冶炼行业是典型的流程工业,设备种类繁多、工艺复杂、工况环境严酷。然而企业自动化水平参差不齐,生产管理系统缺乏柔性,安全和环保生产形势严峻。在工业4.0时代,如何开展数字化转型,提升自动化智能化水平,实现降本提效和绿色节能成为当务之急。通过对冶炼行业典型场景的分析,中兴通讯总结出企业数字化转型过程面临以下关键挑战:
- 生产网络信号不稳定,有线线缆部署不便捷。比如工业数据采集场景,特别是天车等移动或旋转设备,存在无法部署线缆或者不方便部署等问题。在传统工业网络中一般采用Wi-Fi,信号不够稳定,抗干扰差,切换时延较大,只能采用人工控制,不仅成本高、效率低,且无法进行整体调度。
- 生产管理系统效率不高,难以支撑柔性制造。比如工厂质检,传统方式多为人工操作,尤其是冶炼工厂的传送带跑偏裂纹检测,传统模式下需要在皮带空转时由安全员打开密封的管廊进行人工检测,导致生产效率降低,并且人工检测容易漏检,从而导致安全隐患。
- 成本高,部署维护难度大。一方面,传统有线组网部署周期长,线缆走线要求高,且灵活性差,部署成本高,维护难度大;另一方面,在业务运维方面,对现场维护人员技能要求高。
综合以上技术壁垒及业务场景需求,云南神火铝业携手中国移动和中兴通讯,充分研讨和论证,一致达成建设5G智能化工厂的目标。云南神火铝业立足绿色发展理念,依托1张精品5G园区专网,设立1个可视化“智慧大脑”,通过4个数字工业基础平台,支撑创新应用孵化,使能生产管理各个环节数据可视、可管、可控,打造绿色节能、精细可控的智能化柔性生产体系,实现企业节能、降耗、提质。
部署5G专网,构筑新型数字底座
在信息基础设施建设阶段,采用5G混合专网模式(对应中国移动的专享模式)部署云网一体的数字底座(见图1)。将5G核心网网元UPF下沉到企业园区部署,并搭建园区MEC边缘平台,采用专用切片/DNN分流,把控边缘网络出口,就近提供算力,从而实现工厂内生产管理数据不出园区、本地管理和本地运营,满足企业应用对网络的低时延、高带宽、大连接、高安全、高可靠的需求。在园区专网和MEC平台的基础上,园区内实现了智能安防系统、园区道路测速系统、应急智慧系统、车辆管理系统等基础系统的建设和应用。
探索创新应用,推动绿色可持续发展
在应用探索和创新阶段,借助5G边缘云及园区专网完成创新能力平台的部署,包括工业互联网平台、工业视觉分析平台、数字孪生车间多维管理、工控数据智能分析,横向打通ICT能力,构筑企业“智慧大脑”,实现生产管理从物理世界到数字世界、人工操控到自动化智能化管控的变革和转型。创新平台的建设促进了各种创新应用的孵化和实现,包括:电解槽漏液检测、空压机房视觉抄表、传送带跑偏裂纹视觉监测、中频炉铁溶液精准分析、天车远程操控以及5G融合定位等,充分利用5G网络和能力实现数字化生产和精准运营。
在新型数字化底座和创新平台的加持下,云南神火铝业逐步实现自动化生产、智能化管控、一体化精准运营,大幅降低单位铝耗电量,减少人力成本,加速向智慧工厂的转型升级,实现绿色可持续发展。
作为云南首个5G智慧工厂,云南神火铝业智能化绿色转型在地区和行业内极具示范效应,正在成为一个面向未来的现代化冶金行业标杆,促进有色金属冶炼产业的可持续发展。
共谋低碳发展,谱写绿色未来。中兴通讯积极践行“双碳”战略,持续加强节能提效技术研究及应用实践,助力运营商和行业伙伴打造到端到端绿色低碳网络,为千行百业绿色转型夯实“绿色ICT基座”。