太阳电缆5G智慧工厂解决方案

基于5G边缘计算网关实现核心车间171套拉丝机、挤铝机、阻水绕包机等核心设备的全智联接入、高效数据采集与可视化数据呈现，面向后端与管理平台进行数据交互，对产线工艺流程进行统计分析，实现工艺优化升级。基于5G网络实现工厂核心区域350余套高清摄像头的快速接入，进而实现全景画面的实时采集与同步可视化呈现。

通过 AI视频分析系统实现对异常行为、安防隐患的智能化监管，保障企业安全生产，同时通过视频质量监控系统对摄像机运行进行监控。通过对天车的实时监控和视频分析，及时发现设备存在的安全隐患并发送现场和远程报警，实现设备运行本质安全的提升。项目采用“一张网络+一个平台+N个应用”的整体设计理念进行设计和项目落地。

图1 太阳电缆5G智慧工厂体系架构

（1）一张网络：一张网络指5G企业专网。5G企业专网是为企业构建的安全可靠、性能稳定、服务可视的定制化专属网络，为太阳电缆提供网络设备轻量化、网络高可靠、低时延、易部署、综合成本低、维护简单的企业专网。

（２）一个平台：一个平台指5G MEC平台。随着 5G+智慧工厂的建设，5G场景下的高速交互能力得以大幅提升，从而促使大量应用需在网络边缘，即靠近用户的本地位置上进行计算与存储，以满足超高带宽、极低时延、万物互联的极致用户体验。

（3）N个应用：N个应用指各类不同领域的企业应用。应用内容涵盖车间设备智联、AI视觉应用、设备智能控制、视频监控系统实时监测等多方面。

2.1　5G MEC边缘云

图2

（1）硬件与网络部署

5G MEC边缘云服务器与万兆交换机一同部署于太阳电缆总厂机房；UPF由运营商提供，部署于南平移动接入机房；MEC服务器通过网线直连与企业内网交换机连接，为企业内网提供MEC中的应用访问和使用。MEC服务器通过连接万兆交换机，通过万兆交换机与 UPF光纤（2根）连接。

（2）软件功能

MEC边缘云服务器部署MEC平台1套。用于对当前MEC服务器进行节点管理（节点新增、修改、删除、IP管理等）、资源监控与管理（CPU数量、内存大小、存储空间以及CPU、内存、存储利用率情况）、应用全生命周期管理（应用容器化部署、升级、卸载、镜像管理、应用列表查询等）。

2.2　5G智联车间

5G全智联工厂通过5G智能网关，实现现场设备PLC 的协议对接，进行实时数据采集、清洗，导出至MEC边缘DC。

图3 5G全智联工厂数据中心界面图

（1）系统架构

图4 5G全智联工厂系统架构图

（2）硬件部署

针对工厂现场待采集的PLC，部署PLC以太网通讯模组，通讯模组与千兆交换机网线连接。每台千兆交换机网线连接一台5G边缘网关。每台5G边缘网关负责其各自连接的千兆以太网所覆盖连接的PLC进行数据采集。

2.3 　AI透明工厂

实现太阳电缆一厂、二厂两个厂区核心区域AR 360 度全景监控。实现业务标签数据在AR全景园区的可视化界面的叠加。实现核心区域的画面监控与多画面播放。实现AI视觉分析算法解决生产安全隐患（安全帽识别、工装识别、设备开关门识别、危险区域入侵识别）。

（1）系统架构

图5 AI透明工厂系统架构图

（2）硬件部署

本项目新增AR全景相机两台，分别部署在一厂和二厂内部。

（3）软件功能

· 核心区域可视化：软件部署于MEC边缘云服务器。实现一厂、二厂360度AR全景监控和视图展现，并结合数据采集分析数据的能力开放API实现生产数据图层标签叠加实时展现。

· AI算法应用：软件部署于MEC边缘云服务器。算法应用包括三套视觉AI分析算法。算法分别为安全帽识别、工装识别、设备开关门识别、危险区域入侵识别。

· 报警联动模块：模块部署于MEC边缘云服务器。基于AI识别算法产生的告警，在AR全景工厂页面进行实时展现，并将告警信息推送至相关人员的短信、邮箱。

2.4　天车安全监控系统

通过部署于5G MEC内的视频分析算法，对天车吊装钢缆和下方吊装区域进行识别，确保钢缆脱轨及时发现和吊装区域无人员闯入。相关异常情况通过现场声光报警和PC查看两种方式进行告警通知，确保异常及时发现、及时通知和及时处理。

图6 天车安全监控系统架构图

2.5　视频质量监测系统

太阳电缆工厂已建设覆盖一厂、二厂两个厂区完整的视频监控体系，包含生产区域、办公区域及厂区周边，部署超过一百多个摄像头。通过部署一套视频监测系统，代替人工巡检，实时检查各路视频摄像头，确保画面回传正常，保障NVR 中录制的录像视频质量良好，实现各摄像头监控视频完整、无缺失、可追溯。

图7 视频质量监测系统架构图

3、代表性及推广价值

通过本项目的全面实施部署，一方面提高了企业的安全管理能力和生产效率，通过AI视频分析，提升现场安全作业的管理能力，提升工作效率、降低不合格产品比例，从而降低企业原料消耗，增加企业产值；另一方面为企业提供生产排产等工作的数据支撑，提升排产合理性和经济型，提高设备利用率，从而缩短生产交付时间、降低工人工作强度，提升企业管理的有序性。

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