基于5G to B一朵云架构的5G+工业互联网 解决方案

责任编辑:程琳琳 2021.09.27 00:55

中国联通作为全球通信业的领导者,一直以来联合华为和垂直行业伙伴积极探索5G创新技术和解决方案,深入生产业务场景,帮助千行百业实现数字化转型,引领全球5GtoB发展方向。经过在众多行业的丰富实践,中国联通和华为通过结合创新技术开发,面向工业制造领域的5GtoB商用目标,打造了基于一朵云的5G+工业互联网解决方案。这一解决方案通过一点开户、全国可用,一点开通、全网可用,一地创新、全网复制的新型建网模式,可以帮助工业制造企业实现快速端到端商用部署,构建集约化运营、敏捷运维、安全可信的电信网络,用5G推动业务灵活创新,快速敏捷可靠上线,助力实现中国制造2025。

一、解决方案概览

基于一朵云的5G+工业互联网解决方案具有五大技术创新。

(一)集约化运营,业务快速发放:采用华为独创的Global全国统一分布数据库技术,具备“一地开户全国可用,用户放号即刻开通;新业务上线,全网同步部署;地市创新,全网复制”的能力。为实现一朵云运营需求,联通使用华为的独创Global 10亿级数据库,利用内存、磁盘双引擎,结合高效调度、压缩算法,可减少80%资源消耗并能实现以下功能:

1.用户放号营帐不改动,简化对接、免号段管理,用户放号不改网,实现一地开户,全国可用。

2.统一管理节点,微服务按需部署,分钟级加载。

3.引入灰度升级/快速回滚的功能,支持网络新老版本同时在线运行,现网用户可分批次平滑无损迁移至新版本,全程业务不中断,用户无感知,从而实现微服务动态加载快速试错,帮助业务创新。

4. 依托于MEPM边缘协同,新业务一点定制,或地市级创新,都可以实现全国全网快速复制。

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(二)DevOps运维模式,敏捷运维:结合5G toB对智能运维管理诉求,联通一朵云为行业客户提供全国集中运维+边缘场景免维的运维模式,支持跨层集中统一管理,实现端到端网络生命周期管理,全面提升云化网络规建维优的效率。

联通一朵云在网络规划阶段,支持一键式自动化网设,使网设周期从原来的8周降为2周。在建设阶段,CDCT业务快速上线,并可实现自动化升级而边缘侧MEC支持即插即用、自动配置,只需1名初级工程师,能将部署周期从2周降为2小时。

(三)一处创新,全网复制:联通中心云和边缘云的运行环境同源同栈,第三方APP可基于容器和虚机生成同一套软件。结合可按需部署在中心云或边缘节点的MEPM边缘协同,能匹配企业多园区场景,实现多园区快速复制,应用集成周期从2周缩短到3天, 版本升级周期从3个月缩短到1个月。

基于业务创新需求,中国联通构建全网大区集中MEP/MEPM部署方案,实现第三方APP在一地创新后,快速向全网复制。如三一重工在国内有7个产业园,园区应用包括生产线监测、安防、机器人巡逻等场景,且应用数量持续增加。联通一朵云通过5G+智慧园区创新在三一重工北京园区验证后,向其它产业园快速复制,提升企业效率和竞争力。

(四)MP2接口开放,网业协同:针对toB业务类型多,用户带宽需求不一,带宽管理要求高等业务需求,UPF开放MP2接口供第三方应用基于业务管理带宽、分流策略调用。实现带宽灵活控制、业务灵活分流、黑白名单安全管控的功能,匹配互联网、办公、制造园区等市场的网络管控述求。

(五)公网专用:磐石方案稳若磐石,跨DC容灾;风筝方案敏如风筝,U面即插即用,边缘免维1天开站,网断业不断,网沉人不增。

这两大方案基于公网专用建网方式实现,其中磐石方案支持千万级用户跨DC容灾,具备分钟级切换能力,保持业务永远在线。磐石方案依托华为独特的N-way架构,数据与业务处理分离,保障数据备份不丢失;亿级数据库,数据毫秒级热备,“有备无患”;百倍智能流控算法,高效处理信令冲击,从而实现跨DC容灾机制。

风筝方案利用本地大网热备,结合MEC和UPF下沉部署,保证了即使在极端情况下,企业外部网络中断后,也能保障内部网络继续运行,用户不掉线,业务正常运转。

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二、商用实践

基于一朵云的5G+工业互联网解决方案已在数千家工业制造企业中应用,帮助企业解决原有方案部署周期长、维护困难、移动性不足、网络时延过大、可靠性低、数据安全性不足等问题,助力制造工厂实现数字化转型。美的、宝马、格力、商飞、大和热磁等企业都已将这一方案成功应用于丰富的业务场景中。

美的智能制造实践

美的以生产场景为核心,在厨热事业部顺德工厂实现了5G网络深度覆盖,并结合生产制造流程,聚焦总装、注塑、钣金等八大领域,围绕“人、机、料、法、环”五大要素,设计了“985”数字化建设地图,规划了智能仓储、智能车辆管理、AI智能监测、EHS安全等19项应用和超600个5G连接的落地实施方案,借力5G大带宽、低时延、广连接的特点,全面建成5G全连接工厂,从根本上提高生产效率和效益,深度打造5G+工业互联网智能制造新模式。

1.5G智能仓储定位

传统手工派单方式工作效率低下,车行道易拥堵,人工放错位置,账实不符,影响发货和空间利用率。

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在引入5G智能仓储定位之后,加入了5G融合定位能力,记录货物及夹抱车轨迹,提升仓储物流效率。每条柜出货减少5分钟,出厂效率提升10%,每年减少周转费用二十多万,同时节省运营成本。5G智能仓储同时支持未来车载视频监控、自动驾驶等多业务演进。

2.5G+AI质检

传统工监测环节,需要人工操作,且存在漏检错检风险,一旦次品直接流入市场,还需额外承担返修成本。在引入5G+AI质检之后,利用5G大上行、低时延特性,通过工业摄像头结合AI质检数据云端处理,大幅提升质检正确率,出厂产品不良率下降了30%,年减少返修成本200多万。

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传统方式,每条产线都有数台工控机,不仅占地空间大,每台工控机需要单独运维,单独软件升级,效率低,运维成本高。利用5G大带宽能力和MEC超强算力,工控机云化部署,26条产线减少本地38台服务器投资,降低部署成本及25%人工维护成本。

此外,美的在5G+AGV调度,5G+钣金件质检,5G巡检机器人,5G+AR远程辅助维修等近20个应用场景上都已成功实践,部分应用在多厂房间实现一处创新,全网复制,快速构建智能厂房。


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