一拖集團(tuán)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：從場(chǎng)景到平臺(tái)
2020年11月3日，河南省5G應(yīng)用推進(jìn)峰會(huì)在鄭州召開。中國一拖集團(tuán)有限公司申報(bào)的“5G+視覺檢測(cè)”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目榮獲二等獎(jiǎng)。幾乎在同一個(gè)時(shí)間段，河南省工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)擬培育名單發(fā)布，一拖股份名列其中。
從企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用場(chǎng)景到對(duì)外輸出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，這個(gè)過程的實(shí)現(xiàn)在一拖集團(tuán)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目”介紹中有較為詳細(xì)的說明。即基于公司工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)白皮書，對(duì)現(xiàn)有信息化體系進(jìn)行重構(gòu)，打造從設(shè)計(jì)到運(yùn)維一體化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)體系;通過5G與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合搭建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)通道;以混合云模式構(gòu)建IaaS基礎(chǔ)環(huán)境;以微服務(wù)應(yīng)用打造完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系覆蓋公司業(yè)務(wù)及管理。同時(shí)，提升數(shù)據(jù)分析能力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)系統(tǒng)集中化，運(yùn)營管理可視化、平臺(tái)化。
在做好內(nèi)部應(yīng)用之后，下一步是將相關(guān)應(yīng)用和能力進(jìn)行固化、提煉、抽象、封裝成工業(yè)APP，開放給行業(yè)，打造農(nóng)機(jī)行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，為農(nóng)機(jī)行業(yè)賦能。
以上，是一拖集團(tuán)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的愿景，也是其近年來不斷探索實(shí)踐的路徑。
一拖工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)：1+3+4+N
一拖集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，旨在整合物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)，將平臺(tái)建設(shè)融入公司管理和業(yè)務(wù)，量化信息化價(jià)值、逐步推動(dòng)信息化能力從“服務(wù)”到“支撐”的跨越。建立以業(yè)務(wù)系統(tǒng)為支撐、數(shù)據(jù)統(tǒng)一平臺(tái)為依托、統(tǒng)一門戶為鏈接入口，著重體現(xiàn)數(shù)據(jù)分析對(duì)決策支持的架構(gòu)。
一拖工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)模式為1+2+3+N，即1套體系、2個(gè)門戶、3個(gè)中臺(tái)、N個(gè)應(yīng)用。1套體系的建設(shè)內(nèi)容包括，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)應(yīng)用接入標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)管理流程規(guī)范、安全運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)等，從建設(shè)和使用兩個(gè)方面提供提導(dǎo);2個(gè)門戶包括PC門戶及移動(dòng)門戶;3個(gè)中臺(tái)包括技術(shù)中臺(tái)、數(shù)據(jù)中臺(tái)和業(yè)務(wù)中臺(tái);N個(gè)應(yīng)用則涵蓋了兩個(gè)來源，一種是現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過接入中臺(tái)，形成數(shù)據(jù)資源池與服務(wù)資源池;另一種是新業(yè)務(wù)基于數(shù)據(jù)資源池與服務(wù)資源池，構(gòu)建基于微服務(wù)應(yīng)用的業(yè)務(wù)應(yīng)用池。
通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供的支撐，一拖集團(tuán)將會(huì)就以下幾個(gè)方面為發(fā)力點(diǎn)，打造管理及經(jīng)營、企業(yè)及行業(yè)一系列應(yīng)用場(chǎng)景和成果。
一是打造農(nóng)業(yè)裝備全生命周期服務(wù)能力。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過智能終端及傳感器，獲取拖拉機(jī)運(yùn)行的數(shù)據(jù)。融合生產(chǎn)制造、庫存客戶關(guān)系、供應(yīng)商管理等系統(tǒng)數(shù)據(jù)要素，實(shí)現(xiàn)對(duì)拖拉機(jī)的遠(yuǎn)程識(shí)別、診斷、監(jiān)控，精準(zhǔn)作業(yè)、信息推送、融資租賃、售后服務(wù)、倉儲(chǔ)管理、供應(yīng)鏈管理等功能。
二是打造協(xié)同研發(fā)能力。推進(jìn)拖拉機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、河南省智能農(nóng)機(jī)創(chuàng)新中心建設(shè)。推進(jìn)研發(fā)信息化建設(shè)，促進(jìn)協(xié)同設(shè)計(jì)、虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用，加快推進(jìn)研發(fā)一體化進(jìn)程;完善試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，積累試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析為產(chǎn)品研發(fā)提供基礎(chǔ)支撐。
三是提升生產(chǎn)精細(xì)化管控能力。推廣應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人，利用機(jī)械手、自動(dòng)化控制設(shè)備，應(yīng)用柔性制造技術(shù)，提高作業(yè)效率，增強(qiáng)柔性制造能力。持續(xù)推進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)字化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化改造，實(shí)現(xiàn)MES系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的集成等，持續(xù)提升生產(chǎn)運(yùn)營管理的水平和效率。
四是打造質(zhì)量提升能力。在主機(jī)研發(fā)制造相關(guān)單位試行IATF16949標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量、過程質(zhì)量控制。推行可靠性設(shè)計(jì)、強(qiáng)化供應(yīng)商管理、提高采購件質(zhì)量水平、提高工藝保障能力、推行質(zhì)量成本管理，持續(xù)推進(jìn)品質(zhì)提升。
在企業(yè)內(nèi)部的實(shí)驗(yàn)田進(jìn)行充分的實(shí)踐及價(jià)值考證之后，一拖集團(tuán)將會(huì)發(fā)揮行業(yè)龍頭企業(yè)的優(yōu)勢(shì)，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)功能釋放給行業(yè)，打造農(nóng)機(jī)行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，形成集團(tuán)新的業(yè)態(tài)，推動(dòng)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)的深入應(yīng)用。
一拖集團(tuán)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用場(chǎng)景
一拖集團(tuán)的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可以分為6個(gè)主要場(chǎng)景，涉及到企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用主要包括：基于5G網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、能源管理、AR應(yīng)用、企業(yè)無線辦公。以及與產(chǎn)品及服務(wù)融合的應(yīng)用，主要是基于5G網(wǎng)絡(luò)的智慧農(nóng)業(yè)全場(chǎng)景及農(nóng)業(yè)機(jī)械無人駕駛。
對(duì)于一拖集團(tuán)落地于企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營及管理的場(chǎng)景，看起來都是比較普遍的應(yīng)用。但是由于產(chǎn)品特點(diǎn)、應(yīng)用環(huán)境、管理需求等要素的不同，使得這些場(chǎng)景在應(yīng)用的深度、產(chǎn)生的成效以及未來的規(guī)劃發(fā)展空間方面，有了較大的不同。
一拖集團(tuán)自2019年起就與運(yùn)營商一起合作，探索5G在工業(yè)領(lǐng)域的場(chǎng)景應(yīng)用，依托集團(tuán)本部和工業(yè)園區(qū)的廠區(qū)，建成了12個(gè)5G基站。這一方面為一拖集團(tuán)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用創(chuàng)造了良好的硬件環(huán)境。另一方面也使一拖集團(tuán)從內(nèi)到外堅(jiān)定執(zhí)行5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略成為必選項(xiàng)。在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施過硬的同時(shí)，公司戰(zhàn)略、資金、人才、文化等軟實(shí)力的配置上也有非常大的利好。
5G+產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)
一拖集團(tuán)柴油機(jī)分廠是成就其“5G+視覺檢測(cè)”成果的試驗(yàn)田。在一拖柴油機(jī)分廠發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)車間，發(fā)動(dòng)機(jī)下線檢測(cè)是發(fā)動(dòng)機(jī)的最后一道檢測(cè)工序，對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量極其關(guān)鍵，同時(shí)也是管理的主要痛點(diǎn)之一。
柴油機(jī)分廠發(fā)動(dòng)機(jī)下線檢測(cè)的對(duì)象將近50個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，分為ABC三類，常見的故障模式有七八十個(gè)。傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)對(duì)技術(shù)工人需求量大、要求高，容易出錯(cuò)。沒有5G支持的智能檢測(cè)，難以支撐多個(gè)點(diǎn)位拍攝數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸，后面的AI分析也就形同虛設(shè)。
在這個(gè)背景下，一拖集團(tuán)將聯(lián)通的5G技術(shù)及AI自研能力與公司的信息化能力相結(jié)合，針對(duì)柴油機(jī)分廠發(fā)動(dòng)機(jī)下線檢測(cè)場(chǎng)景進(jìn)行5G+AI示范應(yīng)用建設(shè)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)替代人力檢測(cè)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)線下質(zhì)量，加快下線檢測(cè)流程。
本著解決柴油發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)眾多、設(shè)計(jì)復(fù)雜、人工檢測(cè)錯(cuò)檢、漏檢率高等痛點(diǎn)問題，一拖集團(tuán)利用AI算法及5G優(yōu)勢(shì)網(wǎng)絡(luò)，布設(shè)多個(gè)高清工業(yè)相機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)面、點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)拍照。通過5G高速網(wǎng)絡(luò)結(jié)合工業(yè)網(wǎng)關(guān)，將采集到的高清設(shè)備圖片信息傳輸?shù)皆贫朔?wù)器，實(shí)時(shí)進(jìn)行AI算法分析并反饋結(jié)果。通過動(dòng)態(tài)監(jiān)控車床運(yùn)行和能耗情況，實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)線運(yùn)行數(shù)據(jù)、分析運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)線作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品檢測(cè)全程“無人化”作業(yè)和誤檢率“自學(xué)習(xí)”模式，帶動(dòng)產(chǎn)品檢測(cè)時(shí)間降低30%，效率提升70%、誤檢率下降35%。
顯性的成果為行業(yè)樹立起標(biāo)桿應(yīng)用的同時(shí)，也為柴油機(jī)分廠發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)檢二期方案提供了經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)。
在二期發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)檢項(xiàng)目完成之后，基于視覺檢測(cè)機(jī)械和光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)支撐，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)沿產(chǎn)線進(jìn)入質(zhì)檢工位后，質(zhì)檢系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)從托盤中讀取編號(hào)，并去數(shù)據(jù)庫中讀取發(fā)動(dòng)機(jī)的類型等信息。若該發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測(cè)點(diǎn)信息之前標(biāo)注過，就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入質(zhì)檢環(huán)節(jié)，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)固定相機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)拍照，并控制機(jī)械臂帶動(dòng)移動(dòng)相機(jī)進(jìn)行補(bǔ)拍。所有拍到的照片會(huì)上傳到邊緣服務(wù)器進(jìn)行AI分析，判斷所有的檢測(cè)點(diǎn)是否存在故障。檢測(cè)的結(jié)果會(huì)在大屏幕上進(jìn)行顯示，包括所有檢測(cè)點(diǎn)的狀態(tài)，以及故障的原因。同時(shí)，會(huì)觸發(fā)聲光報(bào)警器對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，工人可選擇就地修復(fù)，會(huì)先強(qiáng)制放行，然后在后續(xù)工位上修復(fù)。
若進(jìn)入質(zhì)檢工位的發(fā)動(dòng)機(jī)之前沒有標(biāo)注過，現(xiàn)場(chǎng)工人可通過管理系統(tǒng)觸發(fā)對(duì)該機(jī)器的拍照，然后對(duì)該機(jī)型進(jìn)行標(biāo)注。標(biāo)注結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行算法訓(xùn)練。訓(xùn)練完成后，當(dāng)同款機(jī)器到達(dá)工位時(shí)，便可觸發(fā)自動(dòng)質(zhì)檢。所有的質(zhì)檢、修復(fù)、放行等記錄均會(huì)記錄到數(shù)據(jù)庫，并通過管理系統(tǒng)進(jìn)行查詢。
整個(gè)檢測(cè)軟件系統(tǒng)則是由用戶管理平臺(tái)、邏輯控制、大屏顯示、機(jī)械臂控制和PLC控制五大模塊組成。為質(zhì)檢系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行控制、質(zhì)檢狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示提供了多維度的強(qiáng)力支撐。
基于5G網(wǎng)絡(luò)的AR應(yīng)用
一拖的產(chǎn)品使用說明書目前主要采用平面印刷手冊(cè)的形式，一方面由于部分零部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拆裝維修過程步驟較多，很難用文檔的方式表述清楚，這使得現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員和終端用戶不能透徹地理解其中的信息，導(dǎo)致故障維修時(shí)間延長、二次返工等現(xiàn)象的發(fā)生。另外一方面產(chǎn)品變更后紙質(zhì)文檔更新相對(duì)滯后，更新成本高且時(shí)間長。
因此一拖希望通過引進(jìn)三維AR技術(shù)，解決產(chǎn)品的制造和售后服務(wù)復(fù)雜過程指導(dǎo)中易于出錯(cuò)的問題，通過更加直觀、立體的沉浸式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果讓現(xiàn)場(chǎng)制造和服務(wù)人員能夠更好的完成自己的工作任務(wù)，降低使用門檻，減少錯(cuò)誤返工及故障停機(jī)時(shí)間。
除了解決這個(gè)痛點(diǎn)問題，AR在一拖應(yīng)用場(chǎng)景主要落地還包括制造、營銷及全價(jià)值鏈的培訓(xùn)環(huán)節(jié)。在制造環(huán)節(jié)，利5G+AR進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，故障診斷，裝配指導(dǎo)，提高工廠效率，增強(qiáng)工藝計(jì)劃和檢測(cè)流程。在營銷環(huán)節(jié)，可通過虛擬產(chǎn)品演示和展示廳進(jìn)行營銷。這其中，結(jié)合AR應(yīng)用的培訓(xùn)活動(dòng)貫穿于整個(gè)價(jià)值鏈，為其他場(chǎng)景落地及成果產(chǎn)生出提供有力支撐。
除此之外，基于5G網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)專網(wǎng)為一拖集團(tuán)工業(yè)制造協(xié)同平臺(tái)、數(shù)據(jù)中臺(tái)以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系等建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)提供了更加強(qiáng)大的支撐和更大的發(fā)展空間。
此外，5G網(wǎng)絡(luò)的加持，對(duì)于一拖集團(tuán)智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)耕、種、管、收全場(chǎng)景應(yīng)用的落地，打造“政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、信、用”七位一體的資源云團(tuán)，提供了良好的資源配置和網(wǎng)絡(luò)化共享環(huán)境。在這個(gè)過程中，一拖集團(tuán)將領(lǐng)先的5G、邊緣計(jì)算技術(shù)與車聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、云計(jì)算、衛(wèi)星定位導(dǎo)航等技術(shù)相結(jié)合，可為農(nóng)機(jī)無人駕駛、農(nóng)作物生長狀態(tài)識(shí)別干預(yù)等智慧農(nóng)業(yè)場(chǎng)景，在各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全量實(shí)時(shí)上傳，快速計(jì)算等需求的實(shí)現(xiàn)上提供了良好的技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
