本文从《中国 5G 垂直行业应用案例2021》部分节选对数字化星球的观众有较大参考价值的行业案例,抛砖引玉,希望大家踊跃讨论。
截至 2020 年底,全球已经在 57 个国家和地区商用了 142 张5G 网络,全球 5G 终端连接数达到 2.3 亿。其中中国 5G 的发展尤其令人瞩目,2020 年中国累计建成 5G 基站将近 72 万座,实现了重点区域的连续覆盖,5G 终端连接规模全球占比超过了 85%。
在这些数字的背后,5G 在行业市场的应用发掘和发展也是市场焦点。5G 走向行业的核心是 ICT 的数字要素与 OT 技术的深度融合和再次升级,生产要素的变化驱动生产力和生产关系的变化。
未来 10 年,将是中国产业互联网最值得期待的 10 年。5G 技术作为驱动产业互联网发展的重要因素,这既是一个新的机遇,同时也存在着巨大的挑战。我们欣喜的注意到行业客户在从信息化、自动化向数字化、智能化转型的过程中都在积极的拥抱 5G 技术,也在思考如何利用新的连接和服务能力更好的为企业赋能,目前中国 5G 赋能行业方面的探索如火如荼,包括在商业化模式上,并取得了很多宝贵的经验。
商业综合体是现代城市商业新布局,是现阶段典型的城市人流和零售多业态聚集地,也是畅通国内大循环、促进新型信息消费和推广 5G 消费级应用的重要布局。中国电信积极推动“门店裂变、运营聚变、销售智变”渠道“三变”创新,以客户为中心加快构建线上线下一体化、数字化、生态化的新型营销服务渠道体系,2020 年率先发布 5G+MEC 智慧商业数字孪生平台,2021 年推出千家 5G+MEC 智慧商业综合体合作计划,加速打造数字化营销新场景,赋能流量一站式转化。中国电信愿与产业各方一道积极创新,共享渠道价值,共筑 5G 生态,共创智慧生活。
2020 年新冠疫情严重冲击传统商业经济,加速了商业综合体数字化转型步伐,重构商业场景、打造线上线下深度融合的新型信息消费模式成为行业共识。中国电信率先打造全国首个 5G+MEC 智慧商业数字孪生平台,为实体商业构筑 5G 新基建数字能力底座。平台依托中国电信全球领先的云边协同 5G SA 网络,拥有高精度点云地图及空间三维重建等核心技术,依托自主研发边缘计算平台将用户侧应用能力下沉到商业综合体就近边缘节点,提供低时延、高带宽、云渲染的算力保障。
平台现已落地赋能合肥万象城、北京西单大悦城、上海正大广场、广州正佳广场、苏州吾悦广场、杭州银泰广场、成都宽窄巷子、福州苏宁广场等 100 余家头部商业综合体、商业步行街和自贸港,惠及两万余家零售商户,助力实体商业加速新型基础设施建设和数字化转型,帮扶商户培育扩大线上线下融合的信息消费模式,推动客流回暖,加速消费复苏。
一方面,疫情之下商业综合体、商业步行街客流锐减、营收受到较大冲击,如何在做好疫情防控下提升客流和销售转化,实现营收回暖增长成为当务之急。另一方面,面对消费升级的时代,将文化气质、情感内涵、社交体验、生活情境融入消费场景,成为重构人与商业连接的关键。商业综合体作为匹配消费者需求场景化的连接点,纷纷加速全域数字化融合创新。通过新技术拓展数字触点,丰富消费场景、提升消费品质,与用户建立深度互动,产生情感共鸣和社交分享,持续提升用户满意度和客户精细化运营效率。
然而目前仍存在诸多挑战,如多数商业综合体缺乏数字化运营平台,综合体及商户数据未贯通,商户客流经营及精准营销能力弱;线上线下融合购物场景缺失,无法满足年轻客户消费需求,私域流量汇聚手段单一;商业综合体实体空间较大,但空间功能未充分挖掘,沉浸式消费场景不足,活动体验感知、迭代速度和消费转化效率低。
5G+MEC智慧商业综合体建设及应用探索实践表明,这些关键挑战性问题的解决,亟需 5G 赋能。中国电信与头部商业综合体强强合作,开展千兆 5G、千兆宽带、千兆WiFi “三千兆”网络建设,大幅升级基础连接能力,为商业综合体构建“数字孪生平行世界”,在虚拟现实空间成功部署 5G 云 XR 数字景观、5G 云 XR 虚拟导购、5G 云 XR 红包探宝、5G 云 XR 娱乐空间、5G AI 虚拟人直播、5G+AI 大数据分析等一系列 5G应用,为商业综合体及商户创造全新导流导购及数字化营销场景,加速实体商业人、货、场数字化升级,也为消费者带来全新的沉浸式、娱乐化购物体验。
5G 数字孪生空间。5G+MEC 智慧商业数字孪生平台通过对商业综合体等线下商业场景进行数字孪生基座的采集重建,将现实空间解析再编程,建立物理空间的数字孪生世界映射,进而在其中创作有趣的逛街、消费、社交、互娱体验,消费者通过手机、平板 APP、小程序及 AR 眼镜等 XR 交互终端,在真实场景访问虚实融合的商业互娱平行世界,打通会员积分、品牌营销与商业闭环,通过 XR 场景智能引擎让线下商业可以像游戏一样运营。
为商业综合体打造 5G 数字孪生空间,通过点云地图部署虚拟景观道具,经过简单操作即可完成内容发布。
平台基于中国电信自主研发的 MEC 平台,在天翼云进行“消息转发服务”、“定位解算服务”部署,依托边缘计算进行云网协同,针对数字孪生平台及丰富的 AR、VR、MR 应用提供了低时延、大带宽、高算力的业务保障能力;在应用架构设计中,基于云边协同将 XR 云渲染、云游戏等内容部署在 MEC 上,充分保证连接可靠性的同时降低时延和抖动,面向商业综合体运营方实现大空间、定制化场景的厘米级空间定位和小时级高效规模部署,面向消费者提供极致的沉浸式、高精度、高保真、大规模混合现实应用,将时延从 50ms 降至 10-20ms,行业率先实现 5G+MEC 商用场景在公众市场的落地。中国电信通过快速部署 5 步法,即网络 + 边缘机房部署、商业综合体和商户整体上云、数字孪生点云地图采集、5G 云 XR 定制化建模编辑和 5G 云 XR 各类部署落地,可实现一周内完成一个新商业综合体数字孪生建模、平台接入落地和定制化场景部署。
5G 云 XR 数字营销。5G 云 XR 数字营销包括 5G 云 XR 数字景观、5G云 XR 导航导览、5G 云 XR 红包探宝、5G+AI 智能停车、5G 超高清云直播,围绕商业综合体零售场景打造从“引流入场”到“场内停留”再到“离场后触达”全流程智慧解决方案,为消费者提供了全新游购体验。5G+AI 智能停车系统通过 3D 扫描建模和车辆智能识别,帮助顾客停车寻车,解决停车场管理痛点,结合大数据分析实现精准会员服务推送。消费者走近商场即可收到实时卡片推送,了解美食、停车及最新会员权益服务。中国电信 5G 未来大使将带消费者穿越时空旋转门进入 XR 数字孪生平行世界。
打开店铺 AR 导航导览,逛街沿途随心浏览千店千面的品牌视频广告和点评评分,扫码商户店招用 AR 探宝技能寻获超值大奖,抢 AR 红包赢取超级福利。身临其境与中华文化、宇宙星空、海底世界、艺术长廊等 AR 虚拟景观打卡合影。离开商场后,消费者可以通过服务号功能关注对应商家,了解商家最新的优惠活动信息,持续保持互动。用户还可以足不出户体验 5G 云 VR 超高清带来的云端音乐节、云端艺术周等,一切都将会是一场虚实交融的奇妙旅程。
5G 云 XR 娱乐空间。在汇集时空穿梭机、无人赛车、飞行影院等多款劲爆5G 云 VR 游戏的 5G 云 XR 娱乐空间,消费者争相感受5G XR 技术带来的沉浸式感官风暴。与 AI 偶像互动热舞,实时录制高燃酷炫短视频制作成视频彩铃;还有商业综合体定制版行业 5G 视频彩铃,为综合体运营方和零售商户量身定制。
5G 云 XR 虚拟导购。通过为零售商户实现 5G 云 XR 全景虚拟导购,用户足不出户利用手机便可随时随地享受云货架、云橱窗、云逛街等沉浸式购物体验,与心仪的商品深度互动,同时还可点击查询每款虚拟商品实时价格、限时特惠活动、会员权益信息等,在轻松自然的娱乐环境中完成线上下单购物。
在平台部署实践和规模推广中,实体商业将数字孪生空间作为线上流量入口,商户进行线下流量变现。通过基于 5G XR 应用的数字化活动、5G 直播等数字化传播、大数据 + 人工智能数字化营销,打造了“商业运营方 + 电信运营商 + 零售商户 + 顾客”的 B+B+b2C 商业新模式,形成了前后向一体化的变现流程,持续带来长效收益。
三个典型案例:在文旅行业,成都宽窄巷子打造 5GXR 全景宽窄,店铺全景体验日均人数超万人,街区客流增幅 33%,并荣膺商务部全国示范步行街。在贸易领域,打造海南自贸港酒店免税商品沉浸式购物新体验,为中免商城降低近 15% 的运营成本,使酒店客房价上涨近 50%。
在商业地产领域,合肥万象城打造国内首家5G+MEC 智慧商业综合体,全面升级数字化引流和沉浸式娱乐消费体验,客流增幅环比提升 15%,百余户商家营业额环比增长 30%。以上技术标准与应用场景已被编入2020 年 5G 应用产业方阵发布的《5G+ 五星购物中心行业白皮书》,并在加快推动 5G 在商业领域的标准化建设和深度融合。
平台 2021 年计划赋能全国千家商业综合体和 10 万家零售商户,深入探索在数字零售领域的应用场景,深度融入商业运营及营销流程,加快推动线上线下融合的信息消费扩容提质升级。
5G+智能制造项目主要在美的集团微清事业部展开。广东美的厨房电器制造有限公司(微清事业部)位于马龙的生产基地,规划总占地面积 50 万平方米,建筑面积 42万平方米,员工数量超过 9000 人,主要生产微波炉、大烤箱、小烤箱、蒸汽炉等产品群,现有总装线 亿元。
项目主要面向美的微清事业部在柔性生产中面临的产线升级改造问题进行服务,整个项目共分为三个阶段建设实施:
企业柔性制造需求较大,产线调整频繁,设备技改及生产能力提升过程中会频繁发生产线、设备、物流布局的变动,网络部署也要随之改动,涉及的网络变动建设费用投入超过 600 万 / 年。
采集密集的产线、设备机台区,WiFi 网络易掉线,跨 AP 切换掉线严重,业务系统采集、刷新速度慢,用户体验不好。
2020年6月起,项目针对美的微清事业部生产园区内智慧仓管/物流、5G的云化PLC、园区安全监控、生产巡检机器人、5G 机器视觉 AI、5G 产线设备 AR 辅助、扫码枪管理、生产 MES 看板、生产数据采集管理等业务场景进行深入研究,并根据场景需要进行 5G 网络覆盖,开展以上新应用场景的 5G 工业运用。
智慧仓管 / 物流。美的成品仓货架共有五层,需高位叉车用于货品的上架、下架,现有 20 多台高位叉车。因货物运输频繁,每台高位叉车需与 WMS(仓储管理系统)进行信息交互。叉车上配置定制化 PC 终端,通过 5G 网络实现叉车作业系统与WMS 通信,实现物流调度信息的实时同步。
仓库内 AGV 路径:从注塑车间到车间内的仓库,从仓库到车间门口,共需 AGV11 台。原使用企业内的 WiFi 需认证,同时考虑隔离,当前针对每个项目均独立部署一套WiFi 局域网络,并不便于 AGV 设备大范围、跨区域调配。目前应用 5G 网络,支撑 AGV 到调度系统服务器的实时信息同步(小车任务下发指令,小车状态管控,信息反馈),使 AGV 小车全作业区域运行具备先决条件。
基于 5G 的云化 PLC。当前 PLC 现状“一高两难“:布线成本高,运维困难,工业控制协同难。以码垛机为例一层楼只有 2 个码垛机线,一出问题,导致整个生产停下来;5 个大机柜,工控 PC 机 4 台,连线复杂,成本高,散热困难,不敢关门;PLC-SCADA-MES 多级架构交互复杂,编程和调试都困难,容易出问题。
现在通过云化PLC,实现“无线自动化产线”,解决“一高两难”。无线化产线:布线简单,成本低,占用空间小;产线调整快:根据业务需求,快速调整产线布局;业务协同简单:云端统一 PLC 编程,效率高,数字化。
5G+ 园区安全监控。现有园区监控固定回传成本高:采用视频光端机 + 裸光纤或 XPON+ 光猫方式,12 芯光缆每公里平均 8-10 万元,其中挖沟成本 3 万元左右,节点扩展不灵活;PoE 供电在线率低,维护成本高;现有4G 上传带宽有限,难以支撑多路高清视频应用。
通过 5G+ 云实现了监控能力提升,具有如下价值:无线方式,可以随需部署视频监控节点,包括移动监控等模式;5G 提升上行带宽,支撑高清视频、更精细视觉识别等应用;云存储、GPU 等云服务能力支撑海量数据存储、视频 AI 分析。
5G 生产巡检机器人。美的微清制造园区占地 50 万平米,厂区每次巡逻需30 分钟,夜晚或节假日期间,保安人员收到警报后需在最短时间内赶到现场确认警报真实性。工作量大;制造车间的生产设备和物流设备众多,需要定期安排巡检人员到各个制造车间现场巡检和维护,确保生产线和物流线的各类问题及时解决,潜在运行故障风险及时排除;另外,家电制造车间面临噪音大、尊龙凯时公司官网异味、高温、空间狭小、设备多而复杂,视觉环境差、作业面积广等问题。
通过集成 5G 的巡检机器人实现了移动部署,利用巡检机器人代替工人对产线运行情况进行巡检,节省人力,同时可以保证 7*24 小时全天候巡检,提升车间故障解决效率,避免恶劣生产事故发生。
5G+ 机器视觉 AI。根据产品工艺要求,微波炉底板螺钉、微波炉面板冲压件有机器视觉质检要求,微波炉面板冲压件压制后,需对冲压件的外观进行检查,当前采用的是前后左右和顶部各放置一个相机进行视觉检查,目前存在人工周期抽检(30 分钟 / 次)质量无保障、不良返修率高(日均 @300-500PCS/2万)、高报废率(抽检期间冲压问题易批量报废)、工控机贵(本地AI计算机贵@1W5/点)等场景业务痛问题。
通过5G网络,可以满足产线机器视觉检测的以下要求:带宽要求:根据节拍速率、照片大小、数据传输、云端处理时间等因素计算得出,5 个工业相机检查图像信息实施传输(12MB+7MB*4=40MB=320Mb,假设 0.5s 传输完成,上行带宽需求 =640Mbps,通过叠加视频视频算法后需要 150Mbps);
MEC 处理能力要求:假设 AI 图像推理计算时间为0.1s,MEC 上 GPU 算力需求要相应匹配;可靠性要求高。
基于 5G 的 AR 辅助点检。美的集团微清事业部生产设备需定期点检,确保隐患和缺陷能够得到早期发现、早期预防、早期处理。
点检工作覆盖各个车间,每天例行进行两次。点检项目多(如钣金车间,设备 80 多台,每台设备点检项 10 多个,共有 800 多个点检项目),细节多,容易错检、漏检;
点检且存在环境恶劣、安全风险高、易疲劳问题,容易出现点检员疏忽或者随意应付的情况;
基于 5G 的 AR 点检实现了流程化和数字化:在每个点检项目位置贴条形码,AR 眼镜扫描条形码后,AR 眼镜显示该点检位置的所有点检项,以及每个点检项的描述、正常状态的图像,声音提示等。点检过程中,AR 眼镜在作业过程中解放双手并可以进行第一视角的视频和图片实时上传记录。通过以上手段从而实现点检的全流程标准化和数字化管理。
5G 低时延确保相关显示信息的实时反馈,大带宽确保相关点检视频实时上传。
基于 5G 的 AR 机器维修辅助。磁控管是微波炉的核心器件,磁控管厂的生产制造大量依赖于自动化设备。自动化设备故障率高(各类设备一天内故障的总数为 40 次),在晚上或周末时间,由于值班工程师数量有限,且同时负责其他工作内容,产线工人缺乏快速有效的指导对故障进行快速恢复,导致停线,影响生产效率。
现场问题 / 故障处理成本高时效性差:专家资源有限,无法快速满足现场支撑需求,且相应及时性差,现场人员无法及时准确获取被巡检设备的实时状态,同时专家到现场的差旅成本高,占用专家资源时间长。
5G AR 远程维护指导应用场景主要是产线工人佩戴AR 眼镜,将现场情况和设备情况第一视角传到不在现场的工程师,工程师实时看到现场画面,可通过实时标注方式,协助指导问题快速解决。相关数据实时上传记录,工程师可实现 1 对多的支持。
贵州轮胎股份有限公司是国内领先的工程机械轮胎企业,是中国工程机械轮胎生产出口基地之一,50% 以上产品出口海外,1996 年在 A 股上市,简称 ” 黔轮胎 “。2020 年 8 月,以贵州轮胎创新产线为载体、中国联通提供云网边端全流程解决方案,华为提供 5G 网络技术,联合相关工业设备商共同打造贵州轮胎“5G 全连接柔性生产线G 专网传输技术为核心,采用 5G 专网技术支撑一条完整生产线,实现全工序、全场景的无线工业互联及车间生产调度,将生产每道工序生产数据化,实现数字化工厂生产“人、机、料、法、环、测”要素全面互联管控。
本项目通过 5G 无线和 MEC 平台连接包括 90 套多种功能的 AGV、50 套 RFID 传感器和工业摄像头,替代原厂工业 WiFi 接入方式,提供了超高密度终端接入及高保障的 SLA,解决长期困扰企业的无线接入网络瓶颈,实现了整个生产线要素的柔性编排,提升了企业生产效率。同时,本项目还基于运营商 MEC 部署了 AGV 管理应用测试,为 5G 技术深入工业制造环节做出了有益的尝试。目前已经完成 AGV、RFID 的 5G 适配测试验证,并计划面向行业推出新型 5G AGV 产品适配改造方案,在 5G 专网平台下纳入视觉检测、远程控制、人车物协同等能力。
贵州轮胎生产园区是大型生产园区,单体车间面积为10 万平米,主要生产大型工程轮胎。随着产品迭代加快和产品品类的多样化,现有产线需要生产的品类越来越多,品质要求也越来越高,需要产线具备较强的柔性生产能力。企业为实现柔性制造、精益生产过程中,面临网络改造和生产线柔性编排两大挑战。
挑战一:现场网络条件复杂。多网并存:厂区现有网络采用以太网、WiFi、ZigBee 等众多信息网络传输方式,多网并存,适配转换困难,规、建、维、优成本高。以太网扩展性差:现有网络以传统的有线以太网为基础、维护和改造成本高,周期长;WiFi网络性能不足:因为车间内存在复杂的钢架结构,抗干扰能力差、终端漫游困难;传输网络安全性弱:WiFi 存在较大的安全漏洞,对于生产制造存在安全生产隐患。
挑战二:生产线柔性编排困难。信息采集缺失:产线各环节,需要收集多种实时状态、控制信息,包括大量 AGV、RFID 物料感知、监控摄像头等大量设备需要接入,设备接入密度大,目前网络无法完全支持。存在信息孤岛:厂区内存在物料管理、AGV 管理、生产执行、质量管理等多个烟囱式的孤立信息系统平台,传输方式不统一,计算和存储设备孤立,难以协同调度,导致原料积压、产线利用率降低等问题。
系统扩展能力弱:随着产品不断迭代升级,产线也要同步扩展改造,现有的以太网、WiFi、工控机、PLC、单片机等孤立的子系统,都不支持弹性扩展能力。综上,贵州轮胎要建设面向未来的柔性产线,首先需要建设一张高性能、可扩展、可维护的融合网络及算力平台。采用 5G 专网 + 现场级 MEC 融合解决方案,提供打破信息孤岛的,支持多接入方式和大规模设备连接的高稳定高可靠高安全性的局域无线网,实现云网边端协同,与企业柔性生产、精益生产需求非常吻合。
5G 专网替代传统 WiFi:轮胎全线制造流程中 AGV 以往采用 WiFi 方式,由于企业每单个厂区的生产区面积非常大超过 10 万平方米,WiFi 网络存在局部覆盖弱、网络不稳定、安全性差、运维困难,拓展能力弱等诸多弊端,致无线传输基础网络不稳定,生产线G专网替代传统 WiFi
为了保障园区内数据分离,数据自主可控管理的同时保障网络可拓展性与兼容性,采用 5G+MEC 混合专网的方式替换 WiFi 组建轮胎厂无线G 数据分流技术为基础,通过无线和控制网元的灵活定制,构建一张增强带宽、低时延、数据不出园的基础连接网络。用户面网元 UPF/MEC 私有化部署,无线基站根据客户需求灵活部署,为 AGV、RFID 系统提供部分物理独享的 5G 专用网络切片,不仅能够满足 AGV 低延时无缝衔接的同时保障生产制造流程环节不受公众网络系统影响,进一步提高少人化产线生产制造安全。
同时,部署生产现场级 MEC 边缘云服务平台,在MEP 上部署 AGV 调度系统与视频算法系统,AGV 控制数据通过 5G 传输直接进入 MEP 服务器进行处理调度,减少现场机工控机的布设,进一步降低延时的同时,将现场算力下沉至 MEC 解决网络性能、扩展问题,为保障贵州轮胎厂未来多系统一体化融合建设,进一步提升产线柔性,多样化生产,降低投入成本。
稳定的无线传输神经网络系统是构建智能化工厂的基座,提升系统与系统间数据传输分析一致性,低延时能够让系统与系统间无缝协同工作,广联接为工厂持续不断接入设备提供冗余,网络接口一致性为系统柔性拓展升级奠定基础,降低升级拓展成本。
,通过一张网数据高效交互融合,提升工厂协同生产。5G 多系统融合柔性协同
RFID 系统共计 50 套,贯穿于轮胎整条生产线,部署于各个生产流程,RFID 系统能够实时、追溯产品在各个流程环节生产进度与情况,通过 MES/MOM 系统进而调度管理 AGV 以及其他生产产线。
AGV 系统在轮胎整条生产线 台,覆盖炼胶车间、部品车间、成型车间和模具库等,是产品生产流转的执行者。由于覆盖几乎所有生产环节,所以厂区内存在多种类型 AGV,执行协同需要稳定可靠的传输体系与感知体系作为保障。
5G 设备融合突破协议界限。贵州轮胎所采用的 AGV 为国外品牌,受限于 AGV系统传输协议无法识别的问题,若采用传统传输方式,系统拓展升级的难度非常大。通过基于 Linux 开源系统的5G 工业网关连接 AGV 信息传输接口,对 AGV 原始运行数据进行采集,经二次编码后,通过 5G 基站、5G 工业网关以及专网系统组成的无线 + 专网传输链路,实现低延时、大带宽、高稳定的数据传输。在运行数据的传输机制上,采用“1*N”方式,即 1 条信令,多帧冗余传输,以此作为提升系统稳定性的保障措施之一。
冗余信令经平台前置解析处理后一同传入 AGV 原生调度系统,用以支撑车间 AGV 的指挥调度。系统运行原生数据的直接传输,解决了协议格式无法识别而导致的数据无法采集或传输不全面,无法支撑调度系统正常调度作业的问题;同时同信令冗余传输及冗余判定的机制也提升了系统运行的可靠性。在 5G 专网强大的数据传输能力的加持下,采用该方法,能够保障 AGV 小车与调度系统之间的信息传输时延在 20ms 左右,完全满足业务使用需求,完美解决工业场景中底层数据传输协议的适配难题,大大提升设备 5G 改造的兼容能力,打破传统生产设备升级壁垒,为 5G 应用提供低成本、易部署的方案之一。
贵州轮胎 5G 全连接柔性生产线的应用,不仅提升产线生产效率,设备运行工况,同时降低近三分之一运维成本,实现少人化产线敏捷柔性,缩短产线调整周期满足多种类轮胎柔性生产。预计协助轮胎厂实现 12000万元销售收入,新增轮胎产能约 12 万条。目前该方案已复制贵州凯星液力传动机械有限公司 5G + MA 系列液力变速器装配线等项目进行推广应用。
经验总结与后续计划:5G 全连接柔性工厂核心是实现生产制造自动化、数字化、模型化、决策科学化、可视化和集成化。结合覆盖全厂的生产管理系统,使得企业能够对整个生产工艺做出实时的监测与规划。生产的数字化,企业借助全厂的互联网平台实现机器、人员的互联,实现生产数据与人员的无缝对接,生产管理人员借助系统采集数据,进行现场的全感知和强管控。通过打造 5G 专网实现全连接柔性工厂能够将生产设备无缝连接,并进一步与设计、采购、仓储、物流等环节打通,将使生产更加扁平化、定制化、智能化,从而构造一个面向未来的智能制造网络。
2021 年,贵州轮胎、中国联通、华为将继续进行 5G创新合作应用,合作内容包括:与 AGV、RFID 协同的工业视觉检测系统、无线设备运维平台等内容。不断深化产品标准化、模块化工作,将项目产品打造成稳定、可靠、规模化可快速复制的产品。
2021 年下半年,规划基于贵州轮胎厂区需求打造智慧园区 5G 专网试点应用,包括人员管理、能耗管理、安消一体化等智能应用,旨将智慧园区管理与 5G 全连接柔性工厂有机结合起来,深入挖掘数据融合应用,为打造一体化全连接综合管理现代化工厂奠定基础。
2021 年后续基于 MEP 边缘算力平台的应用试点,逐步替代现场的大量孤立的工控机、PLC、单片机系统,实现边缘算力柔性扩展。
2020 年 6 月,紧 密 围 绕 中 央 广 播 电 视 总 台 的“5G+4K/8K+AI”战略目标,充分利用 5G、AI 等新技术手段,由中央广播电视总台牵头,中国移动通信有限公司、华为技术有限公司、国家广播电视总局广播电视规划院、广东省超高清创新中心、北京数码视讯科技股份有限公司参与,建设北京总部和上海传媒港 4K/8K 制播系统,并围绕节目制播需求建设 5G 网络,扩大超高清节目制播和分发能力,项目总投资 4.19 亿元。
项目采用室外宏站覆结合室分的建设方式,建设覆盖总台光华路办公区、复兴路办公区、上海传媒港的 5G专网,包含室外、演播室、会议室、贵宾厅、办公区、重要走廊等多个区域,总面积超过 10 万平米,并完成与台内网络的安全对接,助力台内人员通过 5G 网络实现媒资的处理。
项目在总台光华路办公区、复兴路办公区、上海传媒港各建设一套边缘计算平台,平台包括基础系统、存储系统、5G 分流系统(含 UPF)及存储数据库,在部署大容量存储的基础上,根据视频编辑和处理的具体需求再部署 GPU等硬件实现图形处理的加速,实现 4K/8K 超高清视频的制作和播出。
项目将打造一套网络切片运营管理平台,作为中国移动对总台网络切片业务的门户网站,支撑总台超高清制播方面的网络切片需求,实现 5G 网络端到端的切片,保障超高清视频传输的稳定性、安全性和可靠性。并建设网络切片所必需的的通信服务管理功能和网络切片管理功能,作为网络切片的底层能力支撑。
中央广播电视总台 2018 年开播了中国首个上星 4K 频道。电信运营商方面,中国电信、中国联通、中国移动于2015年开始,在 IPTV 中推出了4K 电视节目。随着 4K 影视的逐步普及,未来我国 4K 电视出货量将进一步提高,预计 2020年我国 4K 电视出货量将近 4500 万台。为了更好的促进4K、8K 产品普及,加快超高清视频产业发展,2019 年 3月1日,工信部、国家广播电视总局、中央广播电视总台印发《超高清视频产业发展行动计划》,计划指出 2022 年 4K 电视终端全面普及,8K 电视占比要达到 5%。
由于超高清视频分辨率要达到 4K 甚至 8K,而且帧率要达到 50 帧以上,图像采样比特数提升到 10 比特,同时图像增加高动态范围(HDR)标准,对带宽的需求在几十兆到上百兆。超高清视频对带宽的需求与 5G 的 eMBB匹配,业务成熟度高,奠定了面向以超高清视频为主的eMBB 业务的 5G 网络商用基础,超高清视频也成为推动5G 发展不可或缺的业务。
5G+4K/8K 超高清制播示范平台是以5G网络为基础,借用5G大带宽、低时延、广连接的特性,实现超高清视频的采集、传输、制作和播出,实现业务流的全面升级,提升采编播的效率。
5G 基础网络:总台总部的 5G 网络覆盖光华路办公区和复兴路办公区,根据业务属性,划分为重点区域和非重点区域,分别部署新型室分和传统室分。上海传媒港的 5G 网络覆盖室外和室内演播室大厅等技术区域。其中室外覆盖会新建 5GNR 宏站,实现室外区域 5G 全覆盖。室内覆盖采用新型室分方式,实现室内区域 5G 全覆盖。并实现 5G 网络分别从核心网侧、边缘计算节点侧、空口侧与总台基础网络系统的紧密结合,用于满足总台园区内、上海总站、园区外不同移动场景、不同业务应用所需的网络访问需求。
边缘计算平台:基于 5G 网络的边缘计算可以把在云端的计算和存储能力拉到靠近用户侧的本地端,进而形成边缘云的能力。借助 5G 网络大带宽的特性,超高清视频可以快速的从客户侧传送至边缘云进行实时编辑、存储、传输等操作,大大的降低了端到端的业务时延。相比之前 4G 网络配合云端制作的模式,不仅提升业务效率,在可靠性、安全性等方面也有了极大的提升。
边缘计算平台:上下行带宽能够稳定达到 1Gbps,可以实现 5G 网络覆盖下的台内和台外区域提供接入服务。需要具备 10 路 4K 码流的业务处理能力,与总台的私有云在建立安全访问策略的基础之上,互联互通。平台实现 5G 网络接入、选择 UPF、应用部署、互联网访问四点功能,手机、PAD、OA 机、移动非编等移动编辑终端通过台内、台外 5G网络接入,访问台内的边缘计算平台,进行实际的业务处理。
网络切片运营管理平台:面向总台 4K/8K 视频直播场景,根据媒体传输数据安全性、隔离度要求,采用运营商5G SA公网切片部署方案,在 5G 公网内划分物理或逻辑隔离的 5G 端到端网络切片资源,用于承载媒体数据和业务,做到公网专用,满足媒体行业数据的安全性和隔离性需求。
即使在无线接入网、传输网及核心网等网络节点出现拥塞的情况下,业务仍然不受影响,视频播放清晰、流畅。利用 5G 网络高速率,大带宽,低延迟、高保障等特性,为总台媒体业务打造一条“直播专用通道”。
通过 5G 专网、边缘计算平台、网络切片运营管理平台的建设,助力总台实现超高清视频的采集、编辑和播出。在原有 4G 网络条件下,视频节目只能采取标清或高清的形式。5G 专网建设完成后,可以实现总台40Mbps节目(4K)的实时回传,并能够保证传输通道的一主一备,即传输带宽达到 80Mbps,还可以实现单路 160Mbps 节目(8K)的实时回传,保证节目播放不卡顿、不花屏。节目实时回传的应用主要使用的是上行带宽,所以节目的传输不仅应用到 5G 大带宽的特性,还使用了时隙配比技术,增加上行带宽的通道,确保超高清的信号回传稳定。通过 5G 网络,总台的 5G+4K/8K 便携传输系统可以在移动状态下轻松的实现摄像机输出的 4K/8K 超高清信号本地编码、加密,并通过 5G 网络回传,极大的解决了超高清节目制作中机位固定的难题,使得节目制作方式更加灵活。
智东西认为,5G 全面商用化已过去了一年多,作为新一代信息通信技术领域的引领性技术,5G将全面构筑数字基础设施,打通信息流动“大动脉”,成为经济社会转型发展新引擎。2020 年是极不平凡的一年,新冠疫情的爆发也加速了 5G发展按下了快车键。现在,5G 赋能千行百业,不断向垂直行业渗透,为设备赋智、为企业赋值、为产业赋能,推动数字经济实现消费互联网和产业互联网经济双轮驱动。