带你读《扬帆远航 5G 融合应用实践精编》第三章钢铁行业3.2案例介绍(二)-阿里云开发者社区

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带你读《扬帆远航 5G 融合应用实践精编》第三章钢铁行业3.2案例介绍(二)

简介: 带你读《扬帆远航 5G 融合应用实践精编》第三章钢铁行业3.2案例介绍
(2)应用场景

在马钢港务原料总厂外供区、水运区、混匀区、中控室部署195G站点,在马钢祥云数据中心部署MEC       1套。5G专网与马钢高质量工业内网深度 融合,保障马钢港务原料总厂3D料场、堆取料机无人驾驶、智能巡航、生产 行为智能监管、AR智能运维等场景稳定、可靠、高效运行。

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图3-2      5G+MEC+切片构建企业专网

 

1)5G+3D料场   

原有料堆、料条的堆取位置、高度、长宽等信息依靠人为观测,操作员根据经验判断料场情况进行作业计划的修改,原料管理手段单一、料场利用   率不高。为解决此问题,需对现有作业模式进行改造,在移动机上部署3D扫描仪,实时扫描料堆三维数据。然而,在移动机上部署光纤复杂,三维点云数据量大,利用Wi-Fi传输的时延较高,无法及时、准确回传料堆信息。

该场景通过5G网络将3D扫描的海量点云数据回传至数据中心,对料堆、料条进行三维建模及计算(如图3-3所示),完成实时盘库,制订作业计划。5G结合边缘计算,把3D点云数据在料场内部进行就近分流,保障了料场相关数据不出园区,提升了数据的安全性,保障了3D料场对数据的低时延要求。该场景实现了料场精细化管理,生产效率提高20%,为实现3D料场数字化建模及管理构筑了坚实的网络基础。

2)5G+堆取料机无人驾驶   

对料场进行环保升级改造时,所有料场需进行大棚封闭,堆取料机移动时抖动大、扬尘多,导致棚内操作环境恶劣。为改善作业环境,需实现堆取   料机的远程/无人驾驶。传统方式采用光纤进行视频信号、控制信号的远程传输,将光纤卷盘放在堆取料机的旋转圆盘上实现光纤的移动收放,但光纤易中断,会影响正常生产,维修复杂且成本高。

该场景综合利用数字料场的三维模型数据、智能化感知设备及高清视频技术,利用5G低时延特性完成机载控制系统与远端智能决策系统的实时通信。该场景需要精准控制生产作业设备,对业务时延有较高要求(通常小20ms),通过5G接入和MEC的本地分流可以实现远程/无人驾驶的业务保   障,结合使用网络切片技术,满足远程/无人驾驶网络需求,灵活实现切片网络资源的隔离,保障网络质量及使用安全。该场景最终通过各系统间的协   同,实现了堆取料机的无人化运行,如图3-4所示。

 


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图3-3     5G+3D料场

 

 


3)5G+智能巡航   

料场共有胶带机427条,管理复杂,当设备出现故障时无法从大量视频信号中快速准确找到故障对应的视频信息。而且,不同料流的胶带机顺序启动时需要调取多个对应视频信号才能进行启动过程的监控。利用5G大带宽特性,该场景通过大量高清视频的回传,形成特定过程的 连锁信息,根据设备的电气故障和报警信息快速定位故障点,自动调取相关

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图3-4     5G+堆取料机无人驾驶

 

 

设备的监视摄像头信息,并将影像投到大屏或推送到维护人员的终端,完成   特定生产流程的视频巡航监视,巡航路线还可自由定制,如图3-5所示。同时该场景通过部署地图共享、路线规划、调度管理等应用,可实现巡航远程   控制和调度,使用5G网络回传实时高清巡检画面、设备信息、环境信息等数据,再由边缘云通过视频转解码及AI推理等功能对视频数据进行预处理后将   其传至中心云,中心AI系统通过对采集到的数据进行进一步深度分析,判断巡航区域内设备或环境是否存在异常。

4)5G+生产行为智能监管

马钢现场作业区域较广、操作室分散,管理人员过去无法对作业区域内人员的生产行为进行实时监督及提醒。

通过5G大带宽特性,该场景可实时回传作业现场4K高清视频,结合AI



 

图3-5     5G+智能巡航

 

台完成各类生产行为的智能分析,对违规行为进行抓拍记录、实时告警,如   图3-6所示。该场景通过5G网络对数据业务流量进行管理,结合AI原子能力算

 


 

        图3-6     5G+生产行为智能监管

 

法库、视频智能分析、人脸管理等功能模块,对视频流或视频文件按需配置   一个或多个识别算法,输出结果包括自动抓拍的事件图片、事件描述、发生   时间等信息。该场景实现了5G+生产行为智能监管,可预防不规范行为导致   的各类事故,避免事故造成重大人身伤害、设备损失。

5)5G+AR智能运维  

对于设备的日常运维信息,运维人员过去主要通过点检后手写文字记录或者在电子平台手动输入运维信息的方式进行记录。对于复杂设备的运维,   需要定期或者临时紧急请相关专家前往现场进行指导,导致检修效率低,信息交互差。

该场景利用5G+AR眼镜,实时记录每一个部件的点检情况并进行相关分析,如图3-7所示。在复杂的工业环境下,专家可在后台对传回的AR图像进行文字、图片等多种形式的标注,对现场运维人员实时指导,双方通过第一视

 



 

图3-7    5G+AR智能运维

角实时交互,多方多地协同,仅通过这样的云端交互、远程诊断就能快速定   位问题并实时传输解决方案。同时,边缘云网络可实现业务数据自助分流、AR应用自助部署及转码/渲染/拼接,为5G+AR智能运维及远程协作提供了网络基础,助力实现AR空间标注、多人高清音视频通信、文档共享等功能,大幅降低了技术支持成本。

 

  4   应用成效

应用场景的实现解决了8类问题:操作人员多、运行成本高、工作效率  低、劳动强度大、作业环境差、监管手段少、运维评估难、网络部署杂。具   体效果:一是实现减员增效。整个料场通过智能化及无人化改造后,预计可   优化人员200人。按人工费用约14万元/人、应用贡献率20%计算,可降低人工费用560万元。二是减少设备修复费用。应用上线后可以预防皮带机器意外烧毁、皮带撕裂等故障,可减少事故损失15%,年节省费用约为147万元。三是减少停产损失。每年料场因意外造成烧结停机平均20次,每次停机造成约5万元的损失,高炉封修1~2次,每次损失约45万元。通过应用该方案,料场可减少20%意外事故的发生,每年减少停产损失29万元。四是节省光缆。采用5G   技术预计可替代2/3现有光缆,节约费用80万元。

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