引言/導(dǎo)讀

鴻富錦精密電子（成都）有限公司（以下統(tǒng)稱“鴻富錦（成都）”）是一家專業(yè)從事時尚平板電腦、臺式電腦、可穿戴設(shè)備、一體機(jī)及筆記本電腦多類電子產(chǎn)品研發(fā)與制造的公司。富士康自2009年扎根四川成都以來，迅速發(fā)展壯大，擁有10余萬員工及全球頂尖客戶，2019年鴻富錦（成都）公司占四川GDP出口26%。憑借強(qiáng)大的核心競爭力服務(wù)全球一流客戶，近兩年榮獲戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)五十佳企業(yè)和成都制造業(yè)百強(qiáng)企業(yè)第二名等獎項(xiàng)。

該測試床由鴻富錦（成都）攜手中國電信成都分公司共同研發(fā)，依托鴻富錦（成都）公司千億級的生產(chǎn)能力及卓越的運(yùn)營能力、三十余年的精密制造經(jīng)驗(yàn)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)獨(dú)立研發(fā)能力，結(jié)合中國電信5G云網(wǎng)核心能力及SA獨(dú)立組網(wǎng)的創(chuàng)新研發(fā)優(yōu)勢，構(gòu)建5G企業(yè)專網(wǎng)，將5G和智能制造深度融合。

公司堅(jiān)持科技創(chuàng)新，將5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)引入到高科技產(chǎn)品制造中，結(jié)合在3C高端產(chǎn)品上的制造經(jīng)驗(yàn)，全力打造基于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的無憂智能工廠，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，致力成為創(chuàng)新數(shù)字系統(tǒng)可攜式電子產(chǎn)品制造的智能工廠典范。

一、  關(guān)鍵詞

5G、MEC、AIoT、XR、AI、8K、無憂工廠

二、  測試床項(xiàng)目承接主體

2.1.       發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式

公司名稱：鴻富錦精密電子（成都）有限公司

公司地址：四川省成都市高新西區(qū)合作路888號

聯(lián)系人：夏子清

聯(lián)系方式： +86+18200582608

           028-68828888-82906

2.2.       合作公司

合作單位：中國電信股份有限公司成都分公司

三、  測試床項(xiàng)目目標(biāo)

本測試床面向電子制造業(yè)，建設(shè)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的無憂智能工廠，將MEC下沉到企業(yè)組建5G企業(yè)專網(wǎng)，做好多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的自定義流向和資訊安全管理，與現(xiàn)有園區(qū)業(yè)務(wù)進(jìn)行無縫連接。以自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為方向展開，以公司強(qiáng)大的制造能力為基礎(chǔ)，應(yīng)用5G、8K、AI、XR（AR、VR）等多種前沿技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈垂直優(yōu)化整合。重點(diǎn)突破安全高速的5G企業(yè)專網(wǎng)構(gòu)建與邊云協(xié)同計(jì)算技術(shù)、5G智能物流、基于5G+大數(shù)據(jù)與機(jī)器學(xué)習(xí)的質(zhì)量保障、基于5G+AR的遠(yuǎn)程設(shè)備維修援助、基于5G+VR的全景現(xiàn)場管理、基于5G+8K事件識別的安全預(yù)警等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電子制造業(yè)的智能制造、智能物流、安全生產(chǎn)、品質(zhì)保障、降低成本等目標(biāo)。

四、  測試床方案架構(gòu)

4.1.       測試床應(yīng)用場景

4.1.1. 5G MEC企業(yè)專網(wǎng)，將5G與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)運(yùn)營深度融合

4.1.2. 5G+IoT萬物智聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互連互通

4.1.3. 5G+AI構(gòu)建機(jī)器視覺智能檢測

4.1.4. 5G+AGV改變傳統(tǒng)物流模式

4.1.5. 5G+AR實(shí)現(xiàn)設(shè)備專家遠(yuǎn)程運(yùn)維

4.1.6. 5G+8K +VR實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場全景呈現(xiàn)

4.1.7. 5G+8K+AI實(shí)現(xiàn)人員行為識別

4.2.       測試床架構(gòu)

鴻富錦（成都）在制造領(lǐng)域多年深耕，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)。本測試床旨在建成世界一流的智能工廠，并能夠?qū)ν赓x能。測試床采用平臺化的解決方案，可以針對不同需求進(jìn)行快速移植并實(shí)現(xiàn)靈活配置。

圖1 　測試床總體架構(gòu)

基于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的無憂智能工廠項(xiàng)目總體架構(gòu)包括邊緣層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)用層四個部分。邊緣層，采集各種工業(yè)設(shè)備及傳感器的數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)層，結(jié)合5G 和現(xiàn)有 IoT 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，彌補(bǔ)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)通訊的不足，提供多種網(wǎng)絡(luò)連接方式, 保障設(shè)備之間網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、網(wǎng)絡(luò)通訊安全、服務(wù)器虛擬化、海量數(shù)據(jù)倉儲、海量數(shù)據(jù)計(jì)算。平臺層通過對DT（Data Technology）數(shù)據(jù)采集與邊緣處理、AT（Analysis Technology）經(jīng)驗(yàn)知識模型與算法、OT（Operation Technology）工業(yè)應(yīng)用微服務(wù)組件三大技術(shù)體系的整合，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)服務(wù)。應(yīng)用層在平臺層的基礎(chǔ)上為特定客戶、特點(diǎn)場景設(shè)計(jì)個性化的工業(yè) SaaS 及 App。AI 模型可發(fā)布為公有云 API、 設(shè)備 SDK、私有服務(wù)器部署，通過合理地部署到邊或云，實(shí)現(xiàn)計(jì)算的邊云協(xié)同。

4.3.       測試床方案

4.3.1. 5G MEC企業(yè)專網(wǎng)，將5G與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)運(yùn)營深度融合

圖2 5G企業(yè)專網(wǎng)設(shè)計(jì)框架

5G MEC企業(yè)專網(wǎng)以5G數(shù)據(jù)分流技術(shù)為基礎(chǔ)，通過無線和控制網(wǎng)元的靈活定制，構(gòu)建一張?jiān)鰪?qiáng)帶寬、低時延、數(shù)據(jù)不出園的基礎(chǔ)連接網(wǎng)絡(luò)。核心網(wǎng)用戶面網(wǎng)元UPF為園區(qū)私有化部署，根據(jù)生產(chǎn)區(qū)域需求可靈活部署無線基站，提供物理獨(dú)享的5G專用網(wǎng)絡(luò)。

MEC（移動邊緣計(jì)算）和企業(yè)本地服務(wù)器之間部署防火墻 ，實(shí)現(xiàn)隔離和訪問控制，保障數(shù)據(jù)的安全快速傳輸。

5G和企業(yè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)無縫聯(lián)接，保障了數(shù)據(jù)高速穩(wěn)定安全的傳輸，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備、傳感器、控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)等關(guān)鍵要素的泛在互聯(lián)互通，以及生產(chǎn)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。

4.3.2. 5G+IoT萬物智聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互連互通

圖3  5G+IoT設(shè)計(jì)框架

利用5G企業(yè)專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)百萬工業(yè)設(shè)備實(shí)時感知、動態(tài)控制，設(shè)備數(shù)據(jù)模型（生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)）動態(tài)實(shí)時獲取。

傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)部署周期長, WiFi穩(wěn)定性差，產(chǎn)品迭代更新周期快，線體變更頻繁，利用5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，構(gòu)建大帶寬、海量連接、低時延、高可靠等特色的5G+IoT工業(yè)萬物智聯(lián)網(wǎng)絡(luò)體系。

4.3.3. 5G+AI構(gòu)建機(jī)器視覺智能檢測

圖4  5G+AI設(shè)計(jì)框架

利用5G網(wǎng)絡(luò)獲取海量設(shè)備的高清檢測圖片，結(jié)合機(jī)器視覺與深度學(xué)習(xí)進(jìn)行智能檢測，實(shí)時輸出檢測結(jié)果，提高不良品檢出率的同時，還釋放大量復(fù)判人力 。同時，利用 SPC過程控制、多維數(shù)據(jù)共性分析，監(jiān)控品質(zhì)狀況，對異常進(jìn)行及時告警，推送工程人員快速處理。

SPI 、AOI設(shè)備使用傳統(tǒng)視覺算法進(jìn)行缺陷檢測，保證不良高檢出的同時，高誤報(bào)也隨之產(chǎn)生。當(dāng)高檢出與高誤報(bào)達(dá)到一定平衡時，現(xiàn)場工程師難以通過調(diào)整設(shè)備自帶算法的閾值來提升檢測精度。鑒于此，機(jī)器視覺智能檢測在獲取設(shè)備輸出不良圖片后，通過深度學(xué)習(xí)與機(jī)器視覺混合模型，對報(bào)錯圖片進(jìn)行二次復(fù)判，過濾誤報(bào)圖片，同時控制暫存機(jī)對真實(shí)不良進(jìn)行集中暫存，統(tǒng)一送修。復(fù)判結(jié)果數(shù)據(jù)實(shí)時分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)制程異常時，主動推送至設(shè)備遠(yuǎn)程叫修系統(tǒng)，異常及時處理。機(jī)器視覺智能檢測可提升企業(yè)制程能力并減少目檢人力，也為設(shè)備廠商增加更多附加價值，實(shí)現(xiàn)多方共贏。

該應(yīng)用解決了單機(jī)運(yùn)算資源不足與云端計(jì)算網(wǎng)絡(luò)延時問題，實(shí)現(xiàn)邊云協(xié)同毫秒級響應(yīng)處理，檢測效率提升。

4.3.4. 5G+AGV改變傳統(tǒng)物流模式

圖5  5G+AGV設(shè)計(jì)框架

5G為AGV的通信提供高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)支持，5G信號覆蓋全車間和室外區(qū)域，解決原有通信方式接入干擾大、速率低的問題，實(shí)現(xiàn)AGV跨樓棟運(yùn)輸，保障AGV運(yùn)行穩(wěn)定，動作更流暢，效率更高。

該方案使用自行設(shè)計(jì)開發(fā)的5G終端, 模塊使用華為巴龍MH5000-31，替代原AGV的通訊模塊， 接口簡單，具備通用可擴(kuò)展功能，可快速部署應(yīng)用。

4.3.5. 5G+AR實(shí)現(xiàn)設(shè)備專家遠(yuǎn)程運(yùn)維

圖6  5G+AR設(shè)計(jì)框架

如果遇到無法修復(fù)的疑難故障，可以通過5G+AR運(yùn)維系統(tǒng)與專家聯(lián)系，并對維修人員進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)。5G+AR運(yùn)維通過遠(yuǎn)程通信和視頻管理功能，實(shí)現(xiàn)AR指導(dǎo)維修，遠(yuǎn)程專家診斷，使得技術(shù)人員可實(shí)時在線咨詢遠(yuǎn)程專家，獲得專家指導(dǎo)，彌補(bǔ)專家不能及時到現(xiàn)場處理的問題，降低委外維修成本。

此外，利用AR 技術(shù)將維修工序3D模型展現(xiàn)于維修工程師面前，給其維修提供指導(dǎo)，當(dāng)作業(yè)錯誤時，音/視頻及時提醒糾錯。不僅能提升交互可視化體驗(yàn)的真實(shí)感，使得能遠(yuǎn)程掌握所要處理的設(shè)備及場景的空間信息，還能夠在高難度、高危險性的維修過程中給予更好地操作指導(dǎo)與錯誤預(yù)警，并且，可通過5G網(wǎng)絡(luò)將設(shè)備內(nèi)部的4K超高清視頻低時延可靠傳輸?shù)皆贫舜鎯εc分析，作為視頻教材，提供給新人進(jìn)行培訓(xùn)，達(dá)到資源、技能的有效分配和傳承，提升工程師維修技能。

4.3.6. 5G+8K +VR實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場全景呈現(xiàn)

圖7 5G+全景+VR設(shè)計(jì)框架

應(yīng)用5G的大帶寬、低時延、移動性，結(jié)合全景相機(jī)和8K攝像頭精確同步拍攝、自由視點(diǎn)、 VR等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場全景呈現(xiàn)，縮短空間距離，助力主管千里之外也可無死角掌控現(xiàn)場，達(dá)到高效管理、提升客戶體驗(yàn)、樹立公司形象的目的。

4.3.7. 5G+8K+AI實(shí)現(xiàn)人員行為識別

圖8 5G+8K+AI設(shè)計(jì)框架

應(yīng)用5G的大帶寬、低時延， 8K攝像頭精確同步拍攝、同時配合AI算法，為車間生產(chǎn)的安全管理提供可靠依據(jù)，從“被動監(jiān)控、事后調(diào)查”向“主動識別、提前預(yù)警”的安防模式轉(zhuǎn)變。

4.4.       方案重點(diǎn)技術(shù)

4.4.1. 5G MEC

5G MEC下沉部署到工廠可以組建園區(qū) 5G局域網(wǎng)，解決工廠數(shù)據(jù)不出園區(qū)的安全問題，UPF控制 5G數(shù)據(jù)流向，可以安全連接到園區(qū)的各個網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全的雙重保護(hù)。

5G網(wǎng)絡(luò)切片能夠提供定制的網(wǎng)絡(luò)特性（如大帶寬、延時、容量等）、計(jì)算特性和存儲資源 特性，以滿足不同業(yè)務(wù)應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)特性方面的不同需求。打造安全高速的 5G局域網(wǎng)。

4.4.2. 面向設(shè)備遠(yuǎn)程維修援助的AR智能交互技術(shù)

本測試床結(jié)合業(yè)務(wù)實(shí)際需求，將AR中的交互行為的正確性比對與風(fēng)險預(yù)警作為重點(diǎn)研究。創(chuàng)新性地提出了對于動作序列數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)鍵提取與關(guān)鍵片段結(jié)合的方式進(jìn)行處理。此外，對于動作的評價進(jìn)行了量化機(jī)制的研究。提出了統(tǒng)計(jì)模型對于行為策略規(guī)劃進(jìn)行充分研究，使得AR 互動的動作分析的泛化性更強(qiáng)、準(zhǔn)確率更高。

4.4.3. 基于計(jì)算機(jī)視覺的異常行為識別技術(shù)

利用計(jì)算機(jī)視覺與深度學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)異常行為識別技術(shù)，先對視頻中的每個人進(jìn)行二維姿態(tài)估計(jì)，再對得到骨架序列利用行為分析算法分析出單人和多人的行為。對骨架序列進(jìn)行行為識別，使得行為識別的模型推廣到不同的場景，而且模型效率更高。

4.5.       方案自主研發(fā)性、創(chuàng)新性及先進(jìn)性

4.5.1. 創(chuàng)新性

5G賦能的智能制造利用5G高傳輸速率、廣覆蓋、低延時的特點(diǎn)支持類似超高清視頻、AR/VR、機(jī)器視覺、遠(yuǎn)程控制等新的應(yīng)用場景，并進(jìn)一步解決核心網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量瓶頸等相關(guān)問題。

基于數(shù)字孿生的設(shè)備運(yùn)維管理，通過5G+IoT技術(shù)，采用數(shù)字孿生技術(shù)將各個設(shè)備的特征以數(shù)字化方式在虛擬空間呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。

基于5G+AR 的遠(yuǎn)程設(shè)備維修援助，利用AR 技術(shù)提升了交互可視化體驗(yàn)的真實(shí)感，使得能遠(yuǎn)程掌握所要處理的設(shè)備及場景的空間信息。此外，還能夠在高難度、高危險性的維修過程中給予更好地操作指導(dǎo)與錯誤預(yù)警。遠(yuǎn)程援助視頻可作為視頻教材，供新人培訓(xùn)。

基于5G+8K+AI事件識別的安全預(yù)警，利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對員工進(jìn)行人臉識別身份比對，識別異常行為，識別煙霧火焰，并及時報(bào)警，以實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。識別關(guān)鍵工站作業(yè)手法，確保重要工站的作業(yè)流程不出錯。利用5G 傳輸影像，讓主管或客戶能遠(yuǎn)程掌握現(xiàn)場情況。

基于5G+AGV 智能物流，5G為AGV的通信提供高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)支持，5G信號覆蓋全車間，AGV運(yùn)行穩(wěn)定，動作更流暢，效率更高。

4.5.2. 先進(jìn)性

通過中國電信核心云網(wǎng)+智慧綜合業(yè)務(wù)接入中心+廠區(qū)MEC邊緣協(xié)同云，利用5G SA技術(shù)構(gòu)建5G專網(wǎng)能力，采用超級上行、網(wǎng)絡(luò)切片等電信優(yōu)勢技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)智能制造應(yīng)用技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)深度融合。

面向設(shè)備遠(yuǎn)程維修援助的AR 智能交互技術(shù)，結(jié)合業(yè)務(wù)實(shí)際需求，將AR 中的交互行為的正確性比對與風(fēng)險預(yù)警作為重點(diǎn)研究。創(chuàng)新性地提出了對于動作序列數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)鍵幀提取與關(guān)鍵片段結(jié)合的方式進(jìn)行處理。此外，對于動作的評價進(jìn)行了量化機(jī)制的研究。提出了統(tǒng)計(jì)模型對于行為策略規(guī)劃進(jìn)行充分研究，使得AR 互動的動作分析的泛化性更強(qiáng)、準(zhǔn)確率更高。

基于深度學(xué)習(xí)的AOI 不良自動復(fù)判技術(shù)采用多種基于深度學(xué)習(xí)的圖像分析技術(shù)，包括低光照圖像增強(qiáng)、圖像去噪、圖像分類、圖像分割、文字檢測與識別、對比學(xué)習(xí)等，提出了一整套AOI 不良自動復(fù)判技術(shù)，算法正確，良率達(dá)到了98%以上。

4.6.       方案安全風(fēng)險控制

4.6.1. 數(shù)據(jù)不出園區(qū)

本測試床在園區(qū)下沉部署了園區(qū)專用UPF、基站以及接入STN設(shè)備，依托5G組網(wǎng)用戶面策略，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)本地分流。

圖 9  專網(wǎng)數(shù)據(jù)不出園區(qū)示意圖

用戶通過園區(qū)專用DNN發(fā)起會話建立，網(wǎng)絡(luò)結(jié)合位置為會話選擇特定邊緣UPF，即可接入與邊緣UPF對接的鴻富錦（成都）園區(qū)專網(wǎng)。該方案中，用戶在5G網(wǎng)絡(luò)簽約特定DNN，SMF選擇UPF時，根據(jù)5G終端提供的特定DNN以及所在的TA選擇目的邊緣UPF，從而完成邊緣PDU會話的建立。

前置條件：終端配置專用DNN并在UDM上面簽約專用DNN。

（1）5G終端發(fā)起PDU會話建立請求，PDU Session Establishment Request消息攜帶專用DNN；

（2）AMF向SMF發(fā)送創(chuàng)建SM上下文請求，PDU Session CreateSMContext Request消息包含了用戶位置信息、RAT類型、DNN等；

（3）SMF向AMF回復(fù)創(chuàng)建SM上下文響應(yīng)；

（4）SMF繼續(xù)執(zhí)行用戶PDU會話建立流程，根據(jù)配置，SMF根據(jù)特定DNN為5G終端選擇邊緣UPF；

（5）SMF向UPF發(fā)送N4會話建立請求，并提供要在該P(yáng)DU會話的UPF上安裝的分組檢測（PDR）等；

（6）UPF向SMF回復(fù)N4會話建立響應(yīng)；

（7）SMF發(fā)送PDU會話建立響應(yīng)；

（8）GTP隧道地址和TEID的相互通知，PDU會話創(chuàng)建成功。

圖 10  DNN分流業(yè)務(wù)流程圖示

該方案對于終端、網(wǎng)絡(luò)的功能及配置要求如下：

（1）5G終端功能及配置要求：

支持配置DNN信息，建議支持多PDU會話并發(fā)。

（2）5GC功能及配置要求：

1）SMF：支持根據(jù)終端簽約的專用DNN選擇邊緣UPF；

2）UDM：用戶簽約專用DNN。

4.6.2. 5G終端固定IP地址

園區(qū)業(yè)務(wù)針對5G接入終端強(qiáng)制固定IP，用于終端管理、終端業(yè)務(wù)監(jiān)測等需求。

確定園區(qū)專網(wǎng)用戶地址池地址段。由鴻富錦（成都）專網(wǎng)分配。

為園區(qū)專網(wǎng)用戶規(guī)劃分配固定IP地址。由中國電信、富鴻富錦（成都）共同完成；中國電信負(fù)責(zé)規(guī)劃分配，鴻富錦（成都）負(fù)責(zé)審核記錄。下表為示例：

表 1  固定IP地址需求示例

五、  測試床實(shí)施部署

5.1.       測試床實(shí)施規(guī)劃

圖 11  項(xiàng)目實(shí)施時間規(guī)劃

5.2.       測試床實(shí)施的技術(shù)支撐及保障措施

5.2.1. 部署環(huán)境

5.2.1.1 設(shè)備接入與數(shù)據(jù)采集部署環(huán)境

針對非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備與PLC類設(shè)備，采用數(shù)采網(wǎng)關(guān)豐富的硬件接口如RS485、RS232、CAN等與待采設(shè)備相連，通過HMI圖形化界面設(shè)置連接通訊模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；針對標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，采用從平臺下載對應(yīng)設(shè)備型號的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)采軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。DT模塊對待接入設(shè)備進(jìn)行授權(quán)認(rèn)證，配置規(guī)則引擎，實(shí)現(xiàn)海量大數(shù)據(jù)實(shí)時流分析、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)等功能。

5.2.1.2  工業(yè)應(yīng)用及平臺服務(wù)部署環(huán)境

部署架構(gòu)整體采用B/S和C/S模式，終端用戶可通過WEB瀏覽器或者APP客戶端使用系統(tǒng)；服務(wù)端的程序包含Web項(xiàng)目、微服務(wù)項(xiàng)目、APP安裝包、數(shù)據(jù)庫等，均部署于Linux服務(wù)器；可方便快捷的進(jìn)行遠(yuǎn)程更新與管理，極大的提升了不同應(yīng)用場景的兼容性。

基于性能要求與可擴(kuò)展設(shè)計(jì)原則，硬件基礎(chǔ)設(shè)施總體分為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、文件服務(wù)器及接口服務(wù)器四類。

（ａ）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：用于設(shè)備數(shù)據(jù)采集及工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)存儲。數(shù)據(jù)庫軟體主要有MySQL、MongoDB、GreenPlum、Handoop四種。MongoDB數(shù)據(jù)庫按實(shí)際業(yè)務(wù)量選擇采用副本集和分片模式，MySQL數(shù)據(jù)庫采用主備或集群模式，確保無單點(diǎn)故障，GreenPlum 解決海量數(shù)據(jù)OLTP/OLAP處理，Handoop解決海量數(shù)據(jù)OLAP處理。

（ｂ）應(yīng)用服務(wù)器：用于彈性分配硬件資源，應(yīng)用服務(wù)器基于虛擬化容器技術(shù)，使得系統(tǒng)易于部署維護(hù)。虛擬機(jī)存儲采用Ceph分布式技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)故障自動轉(zhuǎn)移，保證服務(wù)不中斷。

（ｃ）文件服務(wù)器：用于存儲圖片、文本、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，支持 DAS/SAN/NFS等存儲方式?？臻g大小根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)量確定，采用RAID-5技術(shù)。

（ｄ）接口服務(wù)器：主要用于各場景下進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的接口部署，包含統(tǒng)一的用戶認(rèn)證。需根據(jù)業(yè)務(wù)量選擇是否采用商用EMQX軟體，提高用戶并發(fā)處理能力。

5.2.2.  數(shù)據(jù)管理

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫難以滿足各類設(shè)備輸出海量數(shù)據(jù)的存儲及分析處理要求，且傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫大多基于SMP架構(gòu)，擴(kuò)展性能差。因此采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與GreenPlum/Handoop MPP開源數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的方式進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的存儲，通過自行開發(fā)的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)組件，兼顧海量數(shù)據(jù)的歷史分析與實(shí)時查詢需求。

（ａ）術(shù)語規(guī)范化：采集到數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)必須是規(guī)范化的數(shù)據(jù)，以便實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互操作性和分析的一致。

（ｂ）數(shù)據(jù)周期性管理：由于平臺數(shù)據(jù)量龐大，須做好數(shù)據(jù)有效周期管理，便于及時采用自動化方式將無效數(shù)據(jù)進(jìn)行清除或轉(zhuǎn)移，以保障系統(tǒng)整體服務(wù)性能。

（ｃ）數(shù)據(jù)可視化、透明化管理：本方案從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)存儲利用的每個處理步驟均可在平臺上記錄和呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可追溯性。

5.2.3.  系統(tǒng)運(yùn)維

系統(tǒng)使用第三方工具實(shí)現(xiàn)可視化運(yùn)維。服務(wù)器綜合性能監(jiān)控使用Zabbix，該軟件監(jiān)控服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫各種性能指標(biāo)，對于監(jiān)控到的異常自動推送郵件及短信；服務(wù)端應(yīng)用監(jiān)控使用Rancher，可監(jiān)控服務(wù)端的各容器是否啟動、CPU和內(nèi)存使用狀況、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)出流量等；應(yīng)用Navicat Premium數(shù)據(jù)庫運(yùn)維客戶端，運(yùn)維人員可以在客戶端直接查看和修正系統(tǒng)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)均采用了高可用架構(gòu)設(shè)計(jì)，不存在單點(diǎn)故障，再結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)，在出現(xiàn)監(jiān)控項(xiàng)異常時自動推送郵件及短信，運(yùn)維人員可在第一時間發(fā)現(xiàn)并處理異常，可確保7＊24小時穩(wěn)定運(yùn)行。

5.3.       測試床實(shí)施的自主可控性

本測試床重視頂層設(shè)計(jì)，整體上以5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺展開，基礎(chǔ)上研發(fā)智能運(yùn)維管理、質(zhì)量保障、安全預(yù)警應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電子制造業(yè)的智能制造、安全生產(chǎn)、品質(zhì)保障、降低能耗等目標(biāo)。由于采用了基于云的微服務(wù)架構(gòu)，平臺方案可快速移植并根據(jù)需求進(jìn)行配置應(yīng)用。

六、  測試床預(yù)期成果

6.1.       測試床的預(yù)期可量化實(shí)施結(jié)果

本測試床總體規(guī)劃部署服務(wù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的5G基站6個，邊緣計(jì)算（MEC）平臺1個，智慧綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)1個，部署 5G 終端模組10套。充分利用現(xiàn)有平臺資源，構(gòu)建多系統(tǒng)融合可擴(kuò)展的DT（采集與邊緣處理平臺）、AT（經(jīng)驗(yàn)知識模型平臺）、OT（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺） 三大平臺，實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)、終端能力調(diào)用及監(jiān)測，具備百萬級以上規(guī)模終端的接入管理能力。

5G企業(yè)專網(wǎng)的成套方案由中國電信部署，可快速搭建5G企業(yè)專網(wǎng)。

當(dāng)前示范線已實(shí)現(xiàn)82%區(qū)域關(guān)燈生產(chǎn)，65%人力精實(shí)，智能場景易于部署，產(chǎn)品不需要再次研發(fā)，可實(shí)施性強(qiáng)。

6.2.       測試床的商業(yè)價值、經(jīng)濟(jì)效益

6.2.1. 商業(yè)價值

以落地集團(tuán)成都智能工廠示范線為例，一條生產(chǎn)線投資約760萬，每年從提質(zhì)、增效、降本所帶來的效益提升約120萬，投資回報(bào)周期為10個月，可謂小投資大回報(bào)，并且現(xiàn)富士康集團(tuán)內(nèi)部擁有1600多條SMT生產(chǎn)線，已導(dǎo)入60多條SMT生產(chǎn)線，未來將陸續(xù)推廣應(yīng)用到更多其他生產(chǎn)線，有十幾億市場待挖掘。

根據(jù)工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域未來五年（2020-2025）年均復(fù)合增長率約為13%，隨著產(chǎn)業(yè)政策逐漸落地，在新基建的推動下，市場空間有望加速成長，預(yù)測在2025年中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將突破1.2萬億元，而電子制造業(yè)占比工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場8%，未來我們將對千億級大規(guī)模市場潛在用戶挖掘與賦能（含場景輸出、人才培育、技術(shù)支持等），預(yù)計(jì)到2025年賦能西南片區(qū)電子制造領(lǐng)域企業(yè)達(dá)到50家。

未來將繼續(xù)深耕電子制造領(lǐng)域，與政府、企業(yè)、高校等機(jī)構(gòu)組織強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，打造更好的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，助力制造企業(yè)快速轉(zhuǎn)型升級。

6.2.2. 經(jīng)濟(jì)效益

價值與需求決定盈利能力。本方案的落地成效已經(jīng)證明了其所具備的業(yè)務(wù)價值。面向不同的企業(yè)需求，本解決方案提供兩種服務(wù)模式。

第一種模式，企業(yè)一次性投資軟硬件，進(jìn)行內(nèi)部部署。其中的硬件設(shè)備可由我方整體負(fù)責(zé)，也可由企業(yè)自行購置。

項(xiàng)目交付后，針對不同設(shè)備提供1~2年質(zhì)保服務(wù)，針對軟件提供三至六個月的免費(fèi)培訓(xùn)與維護(hù)服務(wù)。企業(yè)的具體投入依照項(xiàng)目具體需求與規(guī)模進(jìn)行核算，根據(jù)已有的案例，投資回報(bào)周期為1年左右。實(shí)力雄厚且對數(shù)據(jù)安全比較敏感的企業(yè)可選擇該種模式。

第二種模式，用戶一次性投資少量必要的終端設(shè)備，通過訂閱模式接收相關(guān)服務(wù)，相關(guān)成本作為運(yùn)營成本的常規(guī)項(xiàng)目。我們將全套的應(yīng)用解決方案部署在騰訊云上，企業(yè)只需申請一個賬號，即可將自己的設(shè)備接入平臺，并根據(jù)需求訂閱自己的應(yīng)用服務(wù)，企業(yè)根據(jù)訂閱服務(wù)的類型及數(shù)量按月進(jìn)行付費(fèi)，并隨時可以取消、新增或減少。此種模式無需用戶進(jìn)行大額投資，服務(wù)訂閱后即可見成效，適合中小企業(yè)。同時成立用戶社區(qū)，收集用戶的意見反饋，結(jié)合用戶的實(shí)際使用狀況，相關(guān)的服務(wù)可以不斷的迭代，用戶第一時間即可受益。

6.3.       測試床的社會價值

該測試床的實(shí)施是由鴻富錦（成都）主導(dǎo)，不斷創(chuàng)新和發(fā)展，將是工信部指導(dǎo)的國家制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的一次重大企業(yè)級創(chuàng)新實(shí)踐；不但能夠?qū)崿F(xiàn)公司自身的數(shù)字化工廠建設(shè)，而且也是下一步為省內(nèi)外電子信息產(chǎn)業(yè)的上下游相關(guān)中小型企業(yè)群（不少于20家上下游配套企業(yè)）進(jìn)行“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)”的賦能與技術(shù)服務(wù)一次重要積累，從而實(shí)現(xiàn)四川甚至西南地區(qū)的電子信息行業(yè)的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的升級改造等一系列重大的社會效益。

“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)”在賦能電子制造業(yè)的同時，其應(yīng)用的最新技術(shù)也將推進(jìn)5G在社會和民生方面的發(fā)展。

5G+AR設(shè)備遠(yuǎn)端運(yùn)維，其技術(shù)及思想，可應(yīng)用于遠(yuǎn)程政務(wù)領(lǐng)域，建設(shè)基于5G環(huán)境的遠(yuǎn)程導(dǎo)辦系統(tǒng)，使得辦事的過程更加方便和快捷，提高政府社會服務(wù)能力；也可應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等民生領(lǐng)域，打破時間和空間的限制，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療、教育等資源的充分利用，大幅改善現(xiàn)有教育、醫(yī)療等資源不平衡等民生問題。

5G+8K+AI基于事件識別的安全預(yù)警技術(shù)，可快速偵測異常事件的發(fā)生，非常適合應(yīng)用在安防領(lǐng)域，保障人身安全，促進(jìn)民生發(fā)展。5G+8K+VR技術(shù)，將在虛擬實(shí)景、全景直播、多人聯(lián)機(jī)游戲等新一代全新影像行業(yè)高速發(fā)展，使得視頻娛樂內(nèi)容互動性更強(qiáng)、更令人沉浸、更清晰，加速社會文化發(fā)展，使人們生活更美好。

6.4.       測試床初步推廣應(yīng)用案例

依托富士康科技集團(tuán)制造企業(yè)領(lǐng)軍者的巨大優(yōu)勢，本方案設(shè)備數(shù)據(jù)采集與傳輸標(biāo)準(zhǔn)已推廣至數(shù)十家設(shè)備供應(yīng)商，為推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一起到了關(guān)鍵作用；同時也為更多的中小型企業(yè)及有升級需求的大型企業(yè)帶來了成熟的設(shè)備智能運(yùn)維解決方案。

（1）鴻富錦精密電子（成都）有限公司

本公司是一家從事3C產(chǎn)品研發(fā)及制造的大型企業(yè)，擁有千億級的生產(chǎn)能力及卓越的運(yùn)營能力，三十余年的精密制造經(jīng)驗(yàn)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)獨(dú)立研發(fā)能力，2009年富士康入駐四川成都，2019年占四川GDP出口26%。

基于三十余年智能制造經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合5G、XR、AI等工業(yè)4.0新技術(shù)，已成功落地設(shè)備智能運(yùn)維整體解決方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)互聯(lián)互通和設(shè)備間的自感知、自優(yōu)化和自診斷；實(shí)現(xiàn)了設(shè)備全生命周期的在線健康管理、遠(yuǎn)程診斷、預(yù)測性維護(hù)與運(yùn)營優(yōu)化 。

（2）鴻富成精密電子（成都）有限公司

公司主營業(yè)務(wù)為蘋果穿戴式手表以及手表一體機(jī)的生產(chǎn)、銷售和出口。公司通過不斷提升技術(shù)創(chuàng)新能力和管理經(jīng)營能力，品牌價值和營業(yè)收入得到了快速增長。

與鴻富錦（成都）一脈相承，設(shè)備智能運(yùn)維解決方案已落地到該公司各應(yīng)用場景；除此之外，根據(jù)該公司產(chǎn)線特性，重點(diǎn)定制打造了特色項(xiàng)目SiP Hotbar PHM：利用數(shù)據(jù)建模在線管理設(shè)備，跟蹤設(shè)備關(guān)鍵指標(biāo)預(yù)警異常，實(shí)現(xiàn)快速化調(diào)機(jī)和策略性保養(yǎng)，保證設(shè)備安全無憂運(yùn)維，獲得客戶高度評價。

（3）富泰華工業(yè)（深圳）有限公司

富泰華工業(yè)是目前華南地區(qū)最大的智能電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，主要從事信息產(chǎn)業(yè)、通訊產(chǎn)業(yè)、自動化設(shè)備產(chǎn)業(yè)、光電產(chǎn)業(yè)、精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)的制造、銷售與服務(wù)。

本方案應(yīng)用在富泰華工業(yè)多個實(shí)際場景中，對陳舊設(shè)備進(jìn)行智能化軟硬件升級改造，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，成功落地?cái)?shù)字孿生、遠(yuǎn)程叫修、預(yù)測性保養(yǎng)與執(zhí)行、機(jī)器視覺智能檢測等應(yīng)用。

（4）鴻富錦精密工業(yè)（武漢）有限公司

公司產(chǎn)業(yè)涉及精密機(jī)械、消費(fèi)性電子和光電器件等項(xiàng)目，包括計(jì)算器顯示器、機(jī)器人技術(shù)、燃料電池、數(shù)碼相機(jī)、精密磨具和汽車零部件等。

成功導(dǎo)入機(jī)器視覺智能檢測、指標(biāo)可視化應(yīng)用。

（5）四川天邑康和通信股份有限公司

專業(yè)從事家庭/企業(yè)寬帶接入和智能組網(wǎng)設(shè)備、移動信號深度覆蓋、智能視覺設(shè)備和光纖通信配線及連接設(shè)備等的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù), 連續(xù)多年成為國內(nèi)通信運(yùn)營商的入圍企業(yè)和主要供應(yīng)商之一。

公司成功導(dǎo)入數(shù)字孿生、遠(yuǎn)程叫修、AR運(yùn)維，為設(shè)備智能運(yùn)維奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（6）成都老肯科技股份有限公司

中國知名的集空氣消毒凈化、器械消毒滅菌等科技產(chǎn)品研制、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售及售后服務(wù)一體化的高科技股份制公司。經(jīng)過十幾年的跨越式發(fā)展，目前已成為中國最大醫(yī)用消毒設(shè)備制造商之一。

公司成功導(dǎo)入機(jī)器視覺智能檢測應(yīng)用，大大提升了醫(yī)療器械產(chǎn)品精密檢測品質(zhì)及效率。

七、  測試床成果驗(yàn)證

7.1.       測試床成果驗(yàn)證計(jì)劃

本測試床成果驗(yàn)證分二個階段：

第一階段：驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)連接性，確保5G  MEC企業(yè)專網(wǎng)搭建、5G企業(yè)專網(wǎng)與企業(yè)內(nèi)部IoT網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互、與Internet實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隔離。

第二階段：驗(yàn)證專案導(dǎo)入狀況，完成機(jī)器視覺混合模型訓(xùn)練和測試、AGV精準(zhǔn)到達(dá)指定位置、專家和現(xiàn)場工程師實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溝通和指導(dǎo)、生產(chǎn)現(xiàn)場全景呈現(xiàn)及人員行為識別。

7.2.       測試床成果驗(yàn)證方案

本測試床首先驗(yàn)證5G和企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的融合，打造5G企業(yè)專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)、終端能力調(diào)用及監(jiān)測，具備百萬級以上規(guī)模終端的接入管理能力。然后針對項(xiàng)目項(xiàng)目的設(shè)備單元、信息系統(tǒng)、關(guān)鍵技術(shù)、多樣場景等進(jìn)行全面驗(yàn)證。

八、  與已存在AII測試床的關(guān)系

基于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的無憂智能工廠項(xiàng)目與已經(jīng)審批的測試床無關(guān)聯(lián)關(guān)系

九、  測試床成果交付

9.1.       測試床成果交付件

企業(yè)專利:

SPI機(jī)器視覺智能檢測        專利號: 201910199967.X

AOI機(jī)器視覺智能檢測       專利申請中

5G+8K+AI人員行為識別     專利申請中

AR設(shè)備遠(yuǎn)端運(yùn)維                  專利申請中

9.2.       測試床可復(fù)制性

基于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的無憂智能工廠是一個整體的項(xiàng)目，是一個全方位的智能工廠解決方案，規(guī)?；瘜?dǎo)入后，將會降低企業(yè)成本，效率提升。

價值與需求決定盈利能力。該測試床的落地成效已證明其所具備的業(yè)務(wù)價值。面向不同的企業(yè)需求，企業(yè)一次性投資軟硬件，進(jìn)行內(nèi)部部署，具體投入依照項(xiàng)目需求與規(guī)模進(jìn)行核算，根據(jù)已在鴻富錦（成都）SMT工廠落地的項(xiàng)目案例，投資回報(bào)周期為1年左右，具備可復(fù)制性。

9.3.       測試床開放性

中國電信主要將MEC下沉到企業(yè)組建5G企業(yè)專網(wǎng)，做好多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的自定義流向和資訊安全管理，與現(xiàn)有園區(qū)業(yè)務(wù)進(jìn)行無縫連接。

十、  其他信息

10.1.   測試床使用者

對于非發(fā)起方公司有相關(guān)需求，需事先聯(lián)系鴻富錦（成都），征得授權(quán)后，可以使用測試床。

10.2.   測試床知識產(chǎn)權(quán)說明

測試床的建設(shè)及知識產(chǎn)權(quán)歸鴻富錦（成都）所有。

10.3.   測試床運(yùn)營及訪問使用

鴻富錦（成都）提供項(xiàng)目部署解決方案，協(xié)助使用者完成服務(wù)部署，對用戶運(yùn)營、使用提供技術(shù)支撐，中國電信股份有限公司成都分公司完成5G企業(yè)專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

10.4.   測試床資金

10.4.1.  預(yù)估資金需求：

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用：320萬人民幣，含所有新增5G MEC核心設(shè)備、5G室內(nèi)基站、IoT網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備、網(wǎng)線布設(shè)；

服務(wù)器費(fèi)用：110萬人民幣；

終端費(fèi)用：50萬人民幣，包含5G 通訊模塊、CPE、高清攝像頭、AR/VR等終端;

軟件投入：280萬人民幣；

基于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的無憂智能工廠測試床共計(jì)資金需求：760萬人民幣。

10.4.2.  資金來源：

項(xiàng)目的資金來源由企業(yè)及運(yùn)營商投資。

10.5.   測試床時間軸

本測試床屬于中長期研究項(xiàng)目，主要分為以下幾個關(guān)鍵的時間點(diǎn)：

第一階段為基礎(chǔ)建設(shè)實(shí)施階段，計(jì)劃歷時3個月，完成設(shè)備IoT內(nèi)網(wǎng)及5G企業(yè)內(nèi)網(wǎng)建設(shè)，相關(guān)設(shè)備的硬件采購。

第二階段為專案導(dǎo)入實(shí)施階段，計(jì)劃歷時5個月，完成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)及環(huán)境部署、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、文件服務(wù)器、接口服務(wù)器的搭建。

第三階段為項(xiàng)目應(yīng)用階段，計(jì)劃歷時4個月，完善和優(yōu)化本測試床。