“5G+工业互联网”研发设计环节应用场景：生产单元模拟

生产单元模拟**：**基于5G网络实现生产数据的实时采集，利用数字孪生、人工智能等技术建设虚拟生产单元，模拟、仿真、分析物理生产单元运行过程，实现产能预测、生产优化和精确管控。

场景描述

在生产单元各类设备上设置5G模组或部署5G网关等，采集海量生产数据、设备数据、环境数据等实时上传至边缘云平台。边缘云平台利用三维（3D）建模技术建设与物理生产单元对应的虚拟生产单元，实现生产制造状态实时透明化、可视化。利用模型仿真、孪生共智等基于数字孪生模型的技术进行分析处理，实现产能预测、过程感知、转产辅助等功能。企业可将实际的生产结果与5G虚拟生产单元的预期结果进行比对，根据比对差异对物理生产单元进行优化，实现生产要素、生产工艺、生产活动的实时精准管控，确保生产稳定高效运行。

基础条件

企业的物理生产单元具备较好的数字化、网络化基础，企业的数字化研发与设计、设备和系统运维管理等经验较为丰富，生产现场实现5G网络覆盖，生产设备具备5G网络接入能力。

江西蓝星星火有机硅有限公司与中国电信合作，打造“5G+智能化工”项目，实现了生产单元模拟场景的应用。通过5G工业网关、智能手环、高清摄像头等载体对工厂里的人、机、物等多要素进行数据采集和汇聚，形成企业生产数据中心。利用数字孪生技术将生产过程中的各类实时数据和分析数据精准地映射到产线的三维模型，虚拟孪生有机硅化工产线完整地还原了物理产线；通过模拟生产工艺流程和设备生产关键动作，快速呈现生产状态；将采集的数据与三维模型数据进行融合，实现虚拟设备与物理设备的联动控制、静态数据查询和运行状态实时展示。项目投入运行后，星火有机硅生产管理成本降低20%。

陕西声威建材集团有限公司与中国联通合作，开展5G+工业互联网“水泥行业皮带无人值守数字孪生系统”项目建设，实现了生产单元模拟场景的应用。综合利用多个传感器和多光谱偏振光+可见光摄像头进行数据采集，通过5G网络将水泥生产线映射到数字空间。利用时空信息重构技术和运营商统一授时技术，建立数字孪生皮带无人值守系统，实现速度、产量等生产状态的动态感知。基于人工智能等技术对数字孪生皮带进行实时分析处理，实现了矿料运输的智能控制、自动纠偏、AI异常监控、风险智能分析和分级告警等功能，保证产线生产、设备和人员安全，以及水泥矿料输送智能化监管和精细化生产，实现提质、增效、节能、降耗，矿料工序能耗降低13%，生产效率提升30%，生产成本降低12%。

招商港口与中国移动合作，开展了“5G妈湾智慧港口”项目建设，实现了生产单元模拟场景的应用。通过采集港口集卡、岸桥、场桥、船舶和集装箱等时空数据，搭建码头全要素场景平台和1：1数字孪生体，利用5G网络实现虚拟世界与物理世界的同步感知、运行规律和物理属性的同步更新。采用数字孪生、北斗定位等技术建立港口生产管理的模拟仿真系统，通过预演未来作业，帮助码头在生产作业开始前对生产计划进行验证和评估；通过对接现场设备定位系统，实时获取、动态展示设备当前位置，对生产设备运行及作业执行情况进行全局把控；通过回放历史作业，分析和诊断生产作业过程中出现的问题，为算法调优、指令调度提供依据。通过对港口生产进行预演、实操和复盘，实现了妈湾智慧港生产最优化。项目运行后，港口综合作业效率提升30%以上。

雅戈尔服装制造有限公司与中国联通合作，开展了“5G+数字孪生”项目建设，实现了生产单元模拟场景的应用。基于数字孪生技术，在地理信息、物理信息、运行逻辑上1：1虚拟还原了雅戈尔西服工厂，通过数采模块对缝纫机实时数据（如缝纫机的启停、速度、故障等）、AGV状态信息（位置、速度、配送物料等）以及巡检机器人的位置和检测结果等进行采集，利用5G网络上传至数字孪生系统。通过系统对生产现场特别是移动设备实时生产运行状态的监测、分析和报警，能够直观、可视化地远程掌握工厂生产、物流、设备等全局信息，解决了传统系统因信息抽象、点状、断点而导致的决策滞后和工厂异常处理不及时等问题，提高了工厂管理层的决策效率及车间层的执行效率，生产效率提升25%，订单交付周期缩短10%。

杭州老板电器股份有限公司与中国移动合作，开展“老板电器5G无人工厂”项目建设，实现了生产单元模拟场景的应用。通过5G工业网关实时上传海量生产数据、设备状态数据，实现对厂房内工艺流程和布局的数字化建模，利用5G网络实时呈现车间内12条产线生产状态和65辆AGV位置信息。当产量即将低于标准值或影响其他生产环节时，平台可自动定位异常设备，进行弹窗预警，实现资源协同。通过数字孪生平台，实时掌握物流效率、设备负荷、瓶颈节点等关键信息，有效提升了工厂运作过程中生产效率和自动化水平。

-----转自“工业互联网产业联盟”公众号