通信世界网消息（CWW）工业互联网以升级关键的工业领域，构筑支撑工业全要素、全产业链、全价值链互联互通的网络基础设施为目标，着力打造工业互联网标杆网络，创新网络应用，规范发展秩序，加快培育新技术、新产品、新模式、新业态，拓展“智能+”，为制造业转型升级赋能。
作为数字经济先发省，浙江省今年将实施500个智能制造应用示范项目，建设基于5G技术的“无人车间”“无人工厂”。2019年4月24日，浙江移动和新凤鸣集团签署5G智能工厂战略合作协议，中国移动5G与新凤鸣的缘分就此展开。新凤鸣作为嘉兴首个“尝鲜”5G工业互联网应用的企业，目前已实现5G网络全覆盖，在移动办公、视频通信、数据采集等多个领域开展应用。
飘丝/飘杂检测难题亟待解决
化纤行业生产过程分为聚酯、纺丝、卷绕、包装等工序，其中纺丝环节经常会出现“飘丝”“飘杂”等现象，是影响产品质量的主要问题。成品丝由36～288根7um左右的细丝组成，所谓“飘丝”就是细丝因组件工作异常或外部温湿度环境影响，从整体丝束中飘落，如果长时间不进行处理，飘落丝束将在油嘴等处堆积形成堵塞并最终引起“断头”，造成产品降等，如图1所示。所谓“飘杂”就是细丝飘落到相邻油嘴，结果也会造成产品降等，如图2、图3所示。
图1 “飘丝”情况
图2 “飘杂”情况
图3 “飘杂”分错丝束
传统识别“飘丝”“飘杂”问题的手段为人工巡检，通过强光照射后用人眼进行分辨，但人工巡检的频度低，漏检等现象也时常发生，当前行业优品率瓶颈在98%左右，因化纤行业优品与良品价差巨大，以行业内龙头企业新凤鸣集团（化纤行业世界排名第二）为例，其日产量为1.1万吨，优品率的提升将为企业带来十分可观的经济效益。
高精尖工艺质量检测系统介绍
智能巡检机器人采用先进的激光SLAM算法、辅助视觉分析算法，能够在车间进行规定路线的自主规划路线行走，遇到障碍物会自动绕行完成巡检任务，并在每个工位上进行定点抓拍和实时视频采集，定位精度可达1.5cm上下；巡检机器人具备全向360度的避障能力，可躲避最短20cm临时出现的障碍物，保障巡检过程的自身安全；巡检机器人采用8K高清摄像机，可用清晰视频呈现极其细微的物体，满足超高精度检测的要求；基于5G的高带宽、低时延能力，可以把机器人采集的大数据实时传输到监控中心，通过后台智能分析算法的快速分析，生成业务所需的数据，达到无人化、精细化、智能化巡检的要求。这套解决方案原理具有以下特点。
第一，5G的高带宽和低时延特性为应用实现提供可行性。因为丝束的细度在微米级，必须通过机器人的快速摄影和高清成像技术为AI提供足够分辨率的图像样本；巡检过程将产生80Mbit/s的高速回传需求，这在传统无线通信技术下无法实现。
第二，机器人3D激光定位技术精准巡检走位。机器人通过激光快速扫描完成地图导航，实现每100m的走位误差控制在1cm以内，为有效获取图像提供坚实保障。
第三，特定成像技术和小样本AI算法有效减少飘丝漏检。项目采用的成像技术经过反复验证，通过特定的补光和折射突出丝束，利用快速成像技术避免抖动等影响算法判断的因素、特定的小样本AI算法快速提取图像特征值，从而实现问题判定和定位。
第四，高速网络带宽为IT技术框架的演进提供应用场景。在5G高速率下，网络速度已高于传统I/O的读写速度，因此在云端必须采用高速的读写技术和缓存架构，本项目采用了读/写分离和高速缓存技术来实现与AI算法的配套。
第五，机器人对外部环境数据的记录为今后大数据应用奠定了基础。对正常和异常情况下外部环境和机台工作状态的联动处理，为今后利用大数据实现工艺改进以及工厂MES系统的搭建提供了数据支持。
通过应用智能巡检机器人，能够在4000米/分钟高速产能7um的一组丝线（一组最低36线，最高218线）过程中进行多角度、高清晰的视频抓拍，结合后台对视频的智能化分析算法，能够快速地定位丝线“飘丝”或“漂杂”引起的最终产品品质问题，发现问题及时报警给后台监控中心，在监控中心进行大屏显示和声光报警，及时提醒监控中心人员，而后工作人员快速介入处理“飘丝”或“漂杂”问题，提升产品优品率，提升企业的产品市场竞争力。
现场环境测试成功
每年将带来至少2000万元收益
目前，智能机器人已在新凤鸣车间应用，配合车间工作人员进行对每个车间的巡检工作，发现存在“飘丝”或“漂杂”问题，有效提升了巡检效率，降低车间工作人员的巡检工作量，提升产品品质。
智能巡检机器人基于中兴通讯的5G网络切片和边缘计算技术，是5G网络的应用场景之一。目前该方案在部署中使用了5G SA网络替代传统传输网络，数据在厂区内直接传输到新凤鸣园区机房，达到数据的不出园区应用，有效的保障新凤鸣企业数据的安全，同时利用5G低时延的传输能力，可以在毫秒级内完成前端采集到后端数据传输，结合部署到园区的边缘计算技术，可在200ms内完成数据分析处理的整个过程，对异常的设备进行快速定位及报警，快速发现生产车间的设备异常情况，通过声光报警快速通知工作人员进行处理，提升产品的品质。
面对企业竞争压力越来越大的今天，高品质产品是企业的生命线，降本增效是企业的助力，中国移动在垂直行业不断推出创新5G解决方案，在智能工厂的各个领域，结合5G网络和视觉检测技术的巡检机器人有很大的用武之地，为企业提升产品品质、提高企业效率等都提供完整的解决方案，助力企业提升核心竞争力，提高企业经济效益。目前，车间智能巡检机器人主要实现以下经济效益的提升。
通过全面部署该系统，替代人工巡检，按保守估计将提升0.25%的优品率，以优品和良品的差价2000元/吨计算，该系统每年将为新凤鸣集团带来2000万元左右（11000吨×0.25%×2000元×365天）的直接收益；如果能将优品率提升0.5%以上，年收益将超过4000万元。放眼行业，以试点企业新凤鸣集团占据化纤行业10%的市场份额来测算，这套5G检测系统每年可以为整个行业带来10倍于该数值的潜在市场价值。
