現(xiàn)場服務(wù) 檢測和監(jiān)測類：□ 機器視覺質(zhì)檢 □ 工藝合規(guī)校驗 □ 設(shè)備故障診斷 □ 設(shè)備預(yù)測維護 □ 無人智能巡檢 □ 生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)測 物流運輸類：□ 廠區(qū)智能物流 □ 廠區(qū)智能理貨 □ 全域物流監(jiān)測 服務(wù)管理類：□ 生產(chǎn)過程溯源 □ 生產(chǎn)能效管控 □ 企業(yè)協(xié)同合作 其他： □ 無 |
擬建設(shè)的 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場景 | 研發(fā)設(shè)計類：□ 協(xié)同研發(fā)設(shè)計 □ 生產(chǎn)單元模擬 生產(chǎn)制造類： 遠程設(shè)備操控 □ 設(shè)備協(xié)同作業(yè) □ 精準動態(tài)作業(yè) □ 柔性生產(chǎn)制造 □ 現(xiàn)場輔助裝配 □ 虛擬現(xiàn)場服務(wù) 檢測和監(jiān)測類： 機器視覺質(zhì)檢 □ 工藝合規(guī)校驗 □ 設(shè)備故障診斷 □ 設(shè)備預(yù)測維護 □ 無人智能巡檢 生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)測 物流運輸類： 廠區(qū)智能物流 □ 廠區(qū)智能理貨 □ 全域物流監(jiān)測 服務(wù)管理類： 生產(chǎn)過程溯源 □ 生產(chǎn)能效管控 □ 企業(yè)協(xié)同合作 其他： |
測試床架構(gòu)
5G全連接工廠建設(shè)總體架構(gòu)
總體建設(shè)方案分為三個部分：
1.工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)：利用5G基站及5G核心網(wǎng)構(gòu)建現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)產(chǎn)線級別的人、機、料、法、環(huán)、測等生產(chǎn)要素5G全連接。結(jié)合基于現(xiàn)有生產(chǎn)控制系統(tǒng)的5G網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)以下能力：
5G網(wǎng)絡(luò)完全覆蓋工廠內(nèi)的生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域；
5G網(wǎng)絡(luò)保證業(yè)務(wù)處理能力滿足業(yè)務(wù)高峰期需要；
5G網(wǎng)絡(luò)保證各種業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的性能需求；
5G網(wǎng)絡(luò)保證5G終端在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)移動時保持業(yè)務(wù)連續(xù)性；
5G網(wǎng)絡(luò)保證敏感數(shù)據(jù)不出廠區(qū)；
5G網(wǎng)絡(luò)保證通信過程中的安全性；
面向現(xiàn)場OT運維工程師提供易于操作的圖形化維護界面。
2.現(xiàn)場設(shè)備聯(lián)網(wǎng)：在產(chǎn)線的各個智能生產(chǎn)設(shè)備（例如，布料機、作業(yè)機械手、傳自動運輸車及攝像機、工業(yè)相機、RFID標簽/讀寫器等各類傳感器）上加裝5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)，使得上述設(shè)備可通過現(xiàn)場5G網(wǎng)絡(luò)接入生產(chǎn)控制系統(tǒng)。
3.工業(yè)邊緣智能中心：以邊緣計算平臺為基座，提供虛擬化算力，支撐5G核心網(wǎng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理組件、AI處理組件及其他工業(yè)應(yīng)用組件的部署運行。邊緣智能中心基于超融合架構(gòu)的微型數(shù)據(jù)中心構(gòu)建，支持虛擬機及容器混合算力部署，同時支撐傳統(tǒng)工控軟件及新興的工業(yè)AIoT軟件運行。該平臺內(nèi)置的5G核心網(wǎng)系統(tǒng)，提供了本地化 的5G 網(wǎng)絡(luò)接入能力，可快速構(gòu)建基于5G的OICT融合方案。
測試床方案
工廠網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案及網(wǎng)絡(luò)拓撲
在車間部署5G基站及工業(yè)邊緣智能中心，其中工業(yè)邊緣智能中心內(nèi)置了5G核心網(wǎng)。車間內(nèi)的工業(yè)設(shè)備保持原有接口不變，通過加裝的5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)接入5G網(wǎng)絡(luò)。5G基站通過專門鋪設(shè)的光電復合纜接入工業(yè)邊緣智能中心，與5G核心網(wǎng)相連。工業(yè)邊緣智能中心通過ToR交換機接入車間生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。
在工廠數(shù)據(jù)中心部署5G核心網(wǎng)控制面網(wǎng)元UDM，企業(yè)層及管理層業(yè)務(wù)軟件（例如，ERP及MES等），通過邊界交換機和車間生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)及企業(yè)辦公網(wǎng)實現(xiàn)互通。辦公網(wǎng)通過網(wǎng)關(guān)路由器接入互聯(lián)網(wǎng)。在網(wǎng)關(guān)路由器及各個邊界交換機上配置防火墻，防止非法訪問和惡意攻擊。
5G網(wǎng)絡(luò)的UDR位于電信運營商的核心網(wǎng)中，保存用戶的開戶信息。
工廠內(nèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)方案及數(shù)據(jù)情況
1.生產(chǎn)過程實時監(jiān)控
1）工序流轉(zhuǎn)監(jiān)測
在模臺的邊側(cè)布置RFID電子標簽，在每個工位布置RFID標簽讀寫器。RFID標簽讀寫器通過5G終端設(shè)備接入5G網(wǎng)絡(luò)。當模臺流轉(zhuǎn)到相應(yīng)工位時，RFID標簽讀寫器讀取到標簽ID，通過5G網(wǎng)絡(luò)上報給上位機，進而通知給MES，使得MES掌握特定產(chǎn)品在生產(chǎn)流程中的位置。RFID標簽讀寫器每次產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為64字節(jié)。
對于養(yǎng)護窯溫度較高的產(chǎn)線，RFID電子標簽有可能不能承受對應(yīng)的高溫，會導致標簽失效。這種情況可以在模臺的邊側(cè)噴涂編碼，在每個工位布置攝像機，攝像機通過5G終端設(shè)備接入5G網(wǎng)絡(luò)，和部署在邊緣計算平臺上的編碼識別應(yīng)用通信。當模臺流轉(zhuǎn)到相應(yīng)工位時，攝像機捕獲編碼圖像通過5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給編碼識別應(yīng)用，編碼識別應(yīng)用通過圖像識別算法識別出編碼值，然后將編碼值上報給MES。在產(chǎn)線各工位附近布設(shè)攝像機，并通過加裝的5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)接入5G網(wǎng)絡(luò)，將實時視頻流傳輸至部署在工業(yè)邊緣智能中心上的AI處理組件。為實現(xiàn)關(guān)鍵工位的無死角監(jiān)控，可針對該工位部署多個攝像機，并將這些攝像機接入一個5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)。攝像機拍攝的分辨率為1080p，幀率為10幀/秒，經(jīng)過H.265編碼后的碼流速率約為2Mbps。在現(xiàn)場共部署了18臺攝像機。
當模臺流轉(zhuǎn)到對應(yīng)工位時，攝像機將拍攝的圖像通過5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至AI處理組件，由該組件利用圖像識別算法識別出模臺編號，并將識別結(jié)果連同攝像機編號送入數(shù)據(jù)處理組件生成工序作業(yè)記錄。現(xiàn)場OT運維工程師可從數(shù)據(jù)處理組件通過可視化方式實時讀取工序作業(yè)記錄，實現(xiàn)工序流轉(zhuǎn)狀態(tài)的實時監(jiān)測。
2）窯爐環(huán)境監(jiān)控
為保持養(yǎng)護窯內(nèi)的溫濕度恒定，在養(yǎng)護裝置中安裝一定數(shù)量的環(huán)境監(jiān)測傳感器（如溫度傳感器和濕度傳感器）和環(huán)境控制設(shè)備（如風機、工業(yè)加濕器、天然氣鍋爐、空氣壓縮機等）。環(huán)境監(jiān)測傳感器和環(huán)境控制設(shè)備連接到PLC。加裝5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)，將PLC通過5G網(wǎng)絡(luò)接入工業(yè)邊緣智能中心。
環(huán)境監(jiān)測傳感器采集的數(shù)據(jù)首先通過5G網(wǎng)絡(luò)送入數(shù)據(jù)處理組件，經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗及加工后，再由生產(chǎn)監(jiān)控軟件從數(shù)據(jù)處理組件處讀取。生產(chǎn)監(jiān)控軟件根據(jù)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)及事先設(shè)定的控制規(guī)則，向PLC發(fā)送環(huán)境控制指令，驅(qū)動環(huán)境控制設(shè)備完成相應(yīng)的控制動作。生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件每秒鐘從PLC讀取一次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量為240字節(jié)。
2.生產(chǎn)設(shè)備控制
部署在工業(yè)邊緣智能中心里的生產(chǎn)控制軟件通過5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備的控制。可通過5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)控制的生成設(shè)備包括模具布置裝置、鋼筋網(wǎng)片安裝裝置、布料裝置、脫模&起吊裝置、成品轉(zhuǎn)運裝置等。針對上述裝置的生產(chǎn)控制指令的端到端延遲須在20毫秒以內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)丟包率要小于10-4。
在模具布置環(huán)節(jié)及布料環(huán)節(jié)，需要對裝置加工結(jié)果進行實時檢測，從而判斷加工是否合格。因此，在模具布置裝置及布料裝置處分別加裝了高分辨率工業(yè)相機對加工結(jié)果進行拍攝，并在工業(yè)相機處加裝5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)，將拍攝結(jié)果通過5G網(wǎng)絡(luò)送入工業(yè)邊緣智能中心內(nèi)的AI處理組件進行識別分析。AI處理組件將識別結(jié)果送入數(shù)據(jù)處理組件，并由生產(chǎn)控制軟件讀取。如果模具布置和布料結(jié)果滿足工藝要求，則生產(chǎn)控制軟件通知相應(yīng)裝置將產(chǎn)品送入下一道工序，反之，生產(chǎn)控制軟件向相應(yīng)裝置發(fā)出控制指令，進行二次加工。需要根據(jù)板材的尺寸在工位上方部署2~4個雙目工業(yè)相機。
3.產(chǎn)品質(zhì)量檢測
在產(chǎn)線最后的產(chǎn)品完成環(huán)節(jié)，需要對產(chǎn)品質(zhì)量進行檢測。對于符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品，由物流車輛從產(chǎn)線轉(zhuǎn)運至庫房，對于不合規(guī)產(chǎn)品，由物流車輛轉(zhuǎn)運至廢料處理區(qū)。上述產(chǎn)品質(zhì)量檢測過程由基于工業(yè)相機的智能質(zhì)檢系統(tǒng)完成，其中工業(yè)相機及物流車輛加裝了5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)，可通過5G網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)邊緣智能中心內(nèi)的AI處理組件及車輛調(diào)度系統(tǒng)進行信息交互。該系統(tǒng)首先通過工業(yè)相機對產(chǎn)品進行圖像采集，AI處理組件可對產(chǎn)品外觀缺陷進行檢測，包括露筋、孔洞、蜂窩、麻面、裂縫、缺棱掉角等。AI處理組件將識別結(jié)果送入數(shù)據(jù)處理組件，并由物流車輛控制系統(tǒng)從數(shù)據(jù)處理組件讀取識別結(jié)果，并根據(jù)識別結(jié)果向物流
車輛發(fā)出調(diào)度指令。
該系統(tǒng)在檢測工位正上方部署一個8K線陣工業(yè)相機用于獲取產(chǎn)品整體圖像。對每個待檢板材，8K線陣工業(yè)相機拍攝一張圖片，尺寸約為100M字節(jié)。圖片拍攝完成后需要在500毫秒內(nèi)完成向智能質(zhì)檢系統(tǒng)軟件的傳輸。
4.安全生產(chǎn)監(jiān)控
由于生成現(xiàn)場具有業(yè)務(wù)連續(xù)性強、系統(tǒng)復雜，大量生產(chǎn)設(shè)備相互聯(lián)系、耦合緊密，而且具有功率大、運轉(zhuǎn)速度高的特點。為了保證現(xiàn)場作業(yè)人員的人身安全及機器設(shè)備免受損壞，需對現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境進行安全生產(chǎn)監(jiān)控，實現(xiàn)自動發(fā)現(xiàn)問題及主動預(yù)警。
5.工人作業(yè)安全監(jiān)控
通過攝像機對指定作業(yè)區(qū)域進行監(jiān)控，利用AI處理組件識別工人不安全和不規(guī)范的行為，包括著裝不規(guī)范、行為不規(guī)范、違規(guī)進入限制區(qū)域、其他危及生產(chǎn)安全的不規(guī)范行為等。AI處理組件將識別結(jié)果送入數(shù)據(jù)處理組件，并由生產(chǎn)安全預(yù)警系統(tǒng)讀取判斷后，再做出相應(yīng)的安全管控行為（例如，揚聲器告警）。在車間內(nèi)部署20個攝像頭，覆蓋整個車間。
6.重點工序安全生產(chǎn)監(jiān)控
通過攝像機對指定作業(yè)區(qū)域進行監(jiān)控，利用AI處理組件識別模具車、擺渡車、窯車發(fā)生撞車和脫軌等現(xiàn)象。AI處理組件將識別結(jié)果送入數(shù)據(jù)處理組件，并由生產(chǎn)安全預(yù)警系統(tǒng)讀取判斷后，再做出相應(yīng)的安全管控行為（例如，向生產(chǎn)設(shè)備發(fā)出停機指令）。車間內(nèi)每個產(chǎn)線的重點工序有5個，共需部署10個攝像頭。
綜上，在車間內(nèi)共需部署30個監(jiān)控攝像頭，單個攝像頭采用1080p分辨率、30幀頻、H.265編碼后的碼率為6Mbps。
方案自主研發(fā)性、創(chuàng)新性及先進性
本測試床為企業(yè)提供獨立建設(shè)的5G專網(wǎng)，接入、傳輸均進行機密性和完整性保護，保證企業(yè)數(shù)據(jù)的安全性和專用性。利用5G網(wǎng)絡(luò)連接工廠內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備，滿足設(shè)備通信所需的大帶寬、低延遲等各種應(yīng)用場景。采用無線PLC技術(shù)，相比有線PLC安裝工時減少70%以上，通信線纜減少90%以上。輕量化的5G核心網(wǎng)支持5G局域網(wǎng)特性，設(shè)備間的通信通過核心網(wǎng)用戶面功能直接轉(zhuǎn)發(fā)、進一步降低通信時延。
本測試床邊緣計算平臺采用微服務(wù)架構(gòu)，構(gòu)建面向工業(yè)場景的通用PaaS平臺及aPaaS組件庫，通過提供低代碼支持能力，使工業(yè)應(yīng)用開發(fā)者只需少量代碼即可構(gòu)建個性化工業(yè)應(yīng)用；平臺進行軟硬件聯(lián)合優(yōu)化，滿足工業(yè)環(huán)境嚴苛的性能要求。
采用人工智能技術(shù)和邊緣計算平臺的強大算力構(gòu)建各種工業(yè)智能應(yīng)用，包括工業(yè)控制，AGV自動導航控制，基于機器視覺的質(zhì)量檢測、安全生產(chǎn)監(jiān)測等。
5G、邊緣計算、人工智能是新一代基礎(chǔ)設(shè)施的代表性技術(shù)，將這些技術(shù)和裝配式建材制造領(lǐng)域相結(jié)合，將充分體現(xiàn)該測試床的先進性，同時對于推動建材制造領(lǐng)域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實施以及智能化制造的轉(zhuǎn)型也有著積極的意義。
測試床實施部署
測試床實施規(guī)劃
測試床實施的技術(shù)支撐及保障措施
1.選擇5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)驗豐富的解決方案提供商
解決方案提供商深圳艾靈網(wǎng)絡(luò)有限公司依托自身在5G專網(wǎng)和云計算領(lǐng)域的技術(shù)實力，聚焦工業(yè)領(lǐng)域，已經(jīng)向多家行業(yè)頭部企業(yè)提供了基于場景應(yīng)用的5G邊緣智能解決方案，覆蓋建材、媒體、能源、倉儲、3C、汽車制造等領(lǐng)，其豐富的行業(yè)經(jīng)驗將助力項目的成功。
2.主要領(lǐng)導牽頭成立項目組
聯(lián)合解決方案提供商成立項目組，企業(yè)側(cè)由總工牽頭任組長，負責所有技術(shù)問題的決策和廠房、產(chǎn)線、設(shè)備、機房等實施環(huán)境及人員的投入保障；解決方案提供商側(cè)由副總裁牽頭任副組長，負責保障按計劃完成場景、需求、設(shè)計文檔的開發(fā)和施工交付。
3.充分進行需求調(diào)研
對項目需求理解的偏差，將使項目的實施產(chǎn)生不確定性，對項目的成功造成威脅。針對此風險，解決方案提供商在項目初期駐場進行深入的調(diào)研，深刻理解應(yīng)用場景，和企業(yè)一同確定需求，將問題和風險消除在萌芽階段。
4.通過周例會制度及時溝通
在整個項目實施過程中，項目組成員每周召開例會，就項目進展和各種技術(shù)問題進行討論，對理解有差異之處及時糾偏，保證項目的順利進行。
5.運維保障
艾靈網(wǎng)絡(luò)針對該測試床成立專門的運維小組，建立總部、區(qū)域分公司、屬地合作伙伴三級聯(lián)動響應(yīng)體系，提供包括軟件升級及硬件修復在內(nèi)的運維服務(wù)。
設(shè)備軟件升級：
根據(jù)現(xiàn)場業(yè)務(wù)驗證需要，對設(shè)備軟件定期進行版本更新。在現(xiàn)場實施前，在實驗室環(huán)境先進行預(yù)測試及軟件版本修正完善，待穩(wěn)定性驗證通過后，再由運維小組進行設(shè)備更新升級。軟件升級流程如下：
如軟件升級過程中出現(xiàn)異常、升級后無法達到預(yù)期或產(chǎn)生其它負面影響，可回退至升級前版本，確保系統(tǒng)正常運行。在異常問題排查處理完成后，進行二次升級，并在升級成功后，輸出軟件升級異常分析報告。
設(shè)備硬件修復
通過設(shè)立備品備件庫應(yīng)對設(shè)備硬件修復問題，對于出現(xiàn)故障的硬件設(shè)備，直接提取相應(yīng)備品備件進行替換。備品備件庫的相關(guān)管理措施如下：
專人管理：備品備件庫設(shè)專人進行管理，并制定完善的管理制度。
分區(qū)存放：備品備件按類型分區(qū)存放，確保維護人員能迅速領(lǐng)到所需材料維護效率。
物料補充：定期對備品備件進行檢查，當發(fā)現(xiàn)其低于安全庫存時，采取措施及時補充。
系統(tǒng)版本管理
運維小組將建立完善的軟硬件版本管理庫，對軟硬件版本及所更新的內(nèi)容進行歸檔和管理，并及時共享軟硬件版本升級信息。
故障處理
故障處理流程如下：
支持多種形式的渠道（電話、微信、郵件和售后技術(shù)服務(wù)工單系統(tǒng)）接收故障申報，根據(jù)問題性質(zhì)及等級提供不同程度的響應(yīng)。
如出現(xiàn)一般問題（例如：一般技術(shù)咨詢或非實時業(yè)務(wù)影響的問題），提供遠程技術(shù)支持服務(wù)，在收到問題請求2個小時內(nèi)安排相關(guān)技術(shù)人員對口支持，提供端到端方案。
如出現(xiàn)高優(yōu)先級問題（例如：單站無法工作或單站業(yè)務(wù)異常等問題），提供遠程技術(shù)支持服務(wù)，在收到問題請求8個小時內(nèi)安排相關(guān)技術(shù)人員對口支持，提供問題恢復的技術(shù)建議，對于軟件或硬件造成的問題，及時安排研發(fā)及專家團隊介入，提供綜合技術(shù)解決方案。
如出現(xiàn)緊急技術(shù)問題，專業(yè)技術(shù)人員將在1小時內(nèi)遠程接入系統(tǒng)進行處理。如需進行現(xiàn)場處理，駐地技術(shù)工程師將在收到通知后的2小時內(nèi)趕到現(xiàn)場，并在收到通知后的6小時內(nèi)修復故障，在收到通知后的48小時內(nèi)完成故障修復，并向形成書面報告。
測試床預(yù)期成果
測試床的預(yù)期可量化實施結(jié)果
當前的產(chǎn)線每個工序每個班次至少安排1-2個工人，蓬萊工廠按照2個班次，共需32個熟練的工人，每年的人工成本可達300余萬元。
成品構(gòu)件檢測每日平均需求300-400件，峰值600件，目前只能通過人工肉眼來實現(xiàn)判斷。目前視覺判斷工序需由熟練操作的工人付出至少2人每班的人力。每年成本80萬元。
產(chǎn)線成品出貨區(qū)需要安排工人值守，防止成品在滑軌上堆積造成事故，每班需要1個人力，按照每天2個班次，每年成本約40萬元。
窯爐的出入窯區(qū)域需要安排工人值守，防止窯車碰撞造成事故，每班需要1個人力，按照每天2個班次，每年成本約40萬元。
當前需要安全員定期巡檢，檢查生產(chǎn)現(xiàn)場的工人是否遵循安全規(guī)章。每班需要1個人力，按照每天2個班次，每年成本約40萬元。
通過測試床的實施，初期可以為工廠每年至少節(jié)省200余萬元的成本。后續(xù)全面推廣實施后，建設(shè)無人化工廠，每年可以節(jié)省400余萬元的成本。
通過該測試床的實施，將實現(xiàn)50%生產(chǎn)要素的5G連接。
測試床的商業(yè)價值、經(jīng)濟效益
本測試床形成的成果，將5G、邊緣計算、人工智能等技術(shù)應(yīng)用于部品部件的全流程生產(chǎn)過程，幫助企業(yè)實現(xiàn)自動化、智能化的生產(chǎn)線，最終提高生產(chǎn)效率、提升企業(yè)競爭力。預(yù)計企業(yè)總體成本可節(jié)省50%、總體效率提升40%、生產(chǎn)安全事故和安全違規(guī)事件降低90%。
測試床的社會價值
2020年9月工信部印發(fā)《建材工業(yè)智能制造數(shù)字轉(zhuǎn)型行動計劃（2021-2023年）》，要求推進建材工業(yè)與信息技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新共同進步，鼓勵企業(yè)積極探索“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與建材工業(yè)深度融合，引導企業(yè)利用5G通信高帶寬、低時延、大連接等技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)互聯(lián)互通，推進人工智能在建材行業(yè)的應(yīng)用。
2020年12月印發(fā)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2023年）支持工業(yè)企業(yè)綜合運用5G、時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）、邊緣計算等技術(shù)，提升生產(chǎn)各環(huán)節(jié)網(wǎng)絡(luò)化水平。
本測試床提供的裝配式建材生產(chǎn)的行業(yè)解決方案，將夯實企業(yè)信息化基礎(chǔ)，提升智能制造關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新能力，引領(lǐng)企業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展；將推動5G、邊緣計算、人工智能等新技術(shù)在部品部件生產(chǎn)企業(yè)的應(yīng)用，促進企業(yè)的數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型；將提升企業(yè)的自動化水平，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平；用智能應(yīng)用代替人工操作，減少了人工成本，為提升市場競爭力提供有力的支持；將構(gòu)建自動化的安全生產(chǎn)感知、監(jiān)測機制，提升企業(yè)安全生產(chǎn)水平。該測試床初期應(yīng)用在預(yù)制混凝土墻板類構(gòu)件生產(chǎn)工廠，在技術(shù)成熟后可以推廣至其他裝配式建筑部品部件生產(chǎn)工廠，對裝配式建材智能制造整體數(shù)字化水平提升具有很大的意義。
測試床成果驗證
測試床成果驗證方案
1.5G網(wǎng)絡(luò)驗證方案
對5G網(wǎng)絡(luò)的連通性進行測試，輸出測試報告，測試內(nèi)容包括上下行傳輸速率、傳輸時延、傳輸抖動等性能參數(shù)。
將工業(yè)應(yīng)用部署在邊緣云，進行從設(shè)備到應(yīng)用的端到端測試，輸出測試報告，測試內(nèi)容包括上下行傳輸速率、傳輸時延、傳輸抖動等性能參數(shù)，并驗證上述指標可以滿足工業(yè)要求。
2.用所支撐的業(yè)務(wù)驗證方案
通過5G打通工業(yè)OT網(wǎng)絡(luò)：時延低于20ms；
基于5G的海量傳感：海量傳感設(shè)備接入；
基于5G的工業(yè)視覺AI檢測：300Mbps超級上行；
基于5G的工業(yè)控制：高可靠網(wǎng)絡(luò)。
測試床成果交付
測試床成果交付件
測試床應(yīng)用場景及需求說明書
5G無線接入網(wǎng)設(shè)備
5G核心網(wǎng)設(shè)備
邊緣計算平臺設(shè)備
質(zhì)量檢測、生產(chǎn)安全監(jiān)測、人員安全監(jiān)測等智能應(yīng)用軟件
測試床系統(tǒng)使用說明書
測試床驗收報告
發(fā)明專利申請2個
測試床開放性
設(shè)備接入的開放性：采用5G CPE作為接入終端，后期新增設(shè)備對5G網(wǎng)絡(luò)沒有影響。
邊緣計算平臺的開放性：平臺支持Window、Linux等主流操作系統(tǒng)，支持第三方工業(yè)應(yīng)用的部署。
生態(tài)的開放性：為第三方工業(yè)應(yīng)用開發(fā)者提供API，開發(fā)者可以調(diào)用API開發(fā)工業(yè)應(yīng)用，促進IT和OT生態(tài)的融合。