工業5G應用場景（六）：5G+邊緣計算
發布時間：2023-08-28 作者：www.xstr.xyz
本文內容摘選自《西門子工業5G全連接工廠》白皮書。
5G+ 邊緣計算將驅動一個面向行業的局域生態系統，以滿足企業和工廠的網絡、計算和數據處理需求，促進行業的數字化創新。這將帶來計算模式的改變，網絡中的每一個節點都將成為一個完整的分布式計算機，既轉發數據，又完成計算，最終實現網絡基礎設施和計算基礎設施的融合。
工業邊緣云計算系統依托相應的平臺，借助平臺可以對其能力方向進行基本劃分。在平臺的南向，可以借助 5G 技術來做好內置云化驅動工作，將其和工業設備有效連接在一起，這樣可以實現對各類信息數據的有效采集，同時也可以幫助企業迅速對采集到的信息進行反饋。在平臺的北面，可以進行工業應用賦能操作，如節拍分析、云邊協同、OEE 分析、異常檢測、數據透明運維、節能分析以及預測性維護等應用。
5G+邊緣計算典型應用行業
汽車行業典型應用場景：
● 5G+ 焊點智能預測
● 5G+ 產線節拍分析
● 5G+ 弧焊參數分析監控
食品包裝行業典型應用場景：
● 5G+ 產線 OEE 分析
● 5G+ 車間級數據采集
● 5G+IT/OT 數據云邊協同
電子行業典型應用場景：
● 5G+ 預測性維護
● 5G+ 焊點分析
● 5G+ 識別分揀
工業 5G+ 邊緣計算 ( 預測性維護 ) 在電子行業的應用
行業痛點
電子設備制造業自動化水平高，數字化、網絡化基礎好，產品迭代速度快，存在降低勞動力成本、減少物料庫存、嚴控產品質量、快速響應客戶差異化要求等迫切需求，發展智能化制造、個性化定制、精益化管理等模式。廠內普遍存在設備種類多，產線設備復雜，人員檢修難度大，人員流動性大等問題。由于電子產線的特殊性，設備的部件（如電機、傳送軸、氣缸、絲桿等）出現問題時很難被預測、檢測手段不足，主要靠人工經驗、非計劃停機，這樣導致影響生產效率，造成經濟損失。
電子產線中一些核心設備（PCB 切割機）處于長時間不間斷生產狀態，并且由于切割工藝對生產環境產生粉塵影響，設備對主軸電機的穩定要求極高，有預測性維護技術的需求。客戶現場設備布置離控制室較遠，在實現遠程集中管理方面，5G+ 邊緣計算的結合更好更靈活地滿足客戶設備預測性維護的需求。
方案架構圖
解決方案
● 5G 網絡與邊緣設備結合，實現邊緣設備更貼近產線側，打通 IT/OT 數據連接
● 開箱即用的本地化全棧方案，從數采到實時異常檢測
● 支持基于多源異構數據作為判斷依據
● 無需 AI 專家，輕松建模，訓練后一鍵部署
● 實時異常監測，發現異常自動預警
● 基于生產實踐，本地模型復訓，不斷優化
客戶收益
● 無線部署：高速穩定的 5G 網絡實現無線通信，靈活部署
● 質量保障：基于歷史生產特征值，滿足預期產品質量
● 高效生產：更早洞察設備異常，及時運維保養
● 減少損失：降低不確定性，防止非計劃停機
工業 5G+邊緣計算在食品飲料行業的應用
食品飲料產品迭代加快，客戶對于產品的柔性自動化與信息化的要求越來越高。與所有制造企業一樣，想要全面打造先進的智慧工廠，夯實設備間通信的底層建筑很重要，在食品、飲料工廠實現 5G 大帶寬的無線覆蓋，將能提高通信的承載力，避免不同數據流的沖突，確保數據不丟包。助力實現原材料全程溯源化、產品制造智能化、產品定制精準化以及冷鏈物流便捷化等。
工業 5G 邊緣數據采集 + 云端方案
● 西門子工業 5G 路由器 SCALANCE MUM856-1
● MindSphere 基于云的開放式物聯網操作系統
● 通過設備聯網可視化，把控企業生產過程，5G 與現場 PLC 數據采集的結合，實現設備互通互聯，采集設備實時運行數據
西門子工業 5G 方案優勢
● 通過工業 5G 直接將生產數據傳到互聯網公有云
● 通過西門子工業 5G 方案和工業骨干網融合
● 集成工業防火墻，可設置訪問策略，隔絕來自公網的非法訪問，保護設備網絡安全
● 通過工業 5G 實現直接將數據傳輸至互聯網，減少整體建設成本，成本優化 10%