基于UPF下沉園區(qū)的三花5G未來工廠項目
報送單位：中國電信股份有限公司浙江分公司
主營業(yè)務：經(jīng)營與通信及信息業(yè)務相關的系統(tǒng)集成、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)服務；通信產(chǎn)品的銷售、設計、安裝；信息咨詢；廣告服務。
合作單位：三花集團
01 案例概述
本項目由中國電信和三花集團共同打造“1+2+2”模式云網(wǎng)邊體化工業(yè)互聯(lián)的未來智慧工廠。其中“1”代表5G定制化工業(yè)專網(wǎng)；第一個“2”代表核心云端和邊緣云；第二個“2”代表工業(yè)互聯(lián)平臺和工業(yè)互聯(lián)APPS。
通過5G定制化工業(yè)專網(wǎng)將分布廣泛，零散的人、機器和設備以數(shù)字孿生模型接入邊緣側(cè)，形成物理世界資產(chǎn)對象與數(shù)字空間業(yè)務應用的虛實映射；同時通過在核心云端和邊緣云部署工業(yè)互聯(lián)平合和工業(yè)互聯(lián)APPS支撐各類業(yè)務應用的開發(fā)和實現(xiàn)，目前此項目已在三花紹興濱海工廠落地。
1、對上行并發(fā)帶寬的要求不斷提高：以三花熱泵總成這個產(chǎn)品為例，一個產(chǎn)線需要采集600多個生產(chǎn)數(shù)據(jù)，其中包含了25張高清或3D的圖片，1段音頻，這個需求對上行并發(fā)帶寬提出了比以往更高的要求，帶寬不足極其容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包的現(xiàn)象。
2、國家政策加劇升級壓力：現(xiàn)階段國家對汽車行業(yè)的節(jié)能減排有硬性要求，這樣就需公司不斷的優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍，減少碳排放以至于達到國家符合的標準。
3、布線改造時間長，亟需“剪辮子”：三花在2021年平均每月需新建4條產(chǎn)線，同時由于產(chǎn)品的快速迭代，產(chǎn)線調(diào)整平均每個月就有2次，因此尋求更有效的方式來節(jié)省布線時間，實現(xiàn)產(chǎn)線快速上線變得更加緊迫。
基于以上因素，三花構(gòu)建一個“產(chǎn)品全生命周期采集分析的IT系統(tǒng)和大容量、無線化、低時延的CT網(wǎng)絡”來應對現(xiàn)階段產(chǎn)生的各項問題。
02 關鍵技術(shù)
1、三花MEC邊緣部署。通過在5G定制專網(wǎng)下沉的UPF側(cè)部署MEC邊緣資源，主要包括邊緣節(jié)點、邊緣應用和邊緣設備。平臺邊緣側(cè)的智能網(wǎng)關支持以容器的形式將邊緣應用快速部署到邊緣節(jié)點運行；通過把邊緣應用程序上傳到倉庫，在平臺上創(chuàng)建邊緣應用，然后將邊緣應用部署到邊緣節(jié)點運行；支持對應用進行版本的升級、卸載、監(jiān)控和日志采集，具體功能包括上傳容器鏡像、部署容器應用、升級容器應用、監(jiān)控容器應用等。
2、三花5G+全域性溯源系統(tǒng)部署。構(gòu)建了基于5G的“工業(yè)網(wǎng)關+下沉UPF工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺+應用系統(tǒng)”的“全域性溯源系統(tǒng)”。
（1）端側(cè)和網(wǎng)側(cè)：部署5G工業(yè)網(wǎng)關，提供多種工業(yè)通信接口和協(xié)議，向下接入各種現(xiàn)場設備和數(shù)據(jù)采集設備，向上通過5G模組接入5G網(wǎng)絡；以室分+宏站實現(xiàn)產(chǎn)線覆蓋，并將UPF下沉至園區(qū)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地處理，滿足安全要求的同時，降低業(yè)務時延。
（2）平臺側(cè)和應用側(cè)：在MEC上部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)終端的管理和多種數(shù)據(jù)的融合；部署了全域數(shù)據(jù)湖源系統(tǒng)，并可根據(jù)場景需求靈活部署生產(chǎn)EPR、智能工藝優(yōu)化等應用。
03 應用實效
此項目將UPF下沉至三花工業(yè)園區(qū)，在園區(qū)內(nèi)實現(xiàn)5G網(wǎng)絡全覆蓋，同時新增車間產(chǎn)線應用數(shù)據(jù)采集、AGV、移動辦公場景。在UPF側(cè)部署邊緣云MEC，同時在云端和邊緣云分別部署工業(yè)互聯(lián)平臺和全域性溯源系統(tǒng)。
1、有效提升三花產(chǎn)線上線時長，把產(chǎn)線上線時長由原本的14天縮短到1天。
2、降低了數(shù)據(jù)丟失導致的廢品率，因數(shù)據(jù)丟失而導致的廢品率從原來的1%下降到0.3%。
3、縮短了生產(chǎn)瓶頸節(jié)拍時長，將生產(chǎn)瓶頸節(jié)拍時長由原來的25秒縮短到21秒。
4、優(yōu)化了碳排放產(chǎn)能，響應國家雙碳戰(zhàn)略目標，通過優(yōu)化產(chǎn)能，每年可減少碳排放414噸。
項目上線后，僅水泵單產(chǎn)品線收益綜合提升就接近11%，一年將提升收益 704萬元，而僅濱海工廠的總計收益每年將達到約1.76億元。
