宏电5G+WiFi Mesh组网方案成功应用在5G智慧工厂示范项目中

近日,工信部印发《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》,该计划结合当前产业发展实际和技术产业演进趋势,确立了未来三年我国工业互联网发展目标,其中关于在基础设施建设方面,明确指出要实施网络体系强基行动,推进工业互联网网络互联互通工程,推动IT与OT网络深度融合,在10个重点行业打造30个5G全连接工厂。我国已有十几个省市地区发布5G产业规划,提出将5G与工业融合应用作为产业规划重点,5G作为新一代信息通信技术被给予厚望,行业企业积极拥抱5G技术,探索如何更好的与行业融合为企业赋能,提升行业竞争力。

宏电5G+WiFi Mesh组网方案成功应用在5G智慧工厂示范项目中

宏电所服务的汽车零配件制造企业客户正尝试5G+工业互联网融合应用探索,面对日趋白热化的全球化竞争,客户希望通过5G AIoT新型技术融合应用,实现公司精益化、智能化管理,降低生产运营成本,提高生产效益,其工厂数字化改造、设备物联化需求迫切。

根据实地考察,客户工厂的熔炼区,压铸区,初加工区及机加工区域分布有上百台MES工控终端、手持终端、PDA、工业iPad等,当前主要面临以下难题:

(1)有线部署困难:客户拥有超5万平方米的厂房,由于厂区大,环境复杂,当前使用光纤来进行设备联网,每台设备都需要连接一根网线,现场还需要布置很多交换机来处理信号。但光纤网线会存在设备老化和故障情况,影响使用效率;

(2)WiFi组网不稳定:现有WiFi组网一个工厂需要安装30多个路由器,两台路由器切换区域容易发生信号不稳现象,客户现有的生产对稳定性要求极高,设备运行一旦出错,损失非常大,而当前WiFi组网在时延上及可靠性上无法满足需求。

(3)联网设备多、数据量大,网络不稳定造成影响大:当前工厂实现联网的设备有2000多台,同时联网的终端则有上千台,每秒钟的计算量、交互量就有数百条,网络基础设施不足的问题就更加凸显,经常出现因为网络问题造成数据采集中断。如算力问题导致出现排队、经常停机等事件,客户非常困扰。

(4)工厂数据处理量大、云端数据管理任务重:对设备状态远程控制,包括设备运行和产能,以及潜在故障分析等,尤其是潜在故障分析,需要建立庞大的数据库,配合边缘计算才能完成。

宏电5G+WiFi Mesh无线自组网方案

针对以上问题,宏电为客户提供5G智慧工厂Mesh无线自组网方案,为其定制开发了5G无线Mesh组网和强AP,从而实现对存量终端的接入和无缝漫游服务,厂区内所有设备均连接5G专网,数据实时上传至平台,实现了对“有线﹢WiFi”网络的整体替代和低成本改造,客户平台端对5G网络、终端、传输线路、信令、流量等全要素的统一监控和管理。

宏电5G+WiFi Mesh组网方案成功应用在5G智慧工厂示范项目中

上图为方案拓扑图

1、安全稳定可靠,Mesh组网&5G专网建设,摆脱有线困境,生产可灵活调整

为了解决mes终端接入网络问题,宏电提供5G+WiFi Mesh无线组网解决方案。通过部署宏电5G工业CPE作为无线组网的关键主节点和子节点(强AP),实现5G无线mesh组网,WiFi Mesh使用多个组合设备形成一个树状网络,覆盖全厂。企业的生产线可根据需要随时调整,没有了有线的“牵绊”,不再需要铺设网线和管理大量网络设备,就能让产线的搬迁、重组操作更加便捷,为工厂柔性制造提供支撑,更容易满足市场各类个性化定制的需求。

宏电5G工业CPE成功应用在5G智慧工厂项目中

宏电5G工业CPE成功应用在5G智慧工厂项目中

宏电Mesh自组网方案优势:

(1)支持多节点联网模式:可实现任意子节点上网同时能实现传统Mesh组网相同的无缝漫游,大大提高了Mesh组网的稳定性和灵活性,让分布式Mesh组网节点带宽有更高的使用率和让分布式Mesh节点业务均衡,避免因节点拥塞或故障而导致业务高时延或中断,从而达到大范围覆盖、网络内终端互通、无缝漫游效果,通过5G独立联网,最大限度发挥5G大带宽、低延时、高可靠的优势,让用户充分体验高速上网。

(2)节点故障智能处理。如果节点因为故障或者网络掉线,导致该节点无法正常上网,此时该节点会自动对经过其的业务数据包进行转发,由其他节点进行上网。

(3)双频合一:相比于传统WiFi2.4G和5.8G分离的模式,宏电Mesh组网可实现WiFi 2.4G和5.8G双频合一,终端自动优选5.8G WiFi,实现优质WiFi接入。

(4)APP智能运维统一管理:宏电自研Mesh运维APP,可实现接入设备、网络结构拓扑查看,网络质量分析,内网测速等功能,为Mesh组网问题排查和网络调优提供支撑。

2、部署5G SA+MEC边缘计算,有效保障工厂数据安全性

宏电5G工业CPE支持本地数据处理和分析,可扩展部署5G边缘计算和网络切片,实现设备预测性维护、智能巡检等5G智造场景的应用。基于5G的“高带宽”能够大量应用基于视频的质量管控等新型管理手段,促使业务向云端迁移,减少智能终端的计算性能需求,提升终端运行的稳定性和响应速度;5G的边缘计算和网络切片,能保障数据不出园区,设备到工厂云平台的私有网络通道,以此保证了数字化工厂的数据安全性。

宏电5G+WiFi Mesh组网方案成功应用在5G智慧工厂示范项目中

3、方案可适用范围广,复制性强

此方案为国内首个5G+WiFi Mesh智慧工厂应用落地,行业内首创的前瞻性应用,已经充分经过市场验证,且成功复制应用于纺织、家电、机器人等行业的智慧工厂升级改造项目中,使用范围广,可广泛应用于工厂AI视频分析监控、海上应急救援、港口集中箱联网、森林防火监测、重大活动安保、应急指挥无线通信、城市消防应急领域。

方案实施后,为客户节约了上百个热点、车间内数十余公里网线的铺设,告别了“有线+WiFi”网络,熔炼炉、看板、工业Pad、工业PDA等厂区内的百余台设备设施,通过移动5G网络全部接入到工业互联网平台,让工厂大量的数据可以畅通流转、数据实施采集,云端进行总控。同时通过部署5G SA﹢MEC边缘计算,实现流量本地卸载,数据不出园,保障了数据安全性,助力工厂内设备平均利用率整体提高,全流程费时缩减6倍。

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