引言/導(dǎo)讀
在后疫情時代,挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。除了要應(yīng)對錯綜復(fù)雜的客戶消費需求和市場的快速演變,生產(chǎn)企業(yè)還面臨成本與質(zhì)量進(jìn)一步持續(xù)優(yōu)化的考驗,為了在利潤空間日趨收窄,產(chǎn)品交期逐漸縮短,需求波動愈發(fā)頻繁的情勢下時刻保留一席之地,制造企業(yè)必須利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),對自身進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級,賦能價值鏈,尋求新契機(jī)?;诖耍┦榔囯娮又袊鴧^(qū)開啟了工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。并同步啟動了“數(shù)據(jù)驅(qū)動”模式下的智慧工廠項目。即:采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)價值流內(nèi)閉環(huán)的智能管控,推動工廠從數(shù)字化,互聯(lián)化向智能化的邁進(jìn)。
博世汽車電子中國區(qū)立足于卓越運營,在生產(chǎn)智能方面,曾榮獲江蘇省智能制造突出貢獻(xiàn)獎,擁有兩座“江蘇省智能車間”,分別為:汽車電子事業(yè)部傳感器測試車間和防抱死系統(tǒng)九代電控單元生產(chǎn)車間。在2019年底被評選為工信部“智能制造標(biāo)桿企業(yè)”。
然而我們追求卓越的腳步并未停止?;?G的超高速,超大連接及超低時延的關(guān)鍵能力,和萬物互聯(lián)的應(yīng)用場景,我們啟動了5G在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的試點。此舉將極大地推動我們智能制造的實施,助力“數(shù)據(jù)驅(qū)動”模式下的智慧工廠的實現(xiàn)。為實現(xiàn)智能制造環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)驅(qū)動,需花大力打造數(shù)據(jù)驅(qū)動模式下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)桿工廠應(yīng)用場景,力求業(yè)務(wù)與技術(shù)同步發(fā)展,依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,綜合運用數(shù)據(jù)采集與集成應(yīng)用、建模分析與優(yōu)化等技術(shù),實現(xiàn)制造系統(tǒng)各層級優(yōu)化,以及產(chǎn)品、工廠資產(chǎn)和商業(yè)的全流程優(yōu)化。
該項目需求主要為了實現(xiàn)以下內(nèi)容:生產(chǎn)調(diào)度和物料配送實現(xiàn)機(jī)器自動補(bǔ)料和AGV自動運輸。實現(xiàn)車間內(nèi)的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)與企業(yè)資源管理系統(tǒng)(ERP)互聯(lián),真正做到實物流與信息流的實時匹配。人工智能技術(shù)(AI)和大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)質(zhì)量精進(jìn),實現(xiàn)信息共享,確保員工的標(biāo)準(zhǔn)化操作。工廠通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型在工廠各層級各領(lǐng)域的驅(qū)動,互聯(lián)從供應(yīng)商端到客戶端的信息,在數(shù)據(jù)平臺集成并儲存生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)產(chǎn)品價值鏈的全流程透明化。此外,工廠還使用人工智能(AI)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)更好地實現(xiàn)了制程優(yōu)化、問題排除和預(yù)測預(yù)警。全面的信息互通和共享保證工廠制程與生產(chǎn)工藝的全面優(yōu)化。
一、 關(guān)鍵詞
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),數(shù)字化,智能化,互聯(lián)化,價值流閉環(huán)。
2.1. 發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式
博世汽車(部件)蘇州有限公司
中國電信股份有限公司蘇州分公司
三、 測試床項目目標(biāo)
自2014年始,博世集團(tuán)就在調(diào)研5G的應(yīng)用。在2019年,我們開始啟動5G在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的試點。在蘇州工業(yè)園區(qū)管委會的大力支持和協(xié)調(diào)統(tǒng)籌下,博世汽車電子中國區(qū)和中國電信蘇州于2020年4月雙方達(dá)成合作協(xié)議,共同探索5G技術(shù),助力智能制造,合力打造“數(shù)據(jù)驅(qū)動”下的智慧工廠。本項目主要圍繞5G的增強(qiáng)寬帶、海量連接、低延時、高可靠等特性,逐步實現(xiàn)在量產(chǎn)模式下的全生產(chǎn)要素互聯(lián),實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的實時數(shù)據(jù)跟蹤和追溯。
整個項目分三階段實施,第一階段基于中國電信高品質(zhì)5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)面向生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)去中心化的接入功能;第二階段將通過5G+MEC來完成5G和博世內(nèi)網(wǎng)的融合;同步開展第三階段,驗證包括PLC及傳感器數(shù)據(jù)回傳、AR、VR、高清視頻、大數(shù)據(jù)分析和邊緣計算等場景在內(nèi)的更多5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用技術(shù)案例。
聚焦在"行業(yè)+技術(shù)+應(yīng)用"的融合創(chuàng)新,博世將5G技術(shù)融合到智能制造的場景中,助力"智慧工廠"建設(shè),最終實現(xiàn)"數(shù)據(jù)驅(qū)動工廠"的愿景。即通過獲取、分析、和應(yīng)用企業(yè)內(nèi)外部數(shù)據(jù)進(jìn)行決策的過程,在實現(xiàn)產(chǎn)品價值鏈的全流程透明化的基礎(chǔ)上,利用人工智能和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)更好地實現(xiàn)流程優(yōu)化、問題解決和預(yù)測分析,全面的信息互通和共享保證人員始終在合適的時間確切的地點進(jìn)行正確的操作。作為博世集團(tuán)汽車與智能交通技術(shù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域首批步入5G時代的制造企業(yè),博世蘇州將成為率先在博世全球?qū)?G融入實際量產(chǎn)的試點。
5G助力的“數(shù)據(jù)驅(qū)動模式下”的智慧工廠項目,目前計劃的主要應(yīng)用包含:設(shè)備互聯(lián),人員互聯(lián)和產(chǎn)品互聯(lián)。以及產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)跟蹤和追溯。利用基于5G的邊緣計算來支持生產(chǎn)實時監(jiān)控并動態(tài)優(yōu)化制程的大數(shù)據(jù)分析。主要實現(xiàn):
1. 生產(chǎn)線設(shè)備全互聯(lián)。產(chǎn)品生命周期全追溯。
2. 擴(kuò)大設(shè)備數(shù)據(jù)采集范圍。利用5G技術(shù),在不改動設(shè)備的情形下,加裝物聯(lián)傳感器,采集更多設(shè)備信息來輔助數(shù)據(jù)分析,從而實現(xiàn)工藝優(yōu)化。
3. 基于以上數(shù)據(jù)基礎(chǔ),對生產(chǎn)設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控、進(jìn)行故障自動報警和診斷分析。利用5G超帶寬、低延遲特性,借助AR、VR技術(shù)實現(xiàn)人機(jī)互聯(lián)快速問題解決。
根據(jù)博世汽車電子中國區(qū)的“數(shù)據(jù)驅(qū)動工廠”愿景,業(yè)務(wù)與技術(shù)需同步發(fā)展。依托5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,綜合運用數(shù)據(jù)采集與集成應(yīng)用,實現(xiàn)在量產(chǎn)模式下的“數(shù)據(jù)驅(qū)動”智能制造。
根據(jù)該戰(zhàn)略,在量產(chǎn)中試點的5G應(yīng)用項目應(yīng)助力推動工廠從數(shù)字化,互聯(lián)化向智能化的邁進(jìn)。基于此,我們在試點的5G應(yīng)用項目將聚焦在設(shè)備層面,并遵循以下設(shè)計理念:
1. 數(shù)字化:擴(kuò)大設(shè)備數(shù)據(jù)采集范圍。利用5G技術(shù),在不改動設(shè)備的情形下,加裝物聯(lián)傳感器,采集更多設(shè)備信息來輔助數(shù)據(jù)分析,從而實現(xiàn)工藝優(yōu)化。
圖3:博世物聯(lián)傳感器采樣精度
2. 互聯(lián)化:首先,擴(kuò)大設(shè)備互聯(lián)范圍,對生產(chǎn)線設(shè)備進(jìn)行全互聯(lián)。并基于現(xiàn)有博世生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(Nexeed MES),利用5G技術(shù),實現(xiàn)去中心化的生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)集成和產(chǎn)品價值鏈的全流程數(shù)字化。其次,利用5G超帶寬、低延遲特性,借助AR、VR技術(shù)實現(xiàn)人機(jī)互聯(lián)快速問題解決。
圖4:博世AR遠(yuǎn)程專家在線輔助項目的體驗
智能化:基于采集的數(shù)據(jù),對生產(chǎn)設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控、進(jìn)行故障自動報警和診斷分析。通過5G技術(shù)接入設(shè)備,實現(xiàn)對加裝的物聯(lián)傳感器、控制器等各類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集,建立設(shè)備參數(shù)優(yōu)化模型,實現(xiàn)參數(shù)智能配置。
4.1. 測試床應(yīng)用場景
博世汽車部件(蘇州)有限公司汽車電子事業(yè)部工廠生產(chǎn)車間內(nèi)的所有設(shè)備都已百分之百連入網(wǎng)絡(luò)。采用現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)和分布式控制系統(tǒng)等信息技術(shù)和控制系統(tǒng),建立了車間級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。博世汽車部件(蘇州)有限公司汽車電子事業(yè)部還和蘇州工業(yè)園區(qū)和中國電信江蘇分公司合作進(jìn)行生產(chǎn)區(qū)域中的5G試點。
本項目采用大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)倉庫、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫等工廠的數(shù)據(jù)和IT架構(gòu)戰(zhàn)略在生產(chǎn)現(xiàn)場基于數(shù)據(jù)可視化管理、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)建模對生產(chǎn)過程中工藝流程進(jìn)行快速優(yōu)化與調(diào)整。運用機(jī)器視覺,語音識別等人工智能技術(shù)完善產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化工藝及提升生產(chǎn)效率。
5G網(wǎng)絡(luò)下的產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集
生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,所有產(chǎn)品在生產(chǎn)第一個工藝由制造執(zhí)行系統(tǒng)的序列號生成器生成一個唯一序列號并通過激光刻碼機(jī)刻錄一個二維碼在產(chǎn)品規(guī)定的位置,所有生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和物料數(shù)據(jù)都鏈接到這個唯一的二維碼信息并存儲在制造執(zhí)行系統(tǒng)里。所有生產(chǎn)設(shè)備工藝都由可編程邏輯控制器(PLC)或工業(yè)電腦(IPC)通過5G通訊連接到制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES),實現(xiàn)所有產(chǎn)品在所有工藝上的實時流程管控和質(zhì)量管控,確保產(chǎn)品的完美質(zhì)量和生產(chǎn)信息的透明,所有數(shù)據(jù)存儲在制造執(zhí)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫里,定期歸檔,確保產(chǎn)品數(shù)據(jù)全程可追溯。
以電子線路板加工導(dǎo)通性測試設(shè)備為例,通過對測試機(jī)臺的基于5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集后對后臺文件進(jìn)行解析,將解析出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并依據(jù)寫入的正態(tài)規(guī)則自動完成數(shù)據(jù)分析并預(yù)設(shè)預(yù)警值及控制極限。被處理過的數(shù)據(jù),都保存在一個公共數(shù)據(jù)庫中。通過可視化的數(shù)據(jù)界面開發(fā),形成了根據(jù)需求定義的報告格式。與此同時,生產(chǎn)測試過程中產(chǎn)生的不良和偏差,也都可以透明化的呈現(xiàn)出來。因為對數(shù)據(jù)剖析的深刻,透明化的不良和偏差等級,不僅僅針對機(jī)臺層面,更有針對每一個測試端點的實時偏差呈現(xiàn)。工程師和生產(chǎn)技術(shù)人員,能夠獲得實時的數(shù)據(jù)報告。
5G+AI AOI視覺檢測
本項目中基于5G技術(shù)同時引入人工智能技術(shù),實現(xiàn)人工智能中圖像識別在光學(xué)檢測站的應(yīng)用(AI@AOI)。由于汽車行業(yè)對產(chǎn)品安全性要求非常高,在汽車電子生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的末端,用自動光學(xué)檢測設(shè)備(AOI)來檢測產(chǎn)品的焊接質(zhì)量,從而確保提供高品質(zhì)產(chǎn)品給客戶。由于設(shè)備是自動檢測,為了降低質(zhì)量風(fēng)險,會對參數(shù)進(jìn)行加嚴(yán),在檢測到真實不良的同時會產(chǎn)生誤報-非真實不良產(chǎn)生,故每臺光學(xué)檢測設(shè)備(AOI)都會配備目檢員對機(jī)器報警進(jìn)行二次確認(rèn)。由于員工本身存在技能的差異性和狀態(tài)的不穩(wěn)定性,我們也一直在探索新的方案對光學(xué)檢測設(shè)備(AOI)報警進(jìn)行確認(rèn)。人工智能之圖像識別在光學(xué)檢測站的應(yīng)用(AI@AOI)這個項目就是以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)(上百萬張圖片),采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí),并制定專門的與之匹配數(shù)學(xué)邏輯,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí),并制定專門的與之匹配數(shù)學(xué)邏輯,使其具備預(yù)測性,由系統(tǒng)來自動判斷AOI報警到底是好的產(chǎn)品還是不好的產(chǎn)品,代替人的作業(yè),從而實現(xiàn)自動化智能化并且更精準(zhǔn)的判斷。同時,人工糾正后的信息會自動成為該人工智能(AI)系統(tǒng)的輸入,進(jìn)而做到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)模型的自優(yōu)化,從而不斷提升AI系統(tǒng)預(yù)判定的準(zhǔn)確率。
5G邊緣云化AGV
對于廠內(nèi)物流優(yōu)化,博世集團(tuán)正在基于5G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部推行廠內(nèi)物流執(zhí)行系統(tǒng)(IES)。這是一套用于內(nèi)部和外部客戶的內(nèi)部物流的互操作軟件解決方案。該系統(tǒng)的主要重點是將所有內(nèi)部物流運輸工具(如牛奶車,叉車和自動引導(dǎo)車(AGV))集成到一個軟件系統(tǒng)中。在擁有不同品牌,不同種類車輛的復(fù)雜環(huán)境中,通過5G網(wǎng)絡(luò)形成低時延的快速響應(yīng),同時利用IES系統(tǒng)即時將運輸訂單分配到正確的車輛,以最大程度地提高流程效率。
5G+數(shù)字孿生
對于資產(chǎn)故障管理和優(yōu)化,通過5G網(wǎng)絡(luò)下的數(shù)據(jù)實時性采集,同時運用三維人機(jī)交互3D-HMI技術(shù)完成設(shè)備故障的在線診斷與預(yù)警。實現(xiàn)設(shè)備故障虛擬3D定位。即當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時,故障組件可以在虛擬3D中高亮并快速定位,縮短技術(shù)員排查故障的時間。采用遠(yuǎn)程真3D視角監(jiān)控設(shè)備運動,掌握產(chǎn)線運行狀態(tài),實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實動作同步。可以在虛擬組件上配置多種信息(組件文檔,物料信息,工程信息),實現(xiàn)組件相關(guān)信息的快捷查看。我們還計劃,在2021年底通過對歷史運行數(shù)據(jù)的匯集與故障數(shù)據(jù)收集,訓(xùn)練故障預(yù)測模型,實現(xiàn)廠內(nèi)設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)。
利用三維人機(jī)交互3D-HMI進(jìn)行在線診斷
4.2. 測試床架構(gòu)
4.3. 測試床方案
實施方案及周期
實施方案
1、進(jìn)行業(yè)務(wù)需求的收集和分析,根據(jù)覆蓋范圍以及網(wǎng)絡(luò)實際情況,設(shè)計和規(guī)劃專網(wǎng)方案;
2、基站側(cè):開通RAN sharing功能,并配置基站共享參數(shù);
3、傳輸側(cè):從傳輸機(jī)房拉線至客戶機(jī)房,在A/B設(shè)備上為專網(wǎng)設(shè)置VLAN并配置路由;
4、MEC側(cè):在客戶機(jī)房搭建熱備方案,并和基站進(jìn)行對接,建立S1鏈路;
5、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化側(cè):在覆蓋范圍內(nèi)進(jìn)行測試優(yōu)化,確保良好覆蓋和合理的切換;
6、運行維護(hù)。
4.4. 方案重點技術(shù)
考慮到廠區(qū)應(yīng)用所有數(shù)據(jù)需滿足博世公司要求,所涉及所有數(shù)據(jù)需5G無線內(nèi)網(wǎng)中傳輸,本項目網(wǎng)絡(luò)方案采用5G專網(wǎng)+MEC邊緣計算方案,組網(wǎng)架構(gòu)見下圖。其中MEC位于S1接口靠近基站位置,采用通用的硬件設(shè)備和邊緣云軟件平臺,連接博世(蘇州)工廠多個宏基站及室分信號。
基于5G MEC的專網(wǎng)組網(wǎng)方案
其中MEC部署在蘇州電信機(jī)房,作為網(wǎng)絡(luò)邊緣計算平臺,和公網(wǎng)EPC共用基站資源,專網(wǎng)的控制面和業(yè)務(wù)面流量均與公網(wǎng)EPC隔離。公網(wǎng)用戶接入NR,S1 traffic正常路由接入EPC,不經(jīng)過MEC設(shè)備。企業(yè)專網(wǎng)用戶通過專屬PLMN,接入MEC設(shè)備,專網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)直接通過專網(wǎng)的傳輸鏈路到達(dá)MEC設(shè)備,傳向企業(yè)服務(wù)器,專網(wǎng)數(shù)據(jù)不經(jīng)過公網(wǎng)核心網(wǎng)。且MEC無需對EPC做任何的軟件和硬件上的改動,僅需要本地修改基站部分路由的數(shù)據(jù)(如TAC參數(shù))即可。
MEC邊緣計算結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案具有超帶寬(本地服務(wù),不受核心網(wǎng)帶寬限制)、低時延(本地處理,適合工業(yè)自動化等重要通訊應(yīng)用)、大連接(本地計算,內(nèi)容匯整增強(qiáng),減少傳輸負(fù)荷)、高可靠性(企業(yè)業(yè)務(wù)在本地處理,具有更高的安全性)的特點,可為移動終端提供更好的業(yè)務(wù)體驗。充分解決Wifi干擾大、安全性低、容量低以及以太網(wǎng)移動性差的難題。
本方案中專網(wǎng)用戶和公網(wǎng)用戶通過PLMN實現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離,MEC會給用戶分配專屬PLMN。專網(wǎng)用戶業(yè)務(wù)面和控制面流量均指向MEC,專網(wǎng)用戶通過MEC建立專屬連接,數(shù)據(jù)流量經(jīng)傳輸專線直接路由至MEC,并到企業(yè)內(nèi)網(wǎng)。公網(wǎng)用戶通過原鏈路連接到公網(wǎng)EPC,不經(jīng)過MEC,正常訪問公網(wǎng)業(yè)務(wù)。專網(wǎng)用戶和公網(wǎng)用戶互不干擾,業(yè)務(wù)完全隔離,MEC為企業(yè)提供一個高度安全可靠的內(nèi)網(wǎng)環(huán)境。基站設(shè)備通過光纖匯聚到傳輸設(shè)備上,通過傳輸專線接到MEC交換機(jī)上,MEC通過專線連接企業(yè)核心匯聚節(jié)點設(shè)備,并打通企業(yè)服務(wù)器。MEC會對終端周期性廣播PLMN、APN等信息,允許專屬PLMN的終端接入企業(yè)內(nèi)網(wǎng)。
上行路由方案:從基站往MEC方向。
上行專網(wǎng)路由:專網(wǎng)用戶接入基站,透過傳輸專線將業(yè)務(wù)traffic送達(dá)MEC,最終到達(dá)企業(yè)服務(wù)器。
下行路由方案:從MEC往基站方向。
下行專網(wǎng)路由:企業(yè)服務(wù)器所有業(yè)務(wù)traffic,會通過MEC及傳輸專線,到達(dá)基站。
為實現(xiàn)MEC和EPC(公網(wǎng))共享LTE載波,方案將公網(wǎng)用戶和專網(wǎng)用戶劃分到不同的資源池內(nèi),通過基站資源智能調(diào)度算法,為公網(wǎng)和專網(wǎng)用戶分配特定資源,保障專網(wǎng)用戶業(yè)務(wù)體驗。
另外,針對專網(wǎng)用戶鑒權(quán)原理和實現(xiàn)方式,為確保只有企業(yè)內(nèi)的特定用戶才能使用專網(wǎng)業(yè)務(wù),MEC提供了對用戶的多重鑒權(quán)方式。
專網(wǎng)用戶只能通過專屬PLMN和專屬APN接入MEC設(shè)備。同時MEC設(shè)備會對想要登錄的終端的SIM卡的IMSI進(jìn)行鑒別,僅允許在MEC中被寫入相應(yīng)信息的終端登錄。鑒權(quán)過程如下圖。
專網(wǎng)數(shù)據(jù)鑒權(quán)過程
博世汽車(蘇州)廠區(qū)內(nèi)所有終端通過專屬的PLMN來接入基站,當(dāng)PLMN不正確時,基站將拒絕連接。當(dāng)PLMN正確時,終端能夠接入基站,此時終端將發(fā)送APN信息和SIM卡信息到MEC設(shè)備進(jìn)行設(shè)備的鑒權(quán)。當(dāng)APN和SIM卡信息符合MEC內(nèi)設(shè)置的信息時,終端才能接入MEC,進(jìn)而接入企業(yè)內(nèi)網(wǎng)。
數(shù)據(jù)備份方面,MEC支持高可靠性硬件配置方式,透過兩臺相同硬件的服務(wù)器,提供熱備份,一旦有任何問題發(fā)生即切換到另一臺服務(wù)器,確保服務(wù)可靠性。主MEC故障時1秒內(nèi)可以切換到備MEC,當(dāng)備用MEC上線后,基站和MEC重新建立鏈路,之后終端重連后網(wǎng)絡(luò)端到端恢復(fù)。
4.5. 方案自主研發(fā)性、創(chuàng)新性及先進(jìn)性
本項目中基于5G+MEC博世專屬5G內(nèi)網(wǎng)的優(yōu)勢:
優(yōu)勢一:低時延。內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸通過mec智能判斷,直連服務(wù)器平臺,縮短路由,降低時延,滿足工業(yè)自動化要求。
優(yōu)勢二:超帶寬。本地部署相關(guān)應(yīng)用服務(wù),不受其他應(yīng)用及核心網(wǎng)帶寬限制。
優(yōu)勢三:大連接。本地工業(yè)控制器、掃碼槍、平板、攝像頭等多種終端接入,匯聚mec,內(nèi)容匯整增強(qiáng),減少傳輸負(fù)荷。
優(yōu)勢四:高可靠性。透過兩臺相同硬件的服務(wù)器,提供備份,一旦有任何問題發(fā)生即切換到另一臺服務(wù)器,確保服務(wù)可靠性。
優(yōu)勢五:高安全性。所有專網(wǎng)用戶內(nèi)部機(jī)密數(shù)據(jù)皆無需經(jīng)過公網(wǎng),對于專網(wǎng)用戶,核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鑒權(quán)和定義訪問內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的權(quán)限,電信級別的網(wǎng)絡(luò)防護(hù),無需第三方平臺,將網(wǎng)絡(luò)受攻擊的可能性降低到最低。
優(yōu)勢六:可控可管。宏微(站)結(jié)合,優(yōu)選分布式室內(nèi)皮站進(jìn)行覆蓋,故障定位易,靈活擴(kuò)容,支持5G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn),同時可對企業(yè)接入終端用戶進(jìn)行個性化設(shè)置管理,減小設(shè)備故障概率、提高生產(chǎn)效率。
優(yōu)勢七:低成本。運營商提供獨特的企業(yè)LTE接入解決方案, 快速、安全、優(yōu)質(zhì)覆蓋,移動性好,擺脫傳統(tǒng)有線、無線WI-FI等繁雜組網(wǎng)及后期維護(hù)困難問題,降低企業(yè)TCO 成本。
4.6. 方案安全風(fēng)險控制
? 系統(tǒng)安全方面,分三個方面來保障博世汽車(蘇州)數(shù)據(jù)安全:
1. 網(wǎng)絡(luò)隔離:從終端,到基站,到傳輸網(wǎng),到MEC,公網(wǎng)業(yè)務(wù)與MEC業(yè)務(wù)高度隔離:專網(wǎng)終端與公網(wǎng)終端駐留不同的PLMN網(wǎng)絡(luò),相互之間不干擾;基站上聯(lián)口公網(wǎng)業(yè)務(wù)與MEC業(yè)務(wù)通過VLAN隔離,使用不同網(wǎng)段;傳輸B設(shè)備到MEC、B設(shè)備到公網(wǎng)核心網(wǎng)使用的是不同VLAN,不同網(wǎng)段;基站只將專網(wǎng)終端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到MEC,公網(wǎng)數(shù)據(jù)不會流向MEC,確保公網(wǎng)數(shù)據(jù)安全;MEC反向訪問不到公網(wǎng)業(yè)務(wù)相關(guān)的任何節(jié)點。
2、安全機(jī)制:終端和MEC雙向認(rèn)證,確保安全性。
3、NAT和防火墻:MEC與企業(yè)網(wǎng)之間有NAT與內(nèi)置的linux防火墻,可根據(jù)需要添加過濾規(guī)則,或者部署其他安全軟件。
同時,本套組網(wǎng)方案具備高可靠性保證。MEC支持高可靠性硬件配置方式,透過兩臺相同硬件的服務(wù)器,提供熱備份,一旦有任何問題發(fā)生即切換到另一臺服務(wù)器,確保服務(wù)可靠性。當(dāng)部署MEC熱備份方案,主MEC故障時1秒內(nèi)可以切換到備MEC,當(dāng)備用MEC上線后,基站和MEC重新建立鏈路,之后終端重連后網(wǎng)絡(luò)端到端恢復(fù)。
? 5G無線空口安全方面:
5G的空口安全包括兩部分,無線接入層安全(AS)和非接入層安全(NAS)。5G所采用的空口加密與完保機(jī)制如下圖:
空口安全保護(hù)機(jī)制
整體加密機(jī)制采用的是對稱密鑰加密體制,即發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的雙方使用相同的密鑰進(jìn)行機(jī)密和解密運算。加密作用:為了保證數(shù)據(jù)安全、防竊聽。完保作用:保證數(shù)據(jù)完整、防重攻擊
加密算法:
5G采用數(shù)據(jù)流加密機(jī)制,用算法和密鑰一起產(chǎn)生一個隨機(jī)秘鑰流,再和數(shù)據(jù)流XOR一起產(chǎn)生加密后的數(shù)據(jù)流。解密方只要產(chǎn)生同樣的隨機(jī)秘鑰流就可以了。用于生成偽隨機(jī)密鑰流(KEYSTREAM)的加密算法NEA包括:NEA0 空算法;128-NEA1 SNOW 3G算法;128-NEA2 AES算法;128-NEA3 ZUC算法。
加密流程圖解
完整保護(hù)算法:
5G無線安全保護(hù)在PDCP協(xié)議層實現(xiàn):首先基于PDCP PDU(header + data part)計算出MAC-I(32bit)放在PDU尾部,然后對PDCP PDU的data part和MAC-I加密。5G基于如下完保算法NIA生成32bit的消息認(rèn)證碼MAC-I,所用算法包括:NIA0 空算法;128-NIA1 SNOW 3G算法;128-NIA2 AES算法;128-NIA3 ZUC算法。
完整保護(hù)加密流程
? 5G定制專網(wǎng)安全方面
安全解決方案框架如下圖所示:
5GC安全防護(hù)策略如下圖:核心網(wǎng)網(wǎng)元劃分VPC,硬件獨立,硬FW隔離。
2B MEC的主要安全風(fēng)險如下圖所示:
針對風(fēng)險1:
分隔安全域、邊界防護(hù)示意圖
實現(xiàn)安全域分隔:MEC分為三個安全域,同時采用VPC技術(shù)作安全域隔離,UPF如基于規(guī)?;蛘吡髁康男枰?,可以做基于I層的硬件隔離;VPC之間通過vFW或FW隔離。
l 安全域1:承載UPF,也就是與核心網(wǎng)邊緣安全域
l 安全域2:承載MEC平臺與運營商自有應(yīng)用;
l 安全域3:第三方應(yīng)用,VM隔離;
實現(xiàn)邊界防護(hù):
l N6口采用FW+IPS組合進(jìn)行邊界防護(hù)
l N3部署SecGW,與RAN實現(xiàn)IPSec加密通信
l 可選擇N4部署FW/SecGw,與5GC實現(xiàn)安全通信
針對風(fēng)險2:
配置MEC集中威脅監(jiān)測處置:
l 建設(shè)針對MEC的SOC:實現(xiàn)攻擊行為、異常流量監(jiān)測,支持自動化響應(yīng)
l 構(gòu)建2B客戶視圖的安全運營管理中心:支持對第三方App、主機(jī)異常監(jiān)控,能夠?qū)EC內(nèi)部的VM、容器提供異常攻擊行為的監(jiān)測;
設(shè)備安全威脅及策略:
將數(shù)據(jù)下沉遭受攻擊的情況分為以下兩種情況,設(shè)備安全威脅及解決策略下表所示:
a) 從近端攻擊:物理近端接觸,破壞、竊取或更換MEC部件進(jìn)行攻擊
b) 從外部接口發(fā)起攻擊
MEC對外接口安全威脅及策略:
針對風(fēng)險3、4:
針對風(fēng)險5,6:
構(gòu)建企業(yè)5G私網(wǎng):
l 通過APN/DNN等方案組成企業(yè)子網(wǎng),只允許無線側(cè)接入;
l 人,卡,機(jī)多因子鑒權(quán);機(jī)卡綁定;企業(yè)AAA二次鑒權(quán),僅特定終端可以訪問;
l 配置基站白名單,基站僅允許專網(wǎng)用戶接入(需額外配置):
規(guī)劃建設(shè)獨立DNN,本地MEC作為邊緣UPF,為園區(qū)區(qū)域規(guī)劃獨立TA區(qū),規(guī)劃獨立MEC DNN。省份專網(wǎng)AMF上配置指定TA表和號段(號碼)關(guān)聯(lián),并配置接入限制白名單,用戶從指定基站接入后,AMF根據(jù)用戶接入的TA和號碼匹配白名單,通過白名單匹配的用戶,可以接入,白名單號碼在UDM中簽約區(qū)域漫游限制,不允許從其他TA下接入。
企業(yè)內(nèi)部用戶簽約獨立DNN,可以正常使用;企業(yè)外用戶,也會接入到獨立DNN,但是會被拒絕認(rèn)證,導(dǎo)致無法使用5G。企業(yè)內(nèi)網(wǎng)用戶附著激活后由SMF根據(jù)獨立DNN選擇本地MEC UPF,對邊緣業(yè)務(wù)進(jìn)行本地流量卸載,實現(xiàn)業(yè)務(wù)流量不出園區(qū)。
業(yè)務(wù)流程:
1. 企業(yè)用戶終端(白名單用戶)進(jìn)行5G激活附著;
2. AMF配置根據(jù)TAI+DNN選擇SMF;
3. SMF通過DNN選擇UPF;企業(yè)用戶使用特定行業(yè)DNN,選擇MEC UPF 根據(jù)數(shù)據(jù)報文的用戶面路由轉(zhuǎn)發(fā)。
4. 企業(yè)用戶移動到企業(yè)園區(qū)外,AMF中斷終端會話,強(qiáng)制用戶下線。
5. 企業(yè)外用戶(非白名單用戶)無法激活,在園區(qū)內(nèi)無法正常使用5G。
確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機(jī)密性和完整性:
l 建立數(shù)據(jù)傳輸加密管道,包括空口加密完保、基站與MEC IPSec加密、MEC與企業(yè)云IPSec加密傳輸;
l 企業(yè)應(yīng)用層自身加密、CPE安全隧道;
保障MEC運維安全:在中心云構(gòu)建統(tǒng)一的MEC運維堡壘機(jī)。
管理區(qū)域部署堡壘機(jī),對運維人員進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)證、單點登錄、授權(quán)、操作審計等,主帳號過雙因素動態(tài)口令認(rèn)證加強(qiáng)安全性堡壘機(jī)部署在管理維護(hù)區(qū),部署位置靈活,路由可達(dá)即可核心交換機(jī)旁掛VPN,外網(wǎng)運維人員、2B客戶應(yīng)用維護(hù)人員通過VPN隧道安全接入內(nèi)網(wǎng),登錄堡壘機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一運維操作;禁止直接登錄設(shè)備和云平臺。
五、 測試床實施部署
(正文 小四 宋體。行距1.5倍行距)
5.1. 測試床實施規(guī)劃
【明確測試床實施的時間規(guī)劃?!?/p>
實施規(guī)劃周期
從實施周期僅供參考,根據(jù)實際情況調(diào)整。
各階段任務(wù) | 工作內(nèi)容 | 部門 |
項目啟動 | 項目啟動,職責(zé)分工 | All |
租纖布放 | MEC至傳輸設(shè)備專線布放 | 電信 |
MEC到貨 | MEC硬件設(shè)備到貨 | 諾基亞 |
MEC安裝 | MEC設(shè)備安裝 | 電信 |
IP規(guī)劃 | MEC至企業(yè)、基站、傳輸B設(shè)備的IP/VLAN規(guī)劃 | 電信/企業(yè) |
MEC部署 | MEC軟件部署和調(diào)測 | 諾基亞 |
MEC聯(lián)調(diào) | MEC與企業(yè)/基站IP路由調(diào)測,實現(xiàn)終端ping通企業(yè)服務(wù)器 | 諾基亞/電信/企業(yè) |
多業(yè)務(wù)調(diào)測 | 企業(yè)業(yè)務(wù)測試及時延優(yōu)化 | 電信/企業(yè)/諾基亞 |
5.2. 測試床實施的技術(shù)支撐及保障措施
項目維護(hù)和服務(wù)方案如下:
事件或故障定義和描述
事件或故障定義和描述
該大客戶發(fā)生影響業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)故障或重要業(yè)務(wù)阻斷障礙。
事件或故障的影響面分析
影響大客戶網(wǎng)絡(luò)或重要業(yè)務(wù)的通信。
1.2、事件或故障處置原則
l 處理原則
1、障礙申告
1)在客戶端現(xiàn)場的故障修復(fù)過程中,要求現(xiàn)場維護(hù)人員每30分鐘向客戶調(diào)度中心匯報障礙處理的情況和進(jìn)展;
2)并根據(jù)重要大客戶業(yè)務(wù)故障處理的問題升級制度,將故障情況逐級向上報告;
2、障礙處理
1)客戶端現(xiàn)場維護(hù)人員在接到用戶障礙申告后,應(yīng)迅速作出響應(yīng);
2)對客戶端的故障處理應(yīng)嚴(yán)格遵守大客戶故障處理流程(或與客戶簽訂的差異化服務(wù)協(xié)議或SLA服務(wù)協(xié)議);
3)本著“對客戶負(fù)責(zé)到底”的原則,并遵循“先搶通,后排障”的原則在規(guī)定的時間內(nèi)恢復(fù)業(yè)務(wù)。
3、處理結(jié)束
1)應(yīng)認(rèn)真聽取并記錄用戶的意見和建議,耐心解答用戶提出的問題;同時詳細(xì)記錄故障現(xiàn)象及故障處理過程,并向客戶調(diào)度中心反饋處理結(jié)果與情況;
2)故障處理完畢后,應(yīng)在客戶端繼續(xù)觀察10分鐘(重復(fù)發(fā)生的故障應(yīng)適當(dāng)延長時間),確認(rèn)故障已經(jīng)徹底排除,業(yè)務(wù)恢復(fù)穩(wěn)定后,方能離開;
l 業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系
服從客戶調(diào)度中心大客戶受理崗的調(diào)度。
1.3、應(yīng)急處置組織體系
l 組織構(gòu)成
團(tuán)隊組成部門:客調(diào)中心,政支中心,網(wǎng)維中心,無線中心,廠家團(tuán)隊,江蘇電信支撐團(tuán)隊,天翼物聯(lián)支撐團(tuán)隊。
l 各層、各級職責(zé)分工
中國電信蘇州分公司大客戶服務(wù)支撐團(tuán)隊,由網(wǎng)絡(luò)管理部統(tǒng)一組織和協(xié)調(diào),由客戶調(diào)度中心統(tǒng)一匝口負(fù)責(zé)大客戶障礙接應(yīng)保障和應(yīng)急調(diào)度工作,政企客戶支撐中心負(fù)責(zé)用戶現(xiàn)場維護(hù),網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心負(fù)責(zé)相關(guān)專業(yè)技術(shù)支撐工作,無線維護(hù)中心負(fù)責(zé)基站的日常維護(hù)和信號優(yōu)化,江蘇公司網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)中心負(fù)責(zé)用戶信令流的對接分析工作,電信天翼物聯(lián)公司負(fù)責(zé)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)制作。
蘇州電信分公司客戶調(diào)度中心職責(zé)包括:作為大客戶售后服務(wù)統(tǒng)一接口,負(fù)責(zé)承擔(dān)向客戶提交維護(hù)障礙故障報告,設(shè)置報障電話如10000+9單獨專席服務(wù)電話接應(yīng)用戶障礙申告,對障礙進(jìn)行有效預(yù)處理及應(yīng)急啟動響應(yīng)預(yù)案等。
蘇州電信分公司政企支撐中心職責(zé)包括:大客戶現(xiàn)場服務(wù),提供7×24小時的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持以及設(shè)備的維護(hù)服務(wù);對客調(diào)中心派發(fā)的故障單進(jìn)行及時有效的閉環(huán)操作和現(xiàn)場應(yīng)急搶修調(diào)度。向客調(diào)中心提交配置變更、問題總結(jié)、性能優(yōu)化方案以及常規(guī)維護(hù)報告;按照差異化服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)開展大客戶主動性巡檢工作。
蘇州電信分公司無線維護(hù)中心職責(zé)包括:對博世廠區(qū)內(nèi)部信號優(yōu)化,基站的日常維護(hù)巡檢和升級,基站網(wǎng)管的后臺支撐及現(xiàn)場障礙處理。
蘇州電信分公司網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)中心職責(zé)包括:作為電信后端技術(shù)管控支撐部門,負(fù)責(zé)大客戶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備核心監(jiān)控及障礙搶修的技術(shù)支撐職責(zé)。
江蘇電信網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)中心職責(zé)包括:對博世卡信令流的監(jiān)控和對于疑難終端上線問題的定位抓包。
中國電信天翼物聯(lián)公司職責(zé)包括:物聯(lián)網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)制作,提供CMP卡管理平臺,監(jiān)控卡流量等信息。
人員
序號 | 保障部門 | 保障地點 | 職責(zé) |
1 | 客戶調(diào)度服務(wù)中心 | 局端 | 障礙調(diào)度管控、啟動應(yīng)急預(yù)案 |
2 | 政企客戶支撐中心 | 用戶機(jī)房 | 客戶端現(xiàn)場保障、執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案具體操作 |
3 | 無線維護(hù)中心 | 基站 | 無線信號優(yōu)化,基站障礙分析 |
4 | 蘇州網(wǎng)絡(luò)操作 維護(hù)中心 | 局端 | 傳輸網(wǎng)絡(luò)、交換網(wǎng)絡(luò)核心層保障。 |
5 | 省網(wǎng)絡(luò)操作 維護(hù)中心 | 局端 | 核心網(wǎng)信令流跟蹤抓取 |
6 | 天翼物聯(lián)公司 | 局端 | 物聯(lián)網(wǎng)卡管控,數(shù)據(jù)監(jiān)測 |
1.4、應(yīng)急調(diào)度或處置方案
用戶重大業(yè)務(wù)中斷解釋為用戶中心機(jī)用戶核心業(yè)務(wù)全阻故障,影響用戶生產(chǎn)作業(yè),需啟動應(yīng)急預(yù)案:博世無論從線路保護(hù)、設(shè)備單板保護(hù)等保護(hù)措施,安全性都較高,為防萬一,我們特制定更為完善的應(yīng)急方案如下
l 局端設(shè)備應(yīng)急保障預(yù)案
1)定期進(jìn)行局端核心網(wǎng)元及用戶端設(shè)備的備份和檢查,確保備份的網(wǎng)元數(shù)據(jù)和實際運行數(shù)據(jù)相一致,并在軟件故障發(fā)生后能通過備份數(shù)據(jù)迅速恢復(fù)故障。
2)在全程路由的核心節(jié)點,對主要硬件板卡進(jìn)行熱備份和冷備份。
3)EMS網(wǎng)管平臺UPF進(jìn)行性能監(jiān)測,對業(yè)務(wù)進(jìn)行24小時不間斷的性能檢測,做好主動性維護(hù)工作。
4)對設(shè)備出現(xiàn)不可逆的障礙,將由蘇州電信客調(diào)中心立即調(diào)度政企客戶支撐中心現(xiàn)場支撐工程師在最短時間內(nèi)趕至用戶現(xiàn)場,并調(diào)度相關(guān)設(shè)備廠家駐蘇人員一并前往,進(jìn)行搶修,網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)中心支撐人員負(fù)責(zé)提供技術(shù)支撐,首先恢復(fù)受阻業(yè)務(wù)。在業(yè)務(wù)恢復(fù)正常后,再著手進(jìn)行故障原因的排查,其間,電信客調(diào)中心將負(fù)責(zé)與現(xiàn)場支撐工程師的聯(lián)系,并按重大障礙匯報流程逐級匯報上級部門。
5)障礙定位到長途核心層和對端局點故障的,由客調(diào)中心負(fù)責(zé)啟動集團(tuán)一站式系統(tǒng)派發(fā)障礙處理單,通過集團(tuán)公司管控相關(guān)本地網(wǎng)進(jìn)行障礙的應(yīng)急搶修和調(diào)度。
l 基站故障應(yīng)急調(diào)度預(yù)案
1)設(shè)置障礙監(jiān)控崗位負(fù)責(zé)7×24小時的故障監(jiān)控工作,在發(fā)現(xiàn)疑似重大障礙現(xiàn)象的10分鐘內(nèi)將故障派各代維管理人員;
2)障礙監(jiān)控人員在障礙開始的15分鐘內(nèi)將障礙時間、影響基站數(shù)量、基站大致所屬范圍(區(qū)域)短信通知部門領(lǐng)導(dǎo)及無線重大障礙支撐崗,障礙支撐人員在障礙開始的20分鐘內(nèi),根據(jù)資料梳理基站對應(yīng)傳輸設(shè)備、光路資料,提供無線重大障礙支撐崗,將監(jiān)控崗梳理的傳輸、光纜信息,告知其他專業(yè)障礙協(xié)調(diào)人,要求調(diào)度搶修。
3)現(xiàn)場代維處理人員在接障后5分鐘內(nèi)初步判斷障礙性質(zhì)、大致影響范圍、預(yù)計修復(fù)時間,并通知監(jiān)控崗;短時間無法定位的障礙需在接障后20分鐘內(nèi)將定位信息反饋監(jiān)控崗。
4)處理人員每30分鐘與監(jiān)控崗進(jìn)行溝通,匯報障礙處理進(jìn)度,如其他專業(yè)(如光纜、傳輸)處理中,了解告警及業(yè)務(wù)恢復(fù)情況,并將信息反饋監(jiān)控崗。
5)為滿足無線障礙應(yīng)急處理需求,無線維護(hù)中心設(shè)立了無線設(shè)備應(yīng)急倉庫,應(yīng)急設(shè)備包括2G/3G/4G/5G的所有設(shè)備及板卡,7*24可領(lǐng)取,確保應(yīng)急備件需求發(fā)起后快速將備件送達(dá)現(xiàn)場。
6)光纜障礙確認(rèn)斷纖情況后,優(yōu)先發(fā)起調(diào)纖流程,無法調(diào)纖的按照重大障礙處理流程升級至區(qū)局、接入維護(hù)中心、網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)中心和網(wǎng)絡(luò)部,確定搶修時間后跟蹤處理進(jìn)度;
l 專線故障應(yīng)急調(diào)度預(yù)案
1)當(dāng)蘇州電信客戶調(diào)度中心綜合各方情況,確認(rèn)為用戶接入光纜中斷的極端情況,影響用戶業(yè)務(wù)的,由客戶調(diào)度中心立即啟動緊急預(yù)案,通過電話,保持同客戶的溝通,盡可能利用未斷光纜先恢復(fù)故障光纜所承載的重要業(yè)務(wù),未影響用戶業(yè)務(wù)的,客調(diào)中心仍需直接聯(lián)系現(xiàn)場維護(hù)工程師,并派發(fā)障礙單進(jìn)行障礙管控。
2)調(diào)度中心值班人員在與兩端用戶溝通的同時,立即通過調(diào)度系統(tǒng)派發(fā)障礙單,調(diào)度搶修人員前往用戶端進(jìn)行搶修。必要時VIP中心“兵分兩路”,前往用戶端及相應(yīng)光交接箱,協(xié)調(diào)處理,重點是先恢復(fù)中斷的業(yè)務(wù)。調(diào)度中心值班人員做好相應(yīng)聯(lián)絡(luò)配合工作,并提供一切必要的方案、資料數(shù)據(jù),協(xié)助現(xiàn)場維護(hù)人員搶修障礙。
3)當(dāng)通過調(diào)度備份路由纖芯,經(jīng)用戶確認(rèn)業(yè)務(wù)、告警恢復(fù)后,調(diào)度人員依此作為障礙結(jié)單的依據(jù)進(jìn)行結(jié)單,但現(xiàn)場搶修人員仍應(yīng)繼續(xù)查修故障的光纖纖芯,可利用OTDR或光功率計等光纖測試儀表全程測試租纖的各項性能參數(shù),精確判斷纖芯障礙具體斷點。如障礙點發(fā)生在光交接箱內(nèi),現(xiàn)場搶修人員應(yīng)立即前往所在障礙點光交,在局端及用戶端搶修人員的配合下完成調(diào)度空纖或更換法蘭盤的工作。
l 客戶側(cè)設(shè)備故障應(yīng)急調(diào)度預(yù)案
對于客戶側(cè)設(shè)備故障引起的故障,如客戶核心防火墻等,由蘇州電信政企客戶支撐中心全力配合客戶完成修復(fù),提供與UPF對接的ip信息和相關(guān)配置備份,必要時可以趕至用戶現(xiàn)場協(xié)助
古話說的好,“巧婦難為無米之炊”,對各系統(tǒng)的維護(hù)來說也是一樣的道理,對系統(tǒng)進(jìn)行正常的設(shè)備維護(hù)所需的基本維護(hù)條件,即做到“四齊”,即備件齊、配件齊、工具齊、儀器齊。
維護(hù)注意事項
在對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)過程中,應(yīng)對一些情況加以防范,盡可能使設(shè)備的運行正常,主要需做好防潮、防塵、防腐、防雷、防干擾的工作。
1)防潮、防塵、防腐
對于系統(tǒng)的各種采集設(shè)備來說,由于設(shè)備直接置于有灰塵的環(huán)境中,對設(shè)備的運行會產(chǎn)生直接的影響,需要重點做好防潮、防塵、防腐的維護(hù)工作。如攝像機(jī)長期懸掛于棚端,防護(hù)罩及防塵玻璃上會很快被蒙上一層灰塵、碳灰等的混合物,又臟又黑,還具有腐蝕性,嚴(yán)重影響收視效果,也給設(shè)備帶來損壞,因此必須做好攝像機(jī)的防塵、防腐維護(hù)工作。在某些濕氣較重的地方,則必須在維護(hù)過程中就安裝位置、設(shè)備的防護(hù)進(jìn)行調(diào)整以提高設(shè)備本身的防潮能力,同時對高濕度地帶要經(jīng)常采取除濕措施來解決防潮問題。
2)防雷、防干擾
只要從事過機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)工作的人都知道,雷雨天氣一來,設(shè)備遭雷擊是常事,給設(shè)備正常的運行造成很大的安全隱患,因此,設(shè)備在維護(hù)過程中必須對防雷問題高度重視。防雷的措施主要是要做好設(shè)備接地的防雷地網(wǎng),應(yīng)按等電位體方案做好獨立的地阻小于1歐的綜合接地網(wǎng),杜絕弱電系統(tǒng)的防雷接地與電力防雷接地網(wǎng)混在一起的做法,以防止電力接地網(wǎng)雜波對設(shè)備產(chǎn)生干擾。防干擾則主要做到布線時應(yīng)堅持強(qiáng)弱電分開原則,把電力線纜跟通訊線纜和視頻線纜分開,嚴(yán)格按通信和電力行業(yè)的布線規(guī)范施工。
維護(hù)要求:
1、定期對網(wǎng)絡(luò)、硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)、存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行巡檢、保養(yǎng);
2、每月對所有外場設(shè)備進(jìn)行巡檢、保養(yǎng);
3、每年對所有外場設(shè)備的金屬部件進(jìn)行防銹保養(yǎng);
4、每次巡檢、保養(yǎng)必須進(jìn)行詳細(xì)記錄并報確認(rèn),每月向采購方報送巡檢、保養(yǎng)報表;
機(jī)房巡檢內(nèi)容如下:
客戶名稱 | 聯(lián)系人 | ||||||||||||
電 話 | |||||||||||||
客戶地址 | 巡檢時間 | 年 月 日 | |||||||||||
巡檢部門 | 中國電信蘇州分公司 | 巡檢人員 | 聯(lián)系電話 | ||||||||||
機(jī)房環(huán)境檢查 | |||||||||||||
機(jī)房環(huán)境 | 機(jī)房溫度20度 濕度 40 % | □ 正常 □ 異常 | |||||||||||
機(jī)柜檢查 | 機(jī)柜防塵防鼠 | □ 正常 □ 異常 | |||||||||||
機(jī)柜接地情況 | □ 正常 □ 異常 | ||||||||||||
設(shè)備運行狀況檢查 | |||||||||||||
網(wǎng)上運行受理服務(wù)器運行狀況 | □ 正常 □ 異常 | 網(wǎng)上運行統(tǒng)計服務(wù)器運行情況 | □ 正常 □ 異常 | ||||||||||
網(wǎng)上運行處理服務(wù)器運行狀況 | □ 正常 □ 異常 | 網(wǎng)上運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫運行情況 | □ 正常 □ 異常 | ||||||||||
短信網(wǎng)關(guān)運行狀況 | □ 正常 □ 異常 | MQ前置機(jī)運行情況 | □ 正常 □ 異常 | ||||||||||
錄音及軟電話數(shù)據(jù)庫服務(wù)器運行狀況 | □ 正常 □ 異常 | 服務(wù)器運行狀況 | □ 正常 □ 異常 | ||||||||||
設(shè)備的連接情況檢查 | |||||||||||||
專線連接是否正常 | □ 正常 □ 異常 | 走線是否整潔、規(guī)范,標(biāo)識是否清晰 | □ 正常 □ 異常 | ||||||||||
網(wǎng)線連接是否正常 | □ 正常 □ 異常 | 走線是否整潔、規(guī)范,標(biāo)識是否清晰 | □ 正常 □ 異常 | ||||||||||
巡檢人員簽字 | |||||||||||||
客戶意見或建議: | |||||||||||||
客戶簽字 | 電信簽字 | ||||||||||||
基站巡檢內(nèi)容如下:
主設(shè)備網(wǎng)管上可監(jiān)控,狀態(tài)異常時直接短信派發(fā)工單到維護(hù)人員手機(jī),正常情況每3月巡檢一次,巡檢要求如下: | ||
巡檢模塊 | 巡檢子項 | 巡檢要求 |
信源設(shè)備檢查 | 主設(shè)備是否正常 | 檢查信源主設(shè)備是否運行正常 |
電源線及接電器是否正常 | 檢查電源線和接電器是否正常 | |
光纜及接口是否正常 | 檢查現(xiàn)場線纜走線是否整齊、規(guī)范,線纜接頭是否緊固 | |
接地是否正常 | 檢查室分系統(tǒng)是否正確接地 | |
天饋接頭是否正常 | 檢查天饋接頭是否緊固,是否包扎完好 | |
直放站遠(yuǎn)端機(jī)檢查 | 直放站遠(yuǎn)端機(jī)檢查 | 檢查檢查直放站遠(yuǎn)端機(jī)是否運行正常 |
信號測試 | 信號測試1 | 天線一測試 |
信號測試2 | 天線二測試 | |
信號測試3 | 天線三測試 | |
信號測試4 | 一層的中心 | |
信號測試5 | 頂層的窗口 | |
信號測試6 | 地下室測試 | |
信號測試7 | 電梯 | |
信號測試8 | 入口 | |
現(xiàn)場環(huán)境檢查 | 溫濕度檢查 | 檢查室分信源所處環(huán)境的溫濕度符合要求 |
環(huán)境檢查 | 檢查室分信源所處環(huán)境是否清潔,有無堆積物,定期進(jìn)行保潔和堆積物清理 | |
安全隱患檢查 | 檢查室分信源所處環(huán)境有無水浸或火災(zāi)隱患 | |
標(biāo)簽檢查 | 檢查室分系統(tǒng)各標(biāo)簽和標(biāo)識是否清晰,正確,完整 | |
資料更新 | 地址信息和圖紙檢查 | 系統(tǒng)圖、平面圖、接電系統(tǒng)圖更新 |
無源設(shè)備檢查 | 合路器是否正常 | 檢查合路器是否正常 |
主干部分是否正常 | 檢查主干部分是否正常 | |
天線是否正常 | 檢查天線是否正常 |
I.每季度一次設(shè)備的除塵、清理,掃凈設(shè)備顯露的塵土。
II.根據(jù)系統(tǒng)各部份設(shè)備的使用說明,每季度檢測其各項技術(shù)參數(shù)及系統(tǒng)傳輸線路質(zhì)量,處理故障隱患,協(xié)助主管設(shè)定使用級別等各種數(shù)據(jù),確保各部份設(shè)備各項功能良好,能夠正常運行。
III.對容易老化的設(shè)備部件每季度一次進(jìn)行全面檢查,一旦發(fā)現(xiàn)老化現(xiàn)象應(yīng)及時更換、維修。
我方中標(biāo)后,將根據(jù)招標(biāo)方要求對所有招標(biāo)項目涉及的系統(tǒng)項目的設(shè)備現(xiàn)狀生成報表提交給招標(biāo)方確認(rèn),在此之前如果檢查出有設(shè)備損壞,更換設(shè)備所產(chǎn)生的費用經(jīng)審計后由招標(biāo)方負(fù)責(zé)。
(如與招標(biāo)文件有沖突的,以招標(biāo)文件時間為準(zhǔn))
? 對所有已經(jīng)出保的設(shè)備提供至合同到期的設(shè)備硬件維護(hù)服務(wù),設(shè)備的正常損壞所造成的更換、維修費用由招標(biāo)方承擔(dān),但我方將免費提供設(shè)備的拆卸及安裝調(diào)試服務(wù)。
? 派遣技術(shù)人員中心進(jìn)行日常服務(wù),排除系統(tǒng)故障,保障整個系統(tǒng)的正常運行。
? 對整個系統(tǒng)進(jìn)行定期巡檢服務(wù),及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的損壞或系統(tǒng)的功能異常。
? 對整個系統(tǒng)所有設(shè)備進(jìn)行必要的定期保養(yǎng)服務(wù)。
? 負(fù)責(zé)視頻綜合應(yīng)用平臺軟件的功能維護(hù)及軟件版本升級。
? 對招標(biāo)方的重大事件和重大活動進(jìn)行技術(shù)支持和現(xiàn)場保障服務(wù)。
? 對室外設(shè)備進(jìn)行巡檢并承擔(dān)由于非正常因素引起的設(shè)備損壞、偷盜而無法索賠的風(fēng)險。
維護(hù)過程中,我方會提供一定比例的備品備件,以方便設(shè)備損壞后的維護(hù)工作,我方對這些設(shè)備的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等同于運行設(shè)備。若我方在故障維修中用備品備件頂替原設(shè)備運行,則換下的故障設(shè)備應(yīng)在最短時間內(nèi)送修后作為備品備件。 因本次項目重點為設(shè)備的搬遷,多數(shù)設(shè)備為利舊設(shè)備,新增設(shè)備較少且都是不需要提供備件的設(shè)備,所有我方提供的備品備件重點考慮了系統(tǒng)組成中較多的、較易發(fā)生損壞的設(shè)備。
平時在巡檢或者維修的過程中我方會及時更新檔案的數(shù)據(jù)資料,為用戶提供一手的檔案信息,建議用戶配備相關(guān)專業(yè)的IT人員,達(dá)到事半功倍的效果。
? 為確保本項目中涉及的傳輸網(wǎng)絡(luò)電路安全、穩(wěn)定安全,特制定以下應(yīng)急方案及保護(hù)措施。
? 本應(yīng)急保障方案同時適用吳中區(qū)政務(wù)外網(wǎng)出口光纖租賃項目主用電路租賃服務(wù)和備用電路租賃服務(wù)。
經(jīng)過多年的建設(shè)和運營,蘇州電信不僅建立了一支高水平、高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)支持隊伍,同時還建立了一套完善的支持售后服務(wù)體系。
5.3. 測試床實施的自主可控性
自主可控.
六、 測試床預(yù)期成果
? 物料拿取和放置自動化。實現(xiàn)動態(tài)化多區(qū)域無人物流:減少50%廠內(nèi)物流管理成本和30%在線物料庫存。
? 利用數(shù)據(jù)分析進(jìn)行的工藝監(jiān)控和優(yōu)化要求的樣本完整性提高接近真實場景,確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確度,為機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ):基于此目的IT基建成本減少50%;實現(xiàn)生產(chǎn)線“無感”改造和快速部署。
? 量產(chǎn)情況下,實現(xiàn)實時AI算法結(jié)果反饋,確保缺陷產(chǎn)品的實時在線自動分流:同工藝,AI視覺檢測的比例達(dá)到99%;光學(xué)檢測的工藝成本降低50%。
6.2. 測試床的商業(yè)價值、經(jīng)濟(jì)效益
隨著智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟,制造型企業(yè)對于設(shè)備的連接數(shù)量,生產(chǎn)布局的靈活程度以及更靈活的通訊模式都有了越來越高的要求。基于有線和wifi的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在連接數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娲嬖谥T多的限制。5G技術(shù)的發(fā)展正好契合了工業(yè)化4.0的進(jìn)程需要。
連接數(shù)的大量提升:隨著各類IOT技術(shù)的使用在生產(chǎn)設(shè)備上需要用來采集的數(shù)據(jù)越來越多,5G對客戶端連接能力的提升解除了這一類限制。
網(wǎng)絡(luò)連接的靈活性:90%的工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備是基于有線網(wǎng)絡(luò),這樣的模式限制了設(shè)備模塊化和產(chǎn)線的靈活再組的期望,5G讓生產(chǎn)線的布局更加的靈活。
端對端的通訊模式:在工業(yè)生產(chǎn)信息化后,數(shù)據(jù)中心化的IT架構(gòu)使得每臺設(shè)備必須經(jīng)過數(shù)據(jù)機(jī)房的服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,服務(wù)器的性能在很大程度上制約著生產(chǎn)進(jìn)程。5G的D2D技術(shù)可以讓生產(chǎn)回歸到真實,實現(xiàn)去數(shù)據(jù)中心化。
6.3. 測試床的社會價值
博世與中國電信簽約共建5G智慧工廠,是蘇州工業(yè)園區(qū)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)先行先試的典范,是園區(qū)聚力創(chuàng)新、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級進(jìn)程中,需要重點發(fā)展的模式。以本次共建5G智慧工廠為契機(jī),持續(xù)打造園區(qū)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)桿項目,形成可復(fù)制可推廣的經(jīng)驗,拉動園區(qū)整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,成為園區(qū)"金字招牌"。
6.4. 測試床初步推廣應(yīng)用案例
七、 測試床成果驗證
主要驗證項目5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋、5G網(wǎng)絡(luò)特性和5G行業(yè)應(yīng)用效果。
5G應(yīng)用測試的基本程序:
收集資料-----現(xiàn)場踏勘------編制測試方案----測試前的設(shè)備調(diào)試(調(diào)試至正常工作狀態(tài))-----現(xiàn)場測試并采集影像資料-----影像判讀與編輯------數(shù)據(jù)總結(jié)及測試報告-----編寫技術(shù)總結(jié)報告-----提交評估測試報告。
7.2. 測試床成果驗證方案
? 標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
1. 3GPP TS 38.521 Release 15
2. 具體應(yīng)用場景的相關(guān)行業(yè)規(guī)范(若有)
對5G網(wǎng)絡(luò)性能需求:
根據(jù)工廠量產(chǎn)應(yīng)用的要求,對5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵指標(biāo)要求如下:
編號 | 應(yīng)用名稱 | 上行帶寬 (Mbps) | 下行帶寬 (Mbps) | 最大時延 (ms) | 可靠性 |
1 | MES@Edge | 10 | 500 | 10 | 99.999% |
2 | AI輔助圖像質(zhì)檢 | 50 | 10 | 8 | 99.999% |
3 | Sensor數(shù)據(jù)采集 | 5 | 10 | 8 | 99.999% |
本次測試儀器采用5G商用終端或?qū)S脺y試設(shè)備,具體型號如下:
編號 | 終端型號 | 版本號 |
1 | 華為Mate20X | |
2 | CMCC FR01 | |
3 | 專用設(shè)備(若有) |
上述5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋測試結(jié)果表明,該項目的被測區(qū)域5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平達(dá)到行業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵指標(biāo)要求。
實際測試結(jié)果表明,MES生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用場景每條通訊報文的時長都在20ms以內(nèi),收發(fā)率100%,可以滿足MES生產(chǎn)系統(tǒng)的通訊要求。
通過檢測,AI輔助圖像質(zhì)檢到MEC的平均時延為8 ms,上行帶寬平均92 Mbps,滿足每秒20張照片的處理需求。
通過檢測,Sensor傳感器數(shù)據(jù)采集的線路時延為7 ms,帶寬為100 M,滿足應(yīng)用要求。
八、 與已存在AII測試床的關(guān)系
9.1. 測試床成果交付件
項目主要設(shè)備清單(例)
編號 | 名稱 | 規(guī)格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 華力建設(shè)、星港變電站、北環(huán)東路與蘇嘉杭交叉西北基站 | AAU5613 | 個 | 3 | 華為 |
2 | 博世汽車室分系統(tǒng) | PRRU5936 | 套 | 4 | 華為 |
AirFrame RM19 DC Compute | 套 | 1 | 諾基亞 | ||
4 | AOI內(nèi)置工業(yè)相機(jī)
| TRI | 套 | 1 | Type7500 |
5 | PLC | 倍福,力士樂 | 臺 | 5 | Opcon Plus |
6 | Sensor傳感器 | Keyence ;力士樂
| 套 | 2 | LK-H080;CS系列 |
7 | CPE | NR100 | 臺 | 3 | 四信 |
9.2. 測試床可復(fù)制性
博世汽車電子中國區(qū)的5G應(yīng)用試點,是基于量產(chǎn)的環(huán)境,在實際生產(chǎn)線上運行的應(yīng)用。一旦試點完成,就可直接復(fù)制。
本報告所載的材料和信息,包括但不限于文本、圖片、數(shù)據(jù)、觀點、建議,不構(gòu)成法律建議,也不應(yīng)替代律師意見。本報告所有材料或內(nèi)容的知識產(chǎn)權(quán)歸工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟所有(注明是引自其他方的內(nèi)容除外),并受法律保護(hù)。如需轉(zhuǎn)載,需聯(lián)系本聯(lián)盟并獲得授權(quán)許可。未經(jīng)授權(quán)許可,任何人不得將報告的全部或部分內(nèi)容以發(fā)布、轉(zhuǎn)載、匯編、轉(zhuǎn)讓、出售等方式使用,不得將報告的全部或部分內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)方式傳播,不得在任何公開場合使用報告內(nèi)相關(guān)描述及相關(guān)數(shù)據(jù)圖表。違反上述聲明者,本聯(lián)盟將追究其相關(guān)法律責(zé)任。