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中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)政企客戶分公司（簡(jiǎn)稱：政企分公司），成立于2012年8月，是中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)下屬經(jīng)營(yíng)集團(tuán)客戶市場(chǎng)的專業(yè)化分公司。政企分公司依托于中國(guó)移動(dòng)在網(wǎng)絡(luò)、客戶、渠道、業(yè)務(wù)和產(chǎn)業(yè)鏈等方面的整體優(yōu)勢(shì)，緊密圍繞“移動(dòng)改變生活”的發(fā)展愿景，為各行各業(yè)提供安全有效的行業(yè)解決方案，做質(zhì)量更好、服務(wù)更優(yōu)、創(chuàng)新更強(qiáng)、價(jià)值更高、管理更有效的運(yùn)營(yíng)商和現(xiàn)代服務(wù)企業(yè)。

2017年底，國(guó)務(wù)院下發(fā)《深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)” 發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，其中明確指出： 在5G研究中開展面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗(yàn)，協(xié)同推進(jìn)5G在工業(yè)企業(yè)的應(yīng)用部署。為積極響應(yīng)國(guó)務(wù)院加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，2017年10月，中國(guó)移動(dòng)政企公司與廣西玉柴共同成立為期3年的智能制造聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，重點(diǎn)結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開展面向車間內(nèi)部設(shè)備以及廠區(qū)電力設(shè)備的智能化巡檢測(cè)試驗(yàn)證工作。

一、關(guān)鍵詞

5G、巡檢、AR、工業(yè)機(jī)器人、圖像分析

二、發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式

中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司政企客戶分公司
楊天樂(lè)：yangtianle@chinamobile.com; 13810755446
梁睿：liangrui@chinamobile.com; 13910102465
王科：wangkezq@chinamobile.com; 13811628367
 
 

三、合作公司

廣西玉柴機(jī)器集團(tuán)有限公司

四、測(cè)試床項(xiàng)目目標(biāo)和概述
 

項(xiàng)目背景及目標(biāo)：
2017年10月，中國(guó)移動(dòng)政企公司與廣西玉柴共同成立智能制造聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃為期3年。結(jié)合5G、AR、智能硬件終端等技術(shù)，對(duì)玉柴傳統(tǒng)車間進(jìn)行智能化試點(diǎn)改造，并將試點(diǎn)驗(yàn)證的成果進(jìn)行內(nèi)部復(fù)制推廣，逐步實(shí)現(xiàn)玉柴智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)。

項(xiàng)目概述：
設(shè)備的定期巡檢與故障排查對(duì)于產(chǎn)線7*24小時(shí)安全生產(chǎn)至關(guān)重要，而傳統(tǒng)的設(shè)備巡檢存在諸多弊端，如人員誤操作，假巡檢，專業(yè)技能較低等，給企業(yè)的生產(chǎn)工作埋下了很多安全隱患。隨著5G、機(jī)器人、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的逐步成熟，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化巡檢。本項(xiàng)目具體滿足如下場(chǎng)景：

1.   工業(yè)AR設(shè)備點(diǎn)檢：借助AR眼鏡，采集前端巡檢人員觀察到的實(shí)時(shí)畫面，將視頻圖像實(shí)時(shí)回傳至云端，可實(shí)現(xiàn)前后端人員的實(shí)時(shí)交互，同時(shí)還可以利用AR眼鏡管理設(shè)備信息，包括維修，點(diǎn)檢記錄，保養(yǎng)信息等。

關(guān)鍵性能指標(biāo)：
a. AR眼鏡設(shè)備要求：

b. 實(shí)時(shí)性要求：
數(shù)據(jù)端到端傳輸時(shí)延應(yīng)小于20ms，以消除眩暈感。

c. 對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)性能需求：

 
2.   變電站機(jī)器人巡檢：遠(yuǎn)程控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)時(shí)采集、回傳高清視頻圖像至云端，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行人工智能分析判斷變電站內(nèi)設(shè)備是否存在異常，從而大幅減少人工投入。

關(guān)鍵性能指標(biāo)：
a. 精度要求
攝像頭分辨率應(yīng)達(dá)到1080P，可實(shí)現(xiàn)高倍數(shù)自動(dòng)調(diào)焦和手動(dòng)調(diào)焦，滿足對(duì)至少12米外儀表數(shù)據(jù)的清晰拍攝；傳感器采集的主要數(shù)據(jù)精度應(yīng)達(dá)到下表要求：

b. 移動(dòng)要求：
行進(jìn)速度可控，遇到異常情況可緊急制動(dòng)，支持遙控器手動(dòng)操控；

c. 實(shí)時(shí)性要求：
遠(yuǎn)程控制信息端到端數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延應(yīng)小于10ms；
傳感視頻數(shù)據(jù)端到端傳輸時(shí)延應(yīng)小于50ms；

d. 續(xù)航能力要求
續(xù)航時(shí)間保證在5小時(shí)以上，并且在電量不足時(shí)，可自動(dòng)發(fā)出告警或自動(dòng)回到充電點(diǎn)進(jìn)行充電。

e. 對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)性能需求：

五、測(cè)試床解決方案架構(gòu)
 

(一)   測(cè)試床應(yīng)用場(chǎng)景
場(chǎng)景1（工業(yè)AR設(shè)備點(diǎn)檢）：

客戶需求
玉柴的機(jī)加生產(chǎn)線具有很多高價(jià)值機(jī)床設(shè)備，需要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢。玉柴傳統(tǒng)的方式還是采用人工抄寫紙質(zhì)表單的方式進(jìn)行設(shè)備點(diǎn)檢，急需要通過(guò)信息化手段升級(jí)關(guān)鍵設(shè)備的點(diǎn)檢方式。玉柴希望在五工段機(jī)加生產(chǎn)線的HELLER加工中心使用AR終端對(duì)40-50臺(tái)機(jī)加工設(shè)備進(jìn)行智能化點(diǎn)檢，具體需求為：
1.  希望通過(guò)AR眼鏡實(shí)現(xiàn)設(shè)備維修時(shí)前后端的交互。
2.  智能識(shí)別設(shè)備，管理設(shè)備信息，包括維修，保養(yǎng)，點(diǎn)檢記錄，設(shè)備狀態(tài)等。

業(yè)務(wù)功能：
通過(guò)給點(diǎn)檢人員佩戴AR眼鏡，可以將AR終端所見(jiàn)的實(shí)時(shí)視頻通過(guò)5G SDN網(wǎng)關(guān)組建的工業(yè)虛擬專網(wǎng)回傳至平臺(tái)，平臺(tái)通過(guò)對(duì)畫面進(jìn)行智能分析，將點(diǎn)檢人員需要了解的關(guān)鍵信息（如廠區(qū)環(huán)境參數(shù)，設(shè)備運(yùn)行狀況，耗損情況等）發(fā)回至AR眼鏡終端，疊加在現(xiàn)實(shí)畫面上，以幫助點(diǎn)檢人員準(zhǔn)確判斷點(diǎn)檢設(shè)備是否出現(xiàn)異常。當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，后臺(tái)技術(shù)人員可通過(guò)AR眼鏡攝像頭拍攝的實(shí)時(shí)畫面了解異常狀況，并向廠區(qū)人員下達(dá)實(shí)時(shí)指令及現(xiàn)場(chǎng)操作指導(dǎo)等信息。通過(guò)5G移動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)，保證虛擬畫面疊加至現(xiàn)實(shí)景象的低時(shí)延，以消除眩暈感。

通過(guò)平臺(tái)，主要可實(shí)現(xiàn)以下功能：
1. 智能識(shí)別生產(chǎn)設(shè)備，通過(guò)AR終端管理設(shè)備信息，包括維修，保養(yǎng)，點(diǎn)檢記錄，設(shè)備狀態(tài)等；2. 點(diǎn)檢人員與后端技術(shù)人員的實(shí)時(shí)音視頻交互；
3. 可作為教學(xué)直播平臺(tái)，利用實(shí)際點(diǎn)檢、維修過(guò)程培訓(xùn)新技師；
4. 平臺(tái)可存儲(chǔ)一段時(shí)間內(nèi)的點(diǎn)檢，維修視頻數(shù)據(jù)，并提供調(diào)閱功能，可作為后期事故分析及追責(zé)的主要依據(jù)。

業(yè)務(wù)流程圖：

場(chǎng)景2（智能機(jī)器人巡檢）：
 

客戶需求：
玉柴廠區(qū)內(nèi)設(shè)置了一個(gè)變電站，站內(nèi)最高電壓11w伏。目前完全依賴人工進(jìn)行巡檢，共3個(gè)巡檢班，每班2人，一天共巡檢6次，每個(gè)班每天巡檢兩次。巡檢設(shè)備包括變壓器、電流互感器、斷路器、隔離刀閘、避雷器、PT端子線等，巡檢內(nèi)容包括對(duì)儀表數(shù)值檢查和記錄、器件破損檢查、溫度檢測(cè)、聲音檢測(cè)等。目前的問(wèn)題在于巡檢項(xiàng)目很多，人工成本高；一些設(shè)備和儀表位于6米以上的高處，人工查看難度大；變電站環(huán)境比較危險(xiǎn)，工人人身安全保障要求高。








綜上，玉柴希望能使用智能機(jī)器人自動(dòng)化巡檢的方式，減少人工巡檢的工作量。

業(yè)務(wù)功能：
智能巡檢機(jī)器人通過(guò)搭配各類傳感器，紅外傳感技術(shù)，音視頻識(shí)別技術(shù)等，可安全高效的完成巡檢任務(wù)，是未來(lái)巡檢的重要方式。智能巡檢機(jī)器人可定時(shí)，定點(diǎn)，定路徑巡檢，根據(jù)不同場(chǎng)景，按需制定巡檢方案。巡檢過(guò)程中，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)回傳實(shí)時(shí)高清巡檢畫面、設(shè)備信息、環(huán)境信息等，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行人工智能分析判斷廠區(qū)設(shè)備或環(huán)境是否存在異常。后臺(tái)人員可對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制，以對(duì)廠區(qū)某些地點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)巡查，節(jié)省大量人力物力。通過(guò)5G移動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)降低機(jī)器人指令傳輸時(shí)延，已滿足對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制的要求。

智能機(jī)器人巡檢應(yīng)用的主要功能：
1. 機(jī)器人可搭載多種傳感器和高清攝像頭，可對(duì)巡檢對(duì)象的溫度、聲音、震動(dòng)等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；
2. 機(jī)器人可拍攝高清的現(xiàn)場(chǎng)畫面并進(jìn)行無(wú)線回傳；
3. 平臺(tái)可對(duì)設(shè)備及儀表畫面進(jìn)行智能分析，識(shí)別儀表數(shù)據(jù)及設(shè)備的異常狀況；
4. 平臺(tái)可對(duì)人臉、行為、物體擺放等進(jìn)行智能識(shí)別，對(duì)異常環(huán)境狀況或人員行為進(jìn)行實(shí)時(shí)告警；
5. 機(jī)器人具備自主移動(dòng)，自我管理，自動(dòng)避障，自動(dòng)充電等功能，同時(shí)通過(guò)平臺(tái)，可由人工對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。

業(yè)務(wù)流程圖：


(二)    測(cè)試床重點(diǎn)技術(shù)
1.   5G：5G技術(shù)在低時(shí)延、工廠應(yīng)用的高密度海量連接、可靠性、以及網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理等方面具備顯著優(yōu)勢(shì)，為移動(dòng)設(shè)備的數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸提供了強(qiáng)有力的保障，打破了傳統(tǒng)工業(yè)有線傳輸?shù)慕d。因此，5G的發(fā)展可以真正實(shí)現(xiàn)信息化和工業(yè)化的深度融合。
2.        增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)：通過(guò)將工廠內(nèi)設(shè)備信息和虛擬世界信息進(jìn)行“無(wú)縫”集成，從而把原本在現(xiàn)實(shí)中難以觀察到的信息（溫度，產(chǎn)品編號(hào)，故障代碼等），通過(guò)設(shè)備建模，模擬仿真后再與真是場(chǎng)景疊加，將虛擬的設(shè)備信息實(shí)時(shí)應(yīng)用到真實(shí)世界，讓工人直觀的觀察到設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。
3.        機(jī)器人巡檢：智能巡檢機(jī)器人通過(guò)搭配各類傳感器，紅外傳感技術(shù)，音視頻識(shí)別技術(shù)等，可定時(shí)，定點(diǎn)，定路徑巡檢。巡檢過(guò)程中，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)回傳實(shí)時(shí)高清巡檢畫面、設(shè)備信息、環(huán)境信息等，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行人工智能分析判斷廠區(qū)設(shè)備或環(huán)境是否存在異常。

(三)    技術(shù)創(chuàng)新性及先進(jìn)性
本測(cè)試床利用5G技術(shù)的高速率、低時(shí)延、高可靠、網(wǎng)絡(luò)切片和移動(dòng)邊緣計(jì)算等特性，與人工智能技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，創(chuàng)造出基于5G的智能巡檢業(yè)務(wù)，可大幅提升工廠內(nèi)的巡檢效率。通過(guò)5G的低時(shí)延高可靠特性可大大提高對(duì)智能機(jī)器人遠(yuǎn)程控制的實(shí)時(shí)性和可靠性，從而可利用機(jī)器人對(duì)廠區(qū)進(jìn)行有效的自動(dòng)巡檢。
同時(shí)5G的高速率和低時(shí)延可大幅提高AR應(yīng)用的實(shí)時(shí)性，大幅降低AR眼鏡的眩暈感，使得AR技術(shù)可真正應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。結(jié)合人工智能技術(shù)的機(jī)器人巡檢與工業(yè)AR點(diǎn)檢業(yè)務(wù)可大幅提高巡檢和點(diǎn)檢效率和效果。

(四)    測(cè)試床解決方案架構(gòu)

 
 
 
 
 

六、預(yù)期成果

(一)          測(cè)試床的預(yù)期測(cè)試結(jié)果，針對(duì)測(cè)試項(xiàng)
工業(yè)AR設(shè)備點(diǎn)檢：在降低人力成本的同時(shí)，可以解決維修人員水平參差不齊的問(wèn)題，提升設(shè)備維修效率。并保證巡檢結(jié)果100%的電子化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)及保養(yǎng)信息的即時(shí)查看。實(shí)現(xiàn)的主要功能點(diǎn)如下：
1. 智能識(shí)別生產(chǎn)設(shè)備，通過(guò)AR終端管理設(shè)備信息、包括維修、保養(yǎng)、點(diǎn)檢記錄、設(shè)備狀態(tài)等；
2. 點(diǎn)檢人員與后端技術(shù)人員的實(shí)時(shí)音視頻交互；
3. 可作為教學(xué)直播平臺(tái)，利用實(shí)際點(diǎn)檢、維修過(guò)程培訓(xùn)新技師；
4. 平臺(tái)可存儲(chǔ)一段時(shí)間內(nèi)的點(diǎn)檢，維修視頻數(shù)據(jù)，并提供調(diào)閱功能，可作為后期事故分析及追責(zé)的主要依據(jù)。

機(jī)器人巡檢：每天可節(jié)省6個(gè)人的巡檢工作，并且還可以保證7*24小時(shí)全天候巡檢。可實(shí)現(xiàn)的功能如下：
1. 機(jī)器人可搭載多種傳感器和高清攝像頭，可對(duì)巡檢對(duì)象的溫度、聲音、震動(dòng)等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；
2. 機(jī)器人可拍攝高清的現(xiàn)場(chǎng)畫面并進(jìn)行無(wú)線回傳；
3. 平臺(tái)可對(duì)設(shè)備及儀表畫面進(jìn)行智能分析，識(shí)別儀表數(shù)據(jù)及設(shè)備的異常狀況；
4. 平臺(tái)可對(duì)人臉、行為、物體擺放等進(jìn)行智能識(shí)別，對(duì)異常環(huán)境狀況或人員行為進(jìn)行實(shí)時(shí)告警；
5. 機(jī)器人具備自主移動(dòng)，自我管理，自動(dòng)避障，自動(dòng)充電等功能，同時(shí)通過(guò)平臺(tái)，可由人工對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。

(二)          經(jīng)濟(jì)效益
利用AR眼鏡對(duì)工廠內(nèi)設(shè)備進(jìn)行日常檢查維修可極大的提升效率，減少維護(hù)人員的投入成本，并可以將誤操作給設(shè)備帶來(lái)的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)降至最低。傳統(tǒng)車間設(shè)備是依靠工人憑借自身經(jīng)驗(yàn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，對(duì)工人的專業(yè)技能要求很高，且依然難以保證工人可以應(yīng)對(duì)所有故障問(wèn)題。而利用AR技術(shù)，前端維護(hù)人員可在后端技術(shù)專家的實(shí)時(shí)指導(dǎo)下對(duì)所有設(shè)備的突發(fā)狀況進(jìn)行有效的應(yīng)對(duì)。
可利用巡檢機(jī)器人代替人工對(duì)變電站進(jìn)行日常的巡檢工作，大幅減少人員的投入。一個(gè)300平方米左右的變電站一天需要12人次的巡檢（不保障夜間巡檢）。而一臺(tái)巡檢機(jī)器人則可以承擔(dān)上千平方米的變電站的日夜巡檢，可以大大節(jié)省電力公司的運(yùn)營(yíng)成本。
(三)          社會(huì)價(jià)值
 “4G改變生活，5G改變社會(huì)”，這是各行各業(yè)對(duì)5G的普遍認(rèn)知。但5G技術(shù)尚未得到實(shí)際的應(yīng)用，因此，通過(guò)在工業(yè)領(lǐng)域智能巡檢應(yīng)用中利用5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，可以有效的驗(yàn)證5G的傳輸速率，穩(wěn)定性等特性，不僅可以加速發(fā)展工業(yè)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)體系，突破現(xiàn)有有線傳輸?shù)慕d，實(shí)現(xiàn)工業(yè)的智能化巡檢。同時(shí)還可以加速5G在各行各業(yè)應(yīng)用的速度，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)，生活帶來(lái)革命性的影響。

七、交付件

最終交付AR眼鏡5套、巡檢機(jī)器人1套、集中巡檢管理平臺(tái)；

八、測(cè)試床使用者

廣西玉柴機(jī)器集團(tuán)有限公司

九、知識(shí)產(chǎn)權(quán)說(shuō)明

中國(guó)移動(dòng)享有本測(cè)試床的全部知識(shí)產(chǎn)權(quán)，負(fù)責(zé)項(xiàng)目的研發(fā)測(cè)試。廣西玉柴擁有使用權(quán)，包括巡檢機(jī)器人，AR眼鏡以及巡檢管理平臺(tái)。其中，數(shù)據(jù)模型屬于雙方共有。

十、部署，操作和訪問(wèn)使用

平臺(tái)部署在中國(guó)移動(dòng)IDC/云計(jì)算資源池上，并為廣西玉柴相關(guān)人員提供訪問(wèn)權(quán)限。

十一、     資金

預(yù)計(jì)約為400萬(wàn)。

十二、     時(shí)間軸

聲明

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