近期，云南首個5G+MEC（邊緣計算）智慧工廠——云南神火鋁業有限公司達成年產量90萬噸電解鋁，不僅實現了有色金屬加工產業的智慧化升級，同時也成功完實現了有色金屬加工產業從中、東部發達地區向西部地區的遷移，為拉動西部地區科技創新，人才培養、產業鏈帶動、能力轉移等多方位的社會效益打下基礎，為5G在工業互聯網的應用走出了一條云南自己的路。
在這里，5G以低時延、海量連接以及大帶寬為代表的特性、以及MEC算力及連接能力下沉和切片專網的技術特色加持下，各種創新應用得以孵化和實現。2020年6月，中國移動云南公司作為項目的總集成商，攜手合作伙伴在文山打造了云南首個5G+MEC（邊緣計算）智慧工廠，助力企業節能、降耗、提質，同時將園區的數據進行本地化卸載和私有化處理，推動傳統的工業企業從“端管云”模式向“云邊協同”的架構演進。
5G+MEC智慧工廠擁有怎樣的“智慧基因”？未來的有色金屬工業將發生怎樣的改變？云南網記者帶著這樣的思考走進神火鋁業一探究竟。
園區內的5G基站。云南移動供圖
有“頭腦”的工廠──5G賦能生產 加速企業創新
在文山州富寧縣板侖鄉有一座“特殊工廠”。遠遠望去灰白色外墻的廠房平常無奇，可其內部卻大有乾坤：一套搭載在MEC邊緣云上的工廠信息化基礎平臺，就像是園區的“智慧大腦”，控制和存儲著工廠的各類系統及生產數據，以實現提高企業生產效率，降低企業運營成本的目標。
電解鋁行業是典型的流程工業，具有種類繁多、原料來源繁雜、工藝復雜流程長、工況環境苛刻等特點。中國移動云南公司為神火鋁業打造的工業互聯網平臺將各類通信手段接入不同設備、系統和終端，采集海量數據，實現底層數據的匯聚處理，消除應用之間的壁壘，通過各要素數據積累提供AI智能決策，加速企業的智能創新。
網絡的互聯互通是智慧工廠的基礎，而工廠內數據的共享互通則是企業管理增值及智能化升級的關鍵。云南神火智慧工廠以中國移動5G能力筑基，園區規劃建設12個5G宏站及室分系統，充分滿足園區5G信號全覆蓋，并能提供優質的5G網絡服務。
數字孿生中臺展示。云南移動供圖
針對工業現場部分業務的低時延服務和安全隔離需求，在5G SA組網模式下，可將算力和存儲能力部署在廠區構建移動邊緣計算平臺MEC，并實現業務的本地化處理，提供安全可靠的本地化數據業務，實現了云南神火鋁業對于數據的安全性和保密性的要求。
云南神火鋁業有限公司智慧工廠辦公室主任王攀告訴記者，云南神火工業園區規劃了三類業務，一是園區配套類，如智能物流、智慧倉儲等。二是辦公類，如OA系統、會議管理、視頻監控、智慧動能等。三是工業制造類，如機器視覺、自動駕駛、云化AGV、數據采集等。借助5G網絡切片技術，這三類業務通過三個切片邏輯網絡進行隔離，實現不同場景業務的互不干擾。
通過智能化系統的部署以及數字化電解、鑄造車間的建設，相較于傳統鋁業企業，在同樣產能的情況下，在中國移動5G+MEC邊緣云工廠信息化基礎平臺的加持下，可以為云南神火鋁業減少98個人工崗位，節約約820萬元年的人工成本。同時，5G電解槽漏液監測及能耗分析技術投產后，結合云南神火鋁業的優化管理，每年預計可節約直流電耗9000萬度。
更“智慧”的系統──提升安全屬性 優化管理效率
機器人在車間內有序巡檢，工業相機實時回傳超高清圖片，監控攝像頭全部接入5G網絡……越來越多的工業設備開始變得“更智能”。這是神火園區即將實現的工作場景之一。“我們建設智慧工廠本著一個原則，能用機器的工作不用人，能自動的不手動”。王攀介紹道。
2021年3月該項目完成了一期基礎建設，實現了廠區5G網絡全覆蓋，完成包括5G網絡覆蓋園區MEC、視頻安防及綜合布線等的建設。目前，工廠正在開展二期數字升級，已經實現了5個5G場景的應用，如傳送帶裂紋監測、視覺自動抄表、中頻爐高溫檢測、光纖應變漏液監測、天車遠程操控。
視覺自動抄表。云南移動供圖
走進廠區，首先映入眼簾就是架在半空中的封閉傳送管道，全長近3公里。每天都有近5000噸的氧化鋁粉末通過這個管道源源不斷輸送至電解車間。如果輸送皮帶出現裂紋，容易出現安全隱患，嚴重的還會導致停機，影響生產。如今，在輸送管道中安裝視頻采集設備，包括工業線掃相機、鏡頭及光源等，可實現協同自動清洗、灰塵鋁屑處理，對傳送帶表面進行掃描分析，通過5G網絡傳送至機器視覺平臺人工智能專業算法，當出現皮帶出現裂紋，進行實時告警、防患未然。
“在電解陽極鑄造工藝中，澆筑鐵溶液在1400度度時品質最高。以往，沒有儀器能侵入如此高溫的溶液中測量溫度，所以只能由老工人依據經驗從鐵水的顏色來判斷溫度。”王攀解釋道，現在，專業數字雙色性高溫攝像頭可對熔爐進行非接觸式高溫測量，數據將通過5G網絡傳送至機房內的機器視覺平臺，再經過人工智能專業算法實時顯示鐵水溫度，保障鐵溶液在最佳溫度出爐。5G高溫鐵溶液視覺精準分析，提升了電解陽極鑄造工藝，陽極鑄造品質提升15%。
這些也僅僅是“智慧”工廠的冰山一角。接著，記者們轉進空壓車間，只聽見轟隆的噪聲響徹整個車間。過去，工人們每隔20到30分鐘就要進入這種震耳欲聾的噪聲中抄一次表。“現在，通過5G+工業視覺分析手段進行儀表盤的高精度讀取，不僅減少了員工現場巡檢，還能自動生成數字報表核對數據，優化管理效率。”中國移動云南公司文山分公司集團客戶部副總經理曾云昱介紹道。
碼垛機器人。云南移動供圖
此外，在鋁錠生產完畢后，碼垛和打碼的工藝也極其“智慧”。王攀告訴記者，通過5G+MEC完成碼垛機器人的遠程編排和控制，碼垛機器人可通過5G工業CPE或者內嵌5G模組完成網絡接入，主要用于鋁錠碼垛，將每塊合格的鋁錠按層擺放，最后堆垛成盤，打捆入庫。同時，將激光雕刻技術與物聯網技術（IOT技術）進行結合，可以實現數據的智能追溯。在實際的生產過程中，將每捆鋁錠的質量數據、重量數據以及檢測數據在系統中通過二維碼進行標識，利用激光雕刻技術將含有該捆鋁錠信息的二維碼雕刻在鋁捆上，并結合鋁錠出入庫綜合軟件使其發揮物聯作用。
目前，中國移動云南公司正在推進包括工業互聯網平臺、數字孿生中臺等數字底座的建設和完善，實現各生產子系統的數據互通，數字資產積累，從而達到生產各環節的可視、可管、可控。到2023年，通過三期工程的實施，云南神火鋁業可實現由基礎建設到平臺建設再到深化智能的逐步升級，通過廠區的整體可視化、生產環節可控化以及人機協同的共存化以構建一個高效節能的、綠色環保的、環境舒適的人性化工廠。
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