福建省5G工厂

典型应用实践

良瓷5G全连接工厂

为深入实施工业互联网创新发展战略，加快推进“5G+工业互联网”高质量发展和规模化应用，工业和信息化部遴选发布了100个技术先进、标杆引领的5G工厂典型应用实践项目，有效推动“5G+工业互联网”从单点探索向系统集成拓展、从外围辅助环节向生产核心环节延伸，加速工业互联网融合应用，成为我国5G领跑全球的重要引擎。为推动我省企业互学互鉴，现将我省入选国家典型应用实践案例编制发布，希望能帮助企业找到工业5G应用切入点和提升路径，进一步推动全省工业数智化转型扩面提质。

福建良瓷科技有限公司

一

项目概述

良瓷5G全连接工厂项目主要以“5G+工业互联网”为核心技术底座，采用“端-边-云”架构，部署7个宏站、87个微站，实现厂区5G网络覆盖率100%，设备联网率100%，5G联网率91.7%。通过5G SA边缘UPF下沉混合专网、网络切片虚拟专网等技术，覆盖远程设备操控、设备协同作业等13个环节28个应用场景，构建“数据驱动、智能协同”的陶瓷智能制造体系，推动传统生产模式向柔性化、智能化转型，为卫生陶瓷行业数字化升级提供可复制的方案。

二

建设需求

卫生陶瓷制造具有工序复杂（20余道流程）、周期长（单件超72小时）、环境严苛（窑炉温度＞1200℃)及设备协同要求高等特点。良瓷科技面临三大核心痛点：一是网络瓶颈，传统WiFi时延50-100ms、终端接入受限，不能满足AGV、施釉机器人等应用的低时延要求；二是设备管理低效，球磨机、窑炉等核心设备依赖人工巡检，能耗数据人工抄表、节能管控滞后；三是数据孤岛严重，生产数据分散于MES、ERP等独立系统，质量追溯依赖纸质记录，全流程可视化缺失。

三

建设方案

采用“端-边-云”三层架构：端侧覆盖全厂区工业设备，包括生产设备、运输设备、传感设备等，通过5G专用终端接入网络，实现生产数据实时采集；边侧在厂区机房部署边缘网关，支持多种工业协议转换，结合运营商边缘机房专用设备，实现数据本地存储与计算，减少传输时延；云侧依托集团统一平台，整合生产、设备、能耗等管理系统，同时对接运营商云平台，获取网络运维与监控服务。

网络层面部署室外宏站与室内微站，核心生产区域额外强化信号覆盖，确保全厂区5G信号稳定达标；采用5G SA边缘下沉与网络切片技术，通过专线实现数据本地流转，划分不同专用切片保障各类业务网络资源独立；配套部署核心交换机等硬件设备，构建稳定的网络与计算基础设施。

四

应用场景

场景类型1：远程设备操控

结合不同工业设备的特点、对外接口方式，辅助采用不同接口方式和支持不用工业协议的PLC设备，再结合可同时提供串口和LAN口且可提供特定串口控制功能的5G工业网关，利用电信提供的5G+边缘UPF的切片专网实现这类工业设备的连网，利用九牧自研的IOCT系统和MES系统实现设备数据采集、智能分析和远程控制。设备操控员可以通过5G网络远程实时获得生产现场全景高清视频画面及各类终端数据，并通过设备操控系统实现对现场工业设备的实时精准操控，有效保证控制指令快速、准确、可靠执行。

场景类型2：设备协同作业

码垛机器人作为实现工厂自动化、智能化与无人化生产的关键装备，可高效完成货物的自动搬运与堆垛作业。在该场景中，良瓷科技借助5G技术，通过将PLC可编程控制器与5G切片专网相结合，实现了码垛机器人的可靠连网与精准控制。基于5G网络低时延、高可靠性的特性，系统能够对机器人的运行状态进行实时监测，并及时远程下发控制指令，确保码垛作业连续、稳定运行。实际应用表明，单台码垛机器人工作8小时即可完成相当于4名工人同等时间的工作量，生产效率显著提升。

场景类型3：设备故障诊断

针对干燥房设备的特点与接口差异，选用了支持多种工业协议的PLC设备，并搭配具备串口与LAN口接入能力、支持专用串口控制功能的5G工业网关。借助中国电信提供的5G SA切片专网，实现了设备安全、低时延的稳定连接。同时，结合九牧自研的IOCT系统与MES系统，完成了设备数据采集、智能分析及远程控制的一体化应用。管理员可实时获取设备异常信息并及时介入处理，有效避免生产损失，半成品合格率提升2%-5%。

场景类型4：设备预测性维护

球磨机是对泥土进行粉碎的关键设备，在日常运行过程可能会因为电机过热、皮带松动、轴承故障等情况而引发运行异常，从而影响生产效率。良瓷科技通过对不同类型故障的现象进行分析，确认皮带松动、轴承故障等大部分故障情况都会引发球磨机的振动频率出现波动。鉴于此，通过在球磨机上增加辅助的振动传感器和噪声传感器基于5G专网实时采集球磨机的振动和噪声情况，并通过九牧自研的IOCT系统上传到MES系统。MES系统结合采集的振动信号频率、频域和燥声信号数据，通过大数据分析，采用振幅概率密度分析等方法，依据振动幅度和噪声曲线变化对球磨机是否故障或异常进行初步预警。当管理人员收到预警后，可主动介入对存在的潜在故障进行提前介入查修或维保。

场景类型5：厂区智能物流

卫生陶瓷行业产品重量相对较大，传统的物流采用人工手动方式，难以满足工作时间长、搬运量大、搬运线路复杂、柔性高等要求。为了解决以上问题采用AGV小车进行搬运，但传统的AGV小车都是使用WIFI联网，存在支持终端数量少、AGV掉线率高、网络建设和运维成本高且无法协同调度等问题。良瓷科技通过在AGV小车中集成5G通信模块创新改造，借助电信5G专网，利用5G的大带宽实现现场高清视频回传，配合后台系统的智能分析软件，实现了基于视频的智能视觉导引。利用5G低时延有效地实现后台系统对AGV小车的实时控制，为AGV小车控制上移提供了高效的网络基础。一台AGV可替代2-3个人工搬运。

场景类型6：厂区智能理货

场景类型 7：生产过程溯源

基于5G网络，结合乐石NISMES系统、产品生命周期管理系统（PLM），结合一物一码技术，赋予产品唯一隐形码，可绑定物编码或特殊工艺印制，用于验证真伪及查询溯源信息，实现全生命周期可追溯。采用特殊材质的条码标签，耐1200℃高温，保证条码直接烧成在产品上。打破传统的阶段工序性的碎片质量管控模式，实现ERP、MES、物流系统、销售系统和PLM系统的互联互通，实现了采购、仓储、生产、物流、销售和维保全供应链的产品质量控管和溯源管理。质量精准追溯系统基于5G网络，通过将物编码、防伪码、二维码、国标码进行四码合一，对生产过程、物流过程、销售过程、售后过程进行产品全生命周期的质量条码化管理。

场景类型 8：生产能效管控

全厂安装智能电表、水表、燃气表，通过对智能仪表联网，实现对生产厂区分布式水电气等智能仪表数据进行采集。结合已采购的工业水表、电表、燃气表所支持的接口方式（以RS485串口为主，少数网口），通过辅助新增的5G工业DTU结合电信提供的专网实现了三表数据的实时自动采集，为了节约成本，采用一拖多的组网方式。结合乐石科技物联网平台输出API能力接口及MES系统进行调用获取相关表计数据，基于智能分析，实现能耗等异常情况的主动预警，输出节能生产的时间段、季节、气候要求等。有效节省原来手工定时抄表、巡检、检测的人工成本。

五

建设价值

1.经济价值:项目实施后，生产效率复合提升35%，单位产值能耗复合降低7%，企业运营成本复合降低8%，产品不良成本率复合降低5%，产品研发周期年均缩短15天。

2.社会价值:该项目的实施，是卫浴陶瓷垂直行业应用方、5G运营企业、5G相关制造企业、应用开发企业等相关单位，围绕终端、网络、数据处理、应用等方面，协同开展5G跨行业应用创新，建立5G融合应用的生态体系的有效探索，对未来发挥产业方阵作用，组织产业各方积极开展技术创新、产品创新、模式创新研究，解决规模化应用的核心问题，打通5G应用合作链、创新链、资金链，共同探索多方共赢的5G商业模式打下良好基础。