2023年我国“5G+工业互联网”应用发展全面解析

工业互联网作为新一代信息通信技术与工业经济深度融合的全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式,是抢抓新一轮工业革命的重要路径,是新型工业化的战略支撑。

2023年我国“5G+工业互联网”应用发展全面解析
出处:中国互联网络信息中心(CNNIC)

2023年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年,是实施“十四五”规划承上启下的关键一年。当前,我国工业和信息化发展取得历史性成就,新型工业化步伐显著加快,产业体系更加完备,产业链更加健全,网络基础设施全球领先,互联网应用加速从消费领域向生产领域拓展,行业综合实力再上台阶,为开启全面建设社会主义现代化国家新征程奠定了坚实基础。

作为制造强国和网络强国建设历程的忠实记录者,中国互联网络信息中心持续跟进我国互联网发展进程,不断扩大研究范围,深化研究领域。《报告》围绕互联网基础建设、网民规模、互联网应用、工业互联网、互联网安全等五个方面,力求通过多角度、全方位的数据展现,综合反映2023年上半年我国互联网发展状况。

一、 工业互联网概况

工业互联网作为新一代信息通信技术与工业经济深度融合的全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式,是抢抓新一轮工业革命的重要路径,是新型工业化的战略支撑。我国工业互联网从无到有、从小到大,促进数字经济和实体经济深度融合,走出了一条具有中国特色的创新发展之路。

(一) 工业互联网总体发展状况

国务院《政府工作报告》指出,支持工业互联网发展,有力促进了制造业数字化智能化。上半年,工业互联网专项工作组办公室印发《工业互联网专项工作组2023年工作计划》 ,围绕政策体系、基础设施、创新体系、融合应用、产业生态等方面提出11项重点行动、54项具体举措。工业互联网行业持续提升端、网、边、云、用的产业供给水平,促进共性技术与个性技术整合创新,呈现出较快发展态势。

  • 一是网络体系快速壮大。新一代信息通信技术推动企业内外网络改进升级,全国5G行业虚拟专网超过1.6万个。工业互联网标识解析体系覆盖31个省(区、市)。
  • 二是平台体系逐步完善。我国基本形成综合型、特色型、专业型的多层次工业互联网平台体系。具有一定影响力的工业互联网平台超过了240家,有力促进了产品全流程、生产各环节、供应链上下游的数据互通、资源协同,加速企业数字化转型。
  • 三是数据汇聚初见成效。国家工业互联网大数据中心体系基本建成,区域分中心和行业分中心建设规模不断壮大,工业互联网数据要素登记(确权)平台体系建设持续推进。
  • 四是安全保障日益增强。国家级工业互联网安全技术监测服务体系持续完善,工业互联网企业网络安全分类分级管理试点工作深入推进,态势感知、风险预警和基础资源汇聚能力明显增强。
  • 五是融合应用不断涌现。融合应用纵深拓展,催生出平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理等典型应用模式,促进了企业提质、降本、增效、绿色、安全发展。

(二) 各地工业互联网发展状况

全国各地出台相关文件,推动工业互联网高质量发展。工业和信息化部引导各地区进一步加大力度,聚焦规模化应用和高质量发展,推动工业互联网实现阶段跃升,为推进新型工业化奠定坚实基础。3月,山西省工业和信息化厅印发《山西省信息化和工业化融合发展2023年行动计划》,推进十大重点产业链、十大专业镇等相关领域龙头企业加快建设企业级工业互联网平台,实现内部信息化系统的综合集成以及云化部署。4月,浙江省经济和信息化厅印发《长三角区域一体化发展信息化专题组2023年工作要点》,提出进一步深化5G、人工智能、互联网、大数据和制造业的融合程度,打造一批国际先进、模式创新、具有示范带动效应的标杆性“未来工厂”。5月,山东省工业和信息化厅印发《山东省工业互联网平台培优工作方案》,提出编制山东省工业互联网平台字典,围绕标志性产业链发展、数字化转型等重点工作构建指标体系,形成重点要素清单。

二、 “5G+工业互联网”应用发展

2023年第一季度,工业和信息化部发布了5G工厂、工业互联网园区、公共服务平台等218个工业互联网试点示范项目,打造一批应用实践样板,加快开展数字化转型 。“5G+工业互联网”融合发展已进入快车道,工业企业、电信运营商等产业主体共同开展项目建设,携手构建“5G+工业互联网”发展新格局。

(一) 石化化工行业应用

石化化工行业企业持续推动智能分析、智能巡检、管控平台等技术创新,实现主动运维、提高检测效率、提升管理效率。

一是打造智能分析系统,实现主动运维。某化工企业与中国电信合作建设“5G+智慧化工”工厂,通过数字化手段实现厂区场景及内部设施设备一比一复刻,基于数字孪生系统的渲染引擎 ,用动态交互方式将厂区的设备进行数字化展示,实现设备的智能化管理。工厂通过数字孪生系统与企业内信息化管理平台相连接,实现数据共享,提高企业生产过程可视化和安全性,增强生产经营精益化管理水平。

二是建设智能巡检系统,提高巡检效率。某化工企业与中国电信合作,综合利用5G、物联网、边缘计算和大数据等技术,实现5G与工业内网的深度融合。工厂针对巡检过程中人工读数存在漏检、误检和危险区域人工攀爬等问题,通过机器视觉AI分析、在线设备监测等技术,实现对企业人、机、物全流程的巡检三维可视化管理,提高巡检效率。

三是构建管控平台,提升管理效率。某化工企业与中国移动合作,打造一体化管控平台,构建车间资源、计划、执行、质量、控制、物流、能耗等精细化和可视化管控。工厂通过5G网络采集设备的运行状态、事件、告警等信息上传到数据中心平台,平台经过数据处理,推送生产信息到办公PC端、管理者手机端、工厂大屏幕等,提升了管理效率。

(二) 装备制造业应用

装备制造行业企业进行智能AGV、操控系统、预测维护等技术创新,实现物流效率、操作安全和运维效率的提升。

一是利用AGV小车,提高物流效率。某装备制造企业与中国电信合作,依靠5G网络大带宽低时延的技术优势,将智能立库 、AGV小车等进行集成应用,实现物料的自动化无人精准配送,为工厂柔性制造及生产奠定坚实基础。工厂借助5G、大数据、物联网等技术,提高AGV智能化能力和标准化水平,实现实时感应、多重避障、智能决策等功能。工厂通过多台AGV协同控制,减少仓储用地,提升物流配送效率。

二是打造智能操控系统,降低操作风险。某装备制造企业与中国移动合作,依托物联网、大数据等技术,深入推进人、机、物的全面互联。工厂研发5G智能塔机 远程操控系统,包括全方位视频监控系统、塔机吊钩可视化智能追踪系统、数字化塔机状态系统、防碰撞和智能调节系统等。工厂通过5G、运动控制、机器视觉、图像处理等技术,实现地面操控、远程遥控智能塔机,改善工作环境,降低操作门槛和安全风险,助力塔机作业总效率提升。

三是实现预测维护,提高维护效率。某装备制造企业与中国移动合作,开展“5G+工业互联网”项目建设。工厂借助5G技术搭建车间专网,采用多源异构数据 采集终端,基于5G高可靠、低时延通信的优势,获得生产过程中的海量数据。工厂通过大数据分析,结合部件故障智能溯源方法,实现生产线设备关键部件的预测性维护,降低了计划外停机发生率,减少了维护频率,确保连续生产,提高生产效率。

(三) 钢铁行业应用

钢铁行业企业基于工业互联网进行智能管理系统、生产数据采集和人员智能监测等技术创新,实现无人天车运行、监测效率提升、人员安全管理。

一是构建智能管理系统,实现无人天车运行。某钢铁集团与中国移动合作,开展工业互联网项目建设。工厂通过引入高可靠的5G专网,建设工厂库区无人化天车系统,实现库区智能化管理。工业互联网平台通过5G网络对天车运行状态进行实时采集和分析,按照生产计划向天车下达施工指令,指挥天车运行。该项目的实施有效延长设备寿命,提高生产效益。

二是开展生产数据采集,提升检测效率。某钢铁集团与中国移动合作,开展工业互联网项目建设。工厂利用5G网络大带宽和低时延高可靠特性,在带钢高速生产条件下,将采集到的带钢表面图像通过5G网络传输到云平台进行预处理。云系统对图像进行降噪 、缺陷轮廓增强 等操作,进而将结果数据反馈给现场人员,提高了检测效率。

三是进行人员智能监测,实现人员安全管理。某钢铁集团与中国移动合作打造工业互联网项目,基于5G融合定位技术,依托智能安全帽、智能腕表等可穿戴设备,实现人体侦测、人员定位等应用。工厂通过工业互联网系统实现人员安全预警,减少因生产环境恶劣、高噪声导致的生产人员身体不适难以实时监控等风险,实现工厂人员的安全管理、考勤管理和智能调度等。

(四) 纺织行业应用

纺织行业企业发展工业互联网,进行大数据平台、AI质检系统、自动测量等技术创新,实现生产安全监控、质量管理增强、定制水平提升。

一是打造大数据平台,实现生产安全监控。某纺织集团与中国移动合作,通过实时采集纺纱生产、设备运行、能耗、物流等数据搭建纺织工业大数据平台,从时间、区域、组织等多维度判断企业生产潜在风险。基于AI视频结构化分析技术实现生产安全行为分析,通过视频特征提取和智能化分析判断,系统自动获取识别结果并对违规行为进行记录和告警,保障生产过程中全工序、全车间的安全。

二是构建AI质检系统,增强质量管理。某纺织企业与中国联通合作,开展“5G+工业互联网”创新,提升信息化质量管理水平,提升企业竞争力。企业构建云平台实施信息化质量管理,基于5G开展工业AI质量检测和海量质量数据分析,减少细纱断头,提升细纱的产量和质量,实现纺纱厂质量管理精细化。

三是实现自动测量,提高定制化水平。某服装生产企业与中国联通合作打造服装行业5G智慧工厂,通过建设5G专网,构建“5G+MEC ”云边协同能力,保障数据的安全性、可靠性和高效性。企业依托工业互联网平台打造服装个性化定制平台,在线整合研发、设计、制造、渠道、客户等资源,采用先进的制版技术、测量技术以及AI智能算法,为用户自动生成量体数据和服装样板,满足了用户个性化定制服装的需求。

(五) 电子设备制造业应用

电子设备企业开展数据可视化、设备数据实时采集等技术创新,实现生产监控能力增强、设备管控水平升级和管理效率提升。

一是形成数据可视化,提高生产监控能力。某电子设备生产企业与中国联通合作,开展“5G+工业互联网”项目创新。首先,利用工业级5G芯片、模组、网关等通讯设备实现生产数据采集。其次,通过5G网络将大容量数据传输到私有云服务器进行大数据分析,形成生产可视化管理。最后,通过5G网络传输结果数据到移动展示端、监控中心,提供实时监控和问题处理的溯源,提升企业管理效率。

二是实时采集设备数据,提高设备管控水平。某电子设备生产企业与中国联通合作,进行“5G+工业互联网”项目建设。企业采用5G、工业PON 、边缘计算等新型技术改造内网,通过将云计算、物联网、人工智能等信息技术与制造技术相融合,对工厂进行数字化、智能化升级。企业利用5G大带宽、低时延、广连接的特点,对钻孔、锣机等部分车间生产设备进行数据实时采集,汇总数据到企业云平台。平台利用5G网络下发加工参数到钻孔和电镀线等关键设备,实现设备的自动管控。

三是开展数据融合创新,提升企业管理水平。某电子设备生产企业与中国联通合作打造“5G+工业互联网”项目,建立企业云平台,通过物联网等先进技术实现设备间的互联。企业借助5G网络技术将新建的云平台与原有IT系统进行高效连接,实现实时数据和历史数据的融合,开展生产排程 、生产执行、设备联网等工厂数字化管控,提高企业的管理效率。

本文摘编自中国互联网络信息中心(CNNIC)发布的第52次《中国互联网络发展状况统计报告》。

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