中國移動通信集團(tuán)政企客戶分公司（簡稱：政企分公司），成立于2012年8月，是中國移動通信集團(tuán)下屬經(jīng)營集團(tuán)客戶市場的專業(yè)化分公司。政企分公司依托于中國移動在網(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，緊密圍繞“移動改變生活”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)、價值更高、管理更有效的運(yùn)營商和現(xiàn)代服務(wù)企業(yè)。
2017年底，國務(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》，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，中國移動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
中國移動通信集團(tuán)公司政企客戶分公司
楊天樂：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，中國移動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。
項(xiàng)目概述：
設(shè)備的定期巡檢與故障排查對于產(chǎn)線7*24小時安全生產(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)時畫面，將視頻圖像實(shí)時回傳至云端，可實(shí)現(xiàn)前后端人員的實(shí)時交互，同時還可以利用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：
主要性能 | 指標(biāo)內(nèi)容 | 范圍要求 |
可佩帶 | 最高運(yùn)行溫度 | ≤50℃ |
重量 | ≤200g | |
攝像頭 | 拍照 | ≥1000萬像素 |
攝像 | 1080P | |
續(xù)航能力 | 續(xù)航時間 | ≥5小時 |
b. 實(shí)時性要求：
數(shù)據(jù)端到端傳輸時延應(yīng)小于20ms，以消除眩暈感。
c. 對5G網(wǎng)絡(luò)性能需求：
功能 | 上行速率 | 下行速率 | 端到端時延 | 覆蓋 | 連接數(shù) | 可靠性（丟包率） |
AR視頻數(shù)據(jù)傳輸 | 10Mbps/每個終端 | 10Mbps/每個終端 | <20ms | 連續(xù)覆蓋試點(diǎn)范圍 | 50 | <10-5 |
2. 變電站機(jī)器人巡檢：遠(yuǎn)程控制機(jī)器人的運(yùn)動軌跡，實(shí)時采集、回傳高清視頻圖像至云端，系統(tǒng)通過對采集到的圖像數(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)自動調(diào)焦和手動調(diào)焦，滿足對至少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：
項(xiàng)目 | 測量分辨率 | 測量范圍 | 測量精度 |
溫度 | 0.1℃ | 0~60℃ | ±0.1℃ |
濕度 | 0.1% | 0~100%RH | ±1% |
TVOC | 0.1mg/m3 | 0~5.00mg/m3 | ±15% |
b. 移動要求：
行進(jìn)速度可控，遇到異常情況可緊急制動，支持遙控器手動操控；
c. 實(shí)時性要求：
遠(yuǎn)程控制信息端到端數(shù)據(jù)傳輸時延應(yīng)小于10ms；
傳感視頻數(shù)據(jù)端到端傳輸時延應(yīng)小于50ms；
d. 續(xù)航能力要求
續(xù)航時間保證在5小時以上，并且在電量不足時，可自動發(fā)出告警或自動回到充電點(diǎn)進(jìn)行充電。
e. 對5G網(wǎng)絡(luò)性能需求：
功能 | 上行速率 | 下行速率 | 端到端時延 | 覆蓋 | 連接數(shù) | 可靠性（丟包率） |
傳感和視頻數(shù)據(jù)傳輸 | 20Mbps/每臺機(jī)器人 | 10Mbps/每臺機(jī)器人 | 50ms | 連續(xù)覆蓋試點(diǎn)范圍 | 10 | <10-5 |
遠(yuǎn)程控制 | 10ms |
五、測試床解決方案架構(gòu)
(一) 測試床應(yīng)用場景
場景1（工業(yè)AR設(shè)備點(diǎn)檢）：
客戶需求
玉柴的機(jī)加生產(chǎn)線具有很多高價值機(jī)床設(shè)備，需要定期對設(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，急需要通過信息化手段升級關(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40-50臺機(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AR眼鏡實(shí)現(xiàn)設(shè)備維修時前后端的交互。
2. 智能識別設(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：
通過給點(diǎn)檢人員佩戴AR眼鏡，可以將AR終端所見的實(shí)時視頻通過5G SDN網(wǎng)關(guān)組建的工業(yè)虛擬專網(wǎng)回傳至平臺，平臺通過對畫面進(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，后臺技術(shù)人員可通過AR眼鏡攝像頭拍攝的實(shí)時畫面了解異常狀況，并向廠區(qū)人員下達(dá)實(shí)時指令及現(xiàn)場操作指導(dǎo)等信息。通過5G移動邊緣計(jì)算技術(shù)，保證虛擬畫面疊加至現(xiàn)實(shí)景象的低時延，以消除眩暈感。
通過平臺，主要可實(shí)現(xiàn)以下功能：
1. 智能識別生產(chǎn)設(shè)備，通過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)時音視頻交互；
3. 可作為教學(xué)直播平臺，利用實(shí)際點(diǎn)檢、維修過程培訓(xùn)新技師；
4. 平臺可存儲一段時間內(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個巡檢班，每班2人，一天共巡檢6次，每個班每天巡檢兩次。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)容包括對儀表數(shù)值檢查和記錄、器件破損檢查、溫度檢測、聲音檢測等。目前的問題在于巡檢項(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，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)器人通過搭配各類傳感器，紅外傳感技術(shù)，音視頻識別技術(shù)等，可安全高效的完成巡檢任務(wù)，是未來巡檢的重要方式。智能巡檢機(jī)器人可定時，定點(diǎn)，定路徑巡檢，根據(jù)不同場景，按需制定巡檢方案。巡檢過程中，通過5G網(wǎng)絡(luò)回傳實(shí)時高清巡檢畫面、設(shè)備信息、環(huán)境信息等，系統(tǒng)通過對收集到的數(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。后臺人員可對機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時控制，以對廠區(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5G移動邊緣計(jì)算技術(shù)降低機(jī)器人指令傳輸時延，已滿足對機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時控制的要求。
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，可對巡檢對象的溫度、聲音、震動等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測；
2. 機(jī)器人可拍攝高清的現(xiàn)場畫面并進(jìn)行無線回傳；
3. 平臺可對設(shè)備及儀表畫面進(jìn)行智能分析，識別儀表數(shù)據(jù)及設(shè)備的異常狀況；
4. 平臺可對人臉、行為、物體擺放等進(jìn)行智能識別，對異常環(huán)境狀況或人員行為進(jìn)行實(shí)時告警；
5. 機(jī)器人具備自主移動，自我管理，自動避障，自動充電等功能，同時通過平臺，可由人工對機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。
業(yè)務(wù)流程圖：
(二) 測試床重點(diǎn)技術(shù)
1. 5G：5G技術(shù)在低時延、工廠應(yīng)用的高密度海量連接、可靠性、以及網(wǎng)絡(luò)移動性管理等方面具備顯著優(yōu)勢，為移動設(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)：通過將工廠內(nèi)設(shè)備信息和虛擬世界信息進(jìn)行“無縫”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，故障代碼等），通過設(shè)備建模，模擬仿真后再與真是場景疊加，將虛擬的設(shè)備信息實(shí)時應(yīng)用到真實(shí)世界，讓工人直觀的觀察到設(shè)備的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)。
3. 機(jī)器人巡檢：智能巡檢機(jī)器人通過搭配各類傳感器，紅外傳感技術(shù)，音視頻識別技術(shù)等，可定時，定點(diǎn)，定路徑巡檢。巡檢過程中，通過5G網(wǎng)絡(luò)回傳實(shí)時高清巡檢畫面、設(shè)備信息、環(huán)境信息等，系統(tǒng)通過對收集到的數(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
本測試床利用5G技術(shù)的高速率、低時延、高可靠、網(wǎng)絡(luò)切片和移動邊緣計(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5G的低時延高可靠特性可大大提高對智能機(jī)器人遠(yuǎn)程控制的實(shí)時性和可靠性，從而可利用機(jī)器人對廠區(qū)進(jìn)行有效的自動巡檢。
同時5G的高速率和低時延可大幅提高AR應(yīng)用的實(shí)時性，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) 測試床解決方案架構(gòu)
六、預(yù)期成果
(一) 測試床的預(yù)期測試結(jié)果，針對測試項(xiàng)
工業(yè)AR設(shè)備點(diǎn)檢：在降低人力成本的同時，可以解決維修人員水平參差不齊的問題，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)信息的即時查看。實(shí)現(xiàn)的主要功能點(diǎn)如下：
1. 智能識別生產(chǎn)設(shè)備，通過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)時音視頻交互；
3. 可作為教學(xué)直播平臺，利用實(shí)際點(diǎn)檢、維修過程培訓(xùn)新技師；
4. 平臺可存儲一段時間內(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個人的巡檢工作，并且還可以保證7*24小時全天候巡檢。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，可對巡檢對象的溫度、聲音、震動等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測；
2. 機(jī)器人可拍攝高清的現(xiàn)場畫面并進(jìn)行無線回傳；
3. 平臺可對設(shè)備及儀表畫面進(jìn)行智能分析，識別儀表數(shù)據(jù)及設(shè)備的異常狀況；
4. 平臺可對人臉、行為、物體擺放等進(jìn)行智能識別，對異常環(huán)境狀況或人員行為進(jìn)行實(shí)時告警；
5. 機(jī)器人具備自主移動，自我管理，自動避障，自動充電等功能，同時通過平臺，可由人工對機(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)備帶來的潛在安全風(fēng)險降至最低。傳統(tǒng)車間設(shè)備是依靠工人憑借自身經(jīng)驗(yàn)對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，對工人的專業(yè)技能要求很高，且依然難以保證工人可以應(yīng)對所有故障問題。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)時指導(dǎo)下對所有設(shè)備的突發(fā)狀況進(jìn)行有效的應(yīng)對。
可利用巡檢機(jī)器人代替人工對變電站進(jìn)行日常的巡檢工作，大幅減少人員的投入。一個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)營成本。
(三) 社會價值
“4G改變生活，5G改變社會”，這是各行各業(yè)對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。同時還可以加速5G在各行各業(yè)應(yīng)用的速度，給社會經(jīng)濟(jì)，生活帶來革命性的影響。
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；
八、測試床使用者
廣西玉柴機(jī)器集團(tuán)有限公司
九、知識產(chǎn)權(quán)說明
中國移動享有本測試床的全部知識產(chǎn)權(quán)，負(fù)責(zé)項(xiàng)目的研發(fā)測試。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。其中，數(shù)據(jù)模型屬于雙方共有。
十、部署，操作和訪問使用
平臺部署在中國移動IDC/云計(jì)算資源池上，并為廣西玉柴相關(guān)人員提供訪問權(quán)限。
十一、 資金
預(yù)計(jì)約為400萬。
十二、 時間軸
時間 | 任務(wù) | 具體工作 | 輸出內(nèi)容 |
2018.4-2018.5 | 需求分析 | 與合作方溝通確認(rèn)示范項(xiàng)目具體需求 | 示范方案、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求表 |
2018.5-2018.6 | 方案制定 | 完成網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案，完成端到端業(yè)務(wù)解決方案 | 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案 |
2018.7-2018.8 | 業(yè)務(wù)驗(yàn)證方案 | 完成業(yè)務(wù)驗(yàn)證方案 | 業(yè)務(wù)驗(yàn)證方案 |
2018.9-2018.10 | 業(yè)務(wù)采購 | 完成業(yè)務(wù)采購需求凍結(jié) | 采購需求上會材料，技術(shù)需求說明書 |
2018.10-2018.11 | 網(wǎng)絡(luò)建設(shè) | 完成網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并達(dá)到業(yè)務(wù)需求指標(biāo) | 試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò) |
2018.10-2019.3 | 業(yè)務(wù)采購 | 完成業(yè)務(wù)類采購 | 業(yè)務(wù)類采購合同 |
2018.10-2019.3 | 業(yè)務(wù)部署 | 完成業(yè)務(wù)部署，具備業(yè)務(wù)示范能力，進(jìn)行初步業(yè)務(wù)示范 | 業(yè)務(wù)示范 |
2019.4-2019.12 | 業(yè)務(wù)驗(yàn)證 | 完成業(yè)務(wù)驗(yàn)證，進(jìn)行業(yè)務(wù)示范，完成業(yè)務(wù)示范總結(jié) | 業(yè)務(wù)示范 |
聲明
本報告所載的材料和信息，包括但不限于文本、圖片、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)、建議，不構(gòu)成法律建議，也不應(yīng)替代律師意見。本報告所有材料或內(nèi)容的知識產(chǎn)權(quán)歸工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟所有（注明是引自其他方的內(nèi)容除外），并受法律保護(hù)。如需轉(zhuǎn)載，需聯(lián)系本聯(lián)盟并獲得授權(quán)許可。未經(jīng)授權(quán)許可，任何人不得將報告的全部或部分內(nèi)容以發(fā)布、轉(zhuǎn)載、匯編、轉(zhuǎn)讓、出售等方式使用，不得將報告的全部或部分內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)方式傳播，不得在任何公開場合使用報告內(nèi)相關(guān)描述及相關(guān)數(shù)據(jù)圖表。違反上述聲明者，本聯(lián)盟將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟
聯(lián)系電話：010-62305887
郵箱：aii@caict.ac.cn