华信藤仓：基于5G的数字化工厂

一、企业简介

       南京华信藤仓光通信有限公司（简称“华信藤仓”）成立于1995年，是面向前沿通信技术研发、制造、实施、服务为一体的行业前十强企业之一；是国家级知识产权优势企业、国家级知识产权示范企业、国家级绿色供应链企业、国家级绿色工厂、两化融合AAA级企业、江苏省智能制造示范工厂、江苏省工业互联网标杆企业、江苏省重要产业链骨干企业、江苏省信息化与工业化融合试点企业、江苏省三网融合创新示范企业、江苏省五星数字企业、江苏省工业信息安全公共服务平台（3星级）、江苏省质量信用AA级企业、江苏精品企业、江苏省“1650”产业光通信产业联盟副理事长单位。

       在知识产权应用方面，公司主导、参与国内外标准数十项；申请国内外专利231件；注册商标4个（马德里商标2个），软件著作权1件；作品登记1个；发表国内外论文数十篇，完成了江苏省经信、科技、发改的“三技术中心”建设、自建了国家级的CNAS实验室，先后承担了江苏省产业前瞻、国家核心技术攻关等多项科技前沿技术的开发与科技成果的市场化落地。工厂现有新港大道76号、新港大道78号、恒泰路3号三个厂区，占地面积13.3万平方米，产品覆盖到国内外数十个国家和地区。

二、企业在智能制造方面的现状

       华信藤仓公司信息化工作启动早，起步高，自1995年成立初就借鉴了国外大型标准产品的管理架构与管理理念建立了初步的信息化架构，用以提高协同办公的效率以及对产品制造流程进行管控。经过近30年的迭代成长，目前已经将整个信息化工作覆盖到产品的研发、制造、物流、售后服务的全产品生命周期。

       华信藤仓作为国家级的绿色供应链管理企业，与客户通过CRM、MES贯通数据建立了透明工厂，让客户能够实时了解和掌控产品的交付过程，降低了客户的采购成本和库存压力、减少了工厂的产品运营周期，为公司的客户经营创造更多的价值。另一端华信藤仓通过SRM系统链接供应商，传递客户需求，让供应商伙伴实时调整交付周期减少冗余库存，提高伙伴们的资金利用效率，实现降本增效。

       在研发端，华信藤仓由RDM系统管理发布的上架产品形成工艺路线与产品配方将自动的集成下发MES平台，形成研发产品的快速制造转化能力，来响应客户的快速定制化需求。

       在产品的制造过程，华信藤仓采取多种工业集成技术将制造过程的数千个数据实时采集进入工业大数据平台进行数据清洗挖掘，在实现在线全面检测的同时结合制造经验预测和改善产品的性能，不仅提高了产品的生产良率，还将产品生产的控制精度提高到标准的三倍以上。

       此外，华信藤仓还建立了ERP、PLM、碳排放、OEE、WMS、WCS等系统将精益制造理念融入到日常的系统化管理中，为企业在国际竞争中取得了独特优势。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

       1. 项目背景介绍

       华信藤仓公司在智能工厂的建设过程中，逐步完成了设备的关键数据采集接入和大数据价值挖掘利用，并取得了较好的经济价值。但是在部分区域，依然存在空间有限安装难度大、设备弹性扩展频繁、临时布放等场景需求需要解决，于是公司在2000年启动了5G覆盖的试点项目在解决上述问题的同时能够保证数据的高并发、高速率、高安全性。

       作为通信标准的参与者，公司对相关标准以及重点技术厂家进行了调研，广泛听取现有技术进展和实施建议，并依据自身特点成立专项、设定预算、制定了实施计划，通过每周的变革例会确保计划的准确实施。

       2. 项目实施与应用情况详细介绍

       1）网络构建

       将5G网络独立划分，建立硬件级的安全隔离，确保数据的安全。

       三个厂区周边基站梳理，切片规划，保障数据的并发和速率能够满足需求，同时实现异地的协同。
 
       2）设备选型

       （1）核心网基础网络环境建设

       MEC组网方案

       控制面接入南京5G核心网，使用核心网管理面进行MEC UPF的拉远部署及后期运维管理，带宽满足10Gbps；

       为园区网络用户规划DNN，通过AMF，SMF配置实现本地用户的UPF； 

       5G专网业务和UPF共资源池部署，边缘UPF与工厂5G专网内网通过业务交换机直接对接，业务流程经过防火墙进行隔离防护。

       （2）架构特征

       实时性：数据采用5G边缘计算技术在靠近设备的边缘侧分析处理，尝试端到端达到10ms的采集速率，满足工业应用实时性的要求；

       精确性：MEC云平台基于历史数据完成模型训练，训练后的算法模型在边缘层持续完成迭代更新；

       数据安全：数据仅在本地边缘层进行实时分析和处理，保障数据的安全。

       （3）主要设备配置

       一体化UPF、边缘UPF防火墙、高速边缘计算采集器。

       3）超低时延数据实时采集

       华信藤仓已经实现生产设备的关键数据实时采集，将采集的数千个数据实时录入工业大数据平台进行全程的自动检测、自动优化，本项目将在现有大数据平台上扩展弹性采集设备，采用更加先进的5G专网技术实现最高10ms的数据实时无线采集。
 
       4）工厂协同合作

       工厂建立有多个厂区、多个车间，柔性化的生产需要实现不同厂区和车间之间的协同，项目支持按照需求动态调整资源配置，以低成本的方式实现制造过程的协同。

       现场班组在设备操作的过程中需要2-3人协同，通过现场的移动终端实时提供不同划组、点对点、点对多点的呼叫协同合作。
 
       5）虚拟现场服务

       工厂的生产环境为封闭的无尘车间，通过远程虚拟现场服务，现场工作人员可以实时与后端技术人员协同处理生产过程，提高了技术人员的服务能力与效率。
 
       6）绿色制造以及设备预测维护

       工厂依据碳足迹分析对主要设备的碳排放进行采集和优化，结合清洁能源的使用、MES系统和现场实际情况自动实现工艺路线调整、设备休眠关机和优化排产，以提高电力的使用效率。结合设备OEE实现设备的自动巡检，同时对设备进行预测维护。
 
       7）工业安防以及精准动态作业

       工厂的环境为无尘洁净区域，灰尘、水汽、温度等对产品的品质有较大的影响。采用AI的视频监控，本地化GPU服务器24小时不间断的及时发现异常人员、异常着装、危险动作、设备异常等情况的报警推送和存档，确保现场精准动态作业的同时本地化数据不外传。
 
       3. 效益分析

       项目实施后，经过实际运营已经获得了较好的经济价值，不仅将产品品质的管控得到提高、设备利用率提高、降低了人员的需求，同时节约了材料的耗用、能源的耗用等。

       1）将现有产品的精度控制能力由±0.5微米提高到±0.2微米，优于标准3倍以上；

       2）产品的树脂涂敷直径稳定度大幅提高，降低了材料的耗用；

       3）产品外保护层的波动由0.4毫米降低到0.15毫米，提高了产品的良率；

       4）设备的开机率由1.5下降到1.3，减少了无效开机损耗，提高了设备的利用率；

       5）全自动的在线检测能力减少后端检验人员12人，减少了人工成本的支出。

       仅按照以上五项直接收益测算，项目年产生的直接经济价值达1000余万元。