5G+煤矿机械引领煤炭行业智能化发展

获奖等级：全国赛优秀奖

参与单位：

中国联合网络通信有限公司河南省分公司,联通数字科技有限公司,中讯邮电咨询设计院有限公司,郑州煤矿机械集团股份有限公司,华为技术有限公司,中国联合网络通信有限公司郑州市分公司

郑州煤矿机械集团股份有限公司（以下称“郑煤机”）是国家级高新技术企业，目前已成为全球规模最大的煤矿综采技术和装备供应商、国际领先的汽车零部件制造企业。

联通公司经过充分调研，采用工业专网模式，帮助郑煤机在内部建设下沉UPF，实现“生产数据不出园区”，提升数据处理速度，助力企业提升生产、管理效率。利用数据采集、机器视觉、远程操控等场景及应用测试，实现5G+AGV小车、5G+无人航车、5G+焊机视频等数字化能力，最终达到生产排程柔性化、生产作业数字化、生产管理透明化、物流配送智能化、能源资源利用集约化、设备自管理及质量可追溯。

5G+无线工业控制网络

电焊机是煤矿机械制造的关键设备，平均每天不间断工作20小时，电流、电压及计米器等数据需实时上传。原使用工业以太网传输数据，现改造为5G传输，适配中国联通智网创新中心自研产品先锋者2号，可以使电焊机上传数据具有高速率、低时延的特性。同时，满足焊机移动灵活部署，使车间更整洁，降低维护成本。

5G+安防巡检机器人

基于5G网络的巡检机器人，实现园区重点区域内不间断的自主巡逻、巡检检修、故障抢修、施工协同、实时高清监控、人脸比对等能力。

组网结构

巡检机器人通过5G网络与管理平台互联，管理平台可以部署在边缘计算节点或云端。巡检机器人能够适应环境，严寒天气也能正常工作，实现昼夜24小时的巡检需求；能够实时回传，通过1080p高清摄像机和先进的热成像系统，实现不间断的实时监控，将视频、音频和环境信息，无延迟的回传到后台；能够远程控制，可在指挥中心控制机器人沿着指定的路线、到达指定的地点、从事指定的任务；能够人脸识别，对视频流和图片进行快速解析，提取出面部图像，实时的与公安业务系统各种数据库进行比对。安防巡检机器人的部署有效提升了园区人员、车辆及应急突发事件的管理效率，降低了管理成本。

设备示意图

5G+机器视觉

通过高清摄像头，单反镜头等支持不同清晰度的采集终端实现视觉信息采集。通过终端采集配合5G网络覆盖，以专网或5G专用网络切片，实现超低时延和超高带宽的业务传承载保障。通过自建或部署在运营商MEC平台，实现业务路径最短，业务时效性最优的保障。作为核心部分的AI能力，采用深度神经网络算法，提供基于图片的识别能力。培训后的AI能力在边缘部署，对于AI算法的持续优化，可随使用场景的样本收集持续在中心云进行并定期更新到边缘侧。

整体结构

5G+机器视觉主要应用于产品质检领域，解决质检工作人力密集成本高、准确率低、效率低等问题，实现高精度，7*24小时自动检测，提高产品质量控制水平，降本增效。

为实现 AGV 车远程控制，车间内部部署 5G 室分基站，信号覆盖厂区内部， 每台 AGV 车配置一个 5G 终端先锋2号，AGV 监控调度系统配备工业适配网关设备。5G 终端先锋2号用于数据传输，与 5G 室分基站通信，5G 室分基站与 MEC 连接，工业适配网关设备通过 MEC 分流与中心机房交换机连接。基于 5G 网络与 5G 终端先锋2号、工业适配网关设备，实现 AGV 车的远程操控和无人化控制，取代原有的工业 AP 传输方式，提升无线信号稳定性，满足控制低时延要求。

AGV方案设计

5G+AGV适用于厂区内仓储及部分生产车间，能够实现小体积原料的自动化、无人化运输。5G+AGV提高了原料运输效率，降低了人工分拣工作量，保证了原料出入库全流程线上可追踪性，全面提高了生产管理效率。

5G+设备远程控制

为实现设备远程控制，设备均通过工业网关接入工业内网，控制人员通过控制程序远程对设备进行遥控操作。通过数字孪生技术，实时收集设备运转情况并在操作平台上汇总分析，形成视频及分析报告，方便操作人员更全面的掌握井下作业情况。远程控制期间，设备数据分析上传均使用园区内MEC设备，不经运营商的远程直传，大幅度提升了数据传输速度，同时保证了数据传输的安全性。

5G+无人天车

因企业生产产品类型限制，厂区内部分产线内设备运输需依靠起重天车进行吊装移动。车间内部署5G室分基站，信号无死角覆盖车间内部，配合天车内控制模组及外设高清摄像，在确保生产及人员安全的前提下，最终实现天车无人化远程控制。

5G+能源管理

能源管理是对企业整体能源消耗情况进行实时在线监测，根据企业的用能实际，不仅可以对公司级总量进行监测，而且可以对各个车间、生产线、重点用能设备进行监测，还可根据产品产量以及产值数据，分析出产品单耗和产值能耗的情况，并且提供对用能异常的实时预警。

5G技术助力智慧工厂落地

郑煤机5G智慧工厂项目，打通了工业数据接入互联网，完成了智能工厂的5G连接。5G云边、云网协同技术助力5G智能工厂落地，实现生产设备的无缝连接，使整个生产链协同更紧密。5G技术的融入有效提高了产线的生产效率，降低了管理难度及管理成本。

本项目辅助郑煤机实现关键结构件生产智能化，并逐步实现车间智能化生产，必将引领煤机企业生产智能化升级，推动产业的技术进步，提高产业竞争力，为中国由制造大国向制造强国转变做出贡献。