5G边缘云网关是工业数据采集所用的“利器”

2021-01-11 09:30:44
公众号5G
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文章摘要: 数据采集领域知名提供商——北京天拓四方科技有限公司在此次大会上着重介绍了与华为合作打造的5G边缘+数据采集解决方案。众多的工业协议无法有效的进行解析和采集,在工业协议的互联互通难题得以解决。难题得到解决。

经过前几年的联合探索沉淀,发展得如火如荼的5G ToB在业务场景方面越发复杂,对支撑数据不出园区、处理和应用本地化的连接+算力的诉求迅速增长,运营商联合设备商及垂直行业头部企业、ISV、IHV,在以5G+MEC满足企业客户数字化转型需求方面有了诸多成功应用案例,极大增强了各方大力发展5G+MEC的信心,接下来对于运营商而言最重要的是通过规模复制推广,使能千行百业数字化转型。5G微信公众平台(ID:angmobile)观察到在日前华为首届技术服务伙伴大会“5G ToB&边缘DC合作伙伴大会”上,垂直行业头部企业、ISV、IHV共同深入阐释了5G+MEC典型案例,并表达了后续规模复制的强烈需求,而华为在大会上发布的5G边缘DC管理中心在满足相关需求、助力快速部署千行百业5G+MEC应用方面迈出了一大步。

1、5G边缘计算,赋能全国首个露天矿完整工艺流程

工信部主办的第三届“绽放杯”5G应用征集大赛(2020年)中,甘肃移动“5G+智慧矿山”项目荣获一等奖。该项目何以能脱颖而出?据悉,这是全国首例集车、铲、钻联合作业为一体的“5G+智慧矿山”项目,不久前已在酒钢集团西沟矿成功应用,在国内率先实现了露天矿完整工艺流程。

西沟矿是酒钢集团唯一的石灰石矿,采场工作面地处海拔约3400米的山区(夏冬温差70度),占地25平方公里。长期以来,注重数字化、信息化矿山的建设,但存在各系统数据不能互联互通、采矿工艺生产流程数控化率低等问题,采场工作面现场操作设备,工作环境艰苦、劳动强度大,人员流失现象较严重,亟需通过建设“智慧矿山”提高生产效率、解决劳动力危机、实现可持续发展。

5G的商用,为西沟矿带来了落地矿山无人化的希望,认为广域范围内的高带宽、低时延、移动网络连接是“智慧矿山”落地的必要条件。于是,联合中国移动、华为深入开展“5G+智慧矿山”合作,打造全国领先的5G无人矿山解决方案,基于5G+边缘计算、人工智能等,融合环境感知和联网技术打造5G+智能穿孔和铲装运系统平台,首创牙轮钻、电铲、矿卡一组三项联动远程驾驶和无人驾驶操控应用,具备车、铲、钻一体化联合作业能力——牙轮钻机远程+辅助智能操作(单人远程控制3+台设备)、电铲远程遥控作业(1人远程操控1台电铲)、矿用卡车无人驾驶与运输(1人管理3+台矿卡),技术水平国内领先,且经受住了实际生产的考验,实现西沟矿露天矿山整体无人化作业和智慧化运作。通过5G边缘计算下沉、实现矿山生产过程中的自动化和无人化需求,实现操作人员与采场设备分离,将作业地点由室外转为室内,从根本上杜绝了矿山生产安全隐患,提升了生产运营管理效率。

甘肃移动联合华为共同提供集装箱式一体化边缘DC(箱式)、5G边缘计算中心、远程操控中心、生产业务监控中心解决方案(一箱三中心),将现有的solo系统集中,设备集中、业务集中、数据集中、运算集中,很好地支撑了对山上采场现场的生产调度、预测维护、综合监控。

业界评价,西沟矿“5G+智慧矿山”是西北地区传统产业完成“三化”改造、实现转型升级的重要示范,对推动西北地区5G+工业互联网建设具有重大意义。酒钢集团董事长陈得信6月23日实地调研西沟矿“5G+智慧矿山”项目进展时强调,要以该项目带动“智慧酒钢”建设,加快规模复制,实现钢铁企业装备的升级改造,最终实现绿色化、信息化和智能化。

2、5G边缘计算,赋能全国首个纺织全产业链企业

从纺织领域龙头企业——华峰华锦集团的IT总监蒋世楚在大会现场的介绍看来,该集团也在华为5G边缘计算的助力下取得了数字化与智能化转型的阶段性重要突破。

成立于1999年的华峰华锦集团已发展成为以自主研发为核心,专注于提供先进纺织技术与应用解决方案、并努力打造集绿色纤维、织造、后整理、增材印花、运动用品制造于一体的全产业链企业,是唯一同时得到世界三大运动品牌(Nike、adidas、NB)认证的企业。近年来,华峰华锦集团以“实现全产业链由‘自动化’向‘智能化’转型升级”为发展愿景,引领纺织行业智能制造,持续推动降本增效,推动行业发展,但是在具体实施的过程中发现于“数据采集”方面面临着巨大挑战,主要表现为:一是数据采集困难大——设备的协议与接口繁杂,以纺织设备为例,整经机、经编机、纬编机等超过10种的纺织设备,所采用的通讯协议多达5种以上;二是数据采集不及时——属于“哑”设备,以人工采集数据,存在频率低、成本高等痛点;三是数据采集成本高——智能网关的单价在1500-2000元/台,以纺织产业园为例,设备约3000台套,接入成本高达300万左右。

着眼于解决上述挑战,华峰华锦携手中国移动和华为打造并部署了基于5G+MEC的数据采集解决方案,采用端-管-边-云架构——①端侧,从厂房设备到DTU(包括通用DTU和华峰自研DTU);②管侧,以5G网络进行高并发的高带宽数据传输;③边侧,在华为边缘计算平台以5G云网关进行协议解析,并运行OCR算法;④云侧,运行预置的华峰自研MES等业务应用。据介绍,该方案在解决数据采集上述三大痛点问题方面取得了很好的效果——①数据采集更便捷,一是仅通过接入2种(通用型和自研型)DTU即可,二是5G边缘云网关可以解析多达超过20种工业协议,适配所有的设备类型;②数据采集及时准确,以摄像头+5G+OCR等方式实现了分钟级乃至秒级的数据采集;③数据采集成本大幅下降50%,且接入数量大幅提升至10000+。

蒋世楚总监介绍,该解决方案有三个特点,一是以5G网络替代了传统的光纤组网;二是针对不同设备类型,实现了数据的稳定采集;三是业务应用部署在边缘侧(MEC),替代了原有的数据中心。他还着重指出了基于5G+MEC的数据采集解决方案获得成功落地的四个重要意义,一是使华峰自研MES低成本、稳定地获取到设备数据;二是POC试点所在的厂房节省人工成本6万/年;三是助力生管提升工作效率20%;四是助力车间经理提升管理效率15%。

该方案的成功部署,让华峰华锦集团看到了基于5G+MEC的数据采集解决方案之于成本节约、效率和效益提升的巨大潜力,规划对其进行规模复制和推广。一是“点”——把在仙游的POC试点从化纤逐步推广到织造、染整、鞋服等以覆盖全产业链,一方面巩固华峰在化纤纺织行业的领先地位,另一方面可节省网络建设费用并预期每年净收益270万左右。二是“线”——依托POC试点,结合仙游新建网络所需,在集团内部进行规模复制,打通集团内部数据链,预期每年收益在1600万左右。三是“面”——全国5G+工业数采的能力外溢,在全国推广,华峰纺织设备由自动化升级到智能化,促进国产化替代,预计每年增加设备销售1亿,并预期为纺织行业间接带来数十亿收益。

5G边缘云网关是工业数据采集所用的“利器”。5G微信公众平台(ID:angmobile)观察到,数据采集领域知名提供商——北京天拓四方科技有限公司在此次大会上着重介绍了与华为合作打造的5G边缘+数据采集解决方案。众多的工业协议无法有效的进行解析和采集,在工业协议的互联互通难题得以解决。难题得到解决。

“天拓四方”与华为合作打造的5G边缘云网关,实现集中式部署,硬件种类少(可实现“无感”大批量接入),成本低(采用SDK集成到智能设备,无需额外硬件接入云网关),并具有六大优势。一是设备通信安全可靠,通过5G大带宽、低时延、保障云网关的数据通讯。二是设备组网简单化,采用5G网络,无需部署复杂工厂传输网,降低网络建设成本和施工成本。三是设备接入统一化,设备无差别接入,减少硬件网关接口适配工作量,真正实现即插即用。四是协议解析软件化,采集驱动协议边缘云端管理,采用“驱动式”简单易用,方便维护升级。五是设备管理远程化,替代现场监控方式,提升运维便捷性。六是设备接入便捷化,现场只需要低成本硬件接口或者软件SDK即可实现设备接入,减少硬件网关性能要求,降低硬件成本。

3、高效连接ICT行业与OT行业的“桥梁”:华为5G边缘DC管理中心

除了赋能全国首个露天矿集完整工艺流程、全国首个纺织全产业链企业,从此次大会看来,在运营商5G网络以及华为5G边缘计算平台的使能下,解决方案供应商们还成功落地了很多其他重大项目且取得重要成果。比如知名5G+机器视觉整体技术解决方案供应商——苏州振畅智能科技有限公司在此次大会上介绍了联合运营商及华为打造的5G+机器视觉+AI端边云协同解决方案在华菱湘钢5G+AI钢板OCR识别等项目中的成功应用案例。

而且垂直行业头部企业、ISV、IHV在大会上都提到后续将要地相关的5G+边缘计算解决方案进行规模复制推广,凸显出千行百业对于5G+边缘计算的巨大潜在需求。5G微信公众平台(ID:angmobile)观察到,华为在大会上发布的5G边缘DC管理中心极利于垂直行业、电信网络运营商、ISV、IHV快速进行成功项目的规模复制推广,拓展落地各类创新应用。

一方面,千行百业用5G,在OT行业,SI总集成商面临的痛点是不懂网络,与运营商沟通业务耗时费力;ISV、IHV面临的挑战是如何把业务应用与运营商的网络高效协同和配合。另一方面,把5G落地到千行百业,运营商面临的痛点是不懂OT业务,5G ToC经验难以复制到ToB,网络规划耗时长,亟需解决5G ToB网络建设低成本、高效率地满足业务需求的问题。笔者在发布会现场了解到,华为5G边缘DC管理中心通过搭建OT行业与ICT行业的“桥梁”解决上述难题,以“原子业务诉求”、“设备连接模型”、“行业工艺流程还原”、“业务应用模型”这四步实现ICT方案与行业需求匹配,最终以“网络需求分析及报告”实现5G+千行百业快速落地。一方面,对于OT行业而言,该平台通过行业画像和网络建模实现从OT业务到ICT网络的自动转化,降低SI/ISV与运营商的沟通难度,把行业网络方案输出从此前的“周”级降低到“天”级),且通过设备模型和E2E业务流可视化使能ISV价值呈现。另一方面,该平台使得电信网络运营商实现面向业务的5G ToB精准网络规划设计自动化、网络建设标准化与高效化、网随业动,且持续沉淀行业画像资产有助于支撑后续快速的大规模推广复制。

深入分析来看,华为5G边缘DC管理中心具有直击边缘计算落地痛点的三大特色,可实现各方共赢。第一大特色是以5G云网关解决OT生产设备控制系统类别多且工业协议种类多的老大难问题,对于垂直行业企业而言可提升生产数据实时掌握度、改善工作环境、促进数据增值及业务创新、提升数据采集完整性,对于ISV、IHV而言可提升客户粘性、牵引增值服务机会、降低网络使用难度、扩充销售途径,对于电信网络运营商而言可淋漓尽致发挥网络优势、更利于整体打通大数据/网络/业务以支撑客户多业务。第二大特色是通过预集成5G+MEC+行业应用最佳实践成为行业超融合一体机助力实现“一点集成、多点复用”,对于垂直行业企业而言可在5G网络建设初期直接选择应用快速上线,对于ISV、IHV而言可通过完备的预验证环境快速进行业务测试,对于电信网络运营商而言可对标准化的方案进行规模复制。第三大特色是以5G边缘集装箱机房快速实现“天”级交付以及后期远程智能维护,对于垂直行业企业而言可简化5G边缘应用下沉架构复杂度、提升系统整体可靠性、缩短现场部署时间、降低整体部署和维护费用、依托5G构建标准化应用及系统集成架构,对于ISV、IHV而言可面向企业客户推荐预集成有行业应用的MEC超融合一体机、高效且安全集成验证相关应用(基于华为Cloud Open Lab)、便捷调用5G相关能力(基于华为提供的标准边缘应用集成架构和平台,行业画像,工业云网关,一箱X中心等),对于电信网络运营商而言可通过基础架构和基础设施的面向行业的一体化方案深度集成提升5G网络粘性、精准设计5G网络从而更快切入企业网络。

4、更好助力运营商使能千行百业数字化转型

2021年随着5G商用的深入,越来越多企业对于以5G+MEC的连接+计算赋能OT数字化转型的需求将开始爆发,通过CT(5G)与IT(边缘计算)的协同,以ICT重构并赋能OT行业数字化转型,业界在能够助力千行百业破除使用5G及MEC能力的制约因素、架起OT连接ICT的“桥梁”的解决方案方面已经做好了准备。

信息化软件服务网 - 助力数字中国建设 | 责编:夏丽
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