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在全球智能制造浪潮下，重慶作為中國(guó)工業(yè)重鎮(zhèn)，正加速推進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化新基建，其中數(shù)字孿生工廠(chǎng)與邊緣計(jì)算（MEC）的深度融合成為關(guān)鍵突破口。通過(guò)構(gòu)建基于 5G+MEC 的實(shí)時(shí)控制架構(gòu)，重慶企業(yè)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的高效協(xié)同與智能優(yōu)化，為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入新動(dòng)能。
一、5G+MEC 實(shí)時(shí)控制架構(gòu)的技術(shù)構(gòu)建
重慶在工業(yè)自動(dòng)化新基建中，以 5G+MEC 為核心構(gòu)建實(shí)時(shí)控制體系。根據(jù)重慶市通信管理局發(fā)布的案例，長(zhǎng)安汽車(chē)等企業(yè)通過(guò)部署 5G 工業(yè)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，采用 MEC 本地分流方案，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)在邊緣側(cè)進(jìn)行處理，顯著降低了時(shí)延，保障了實(shí)時(shí)控制的精準(zhǔn)性。具體而言，MEC 通過(guò)集成 UPF 通信網(wǎng)元實(shí)現(xiàn)本地流量卸載，工廠(chǎng)內(nèi)的控制器等設(shè)備通過(guò) 5G 邊緣網(wǎng)關(guān)將有線(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)化為 5G 通信，數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)關(guān)處理后上傳至 MEC 主機(jī)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、分析與可視化監(jiān)控。這種架構(gòu)不僅提升了數(shù)據(jù)傳輸效率，還通過(guò)本地化處理確保了數(shù)據(jù)安全，滿(mǎn)足了工業(yè)生產(chǎn)對(duì)低時(shí)延、高可靠的網(wǎng)絡(luò)需求。
在實(shí)時(shí)控制應(yīng)用層面，重慶企業(yè)開(kāi)發(fā)了工業(yè)控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工業(yè) APP 的統(tǒng)一管控與動(dòng)態(tài)更新。例如，通過(guò)將生產(chǎn)車(chē)間的功能需求轉(zhuǎn)化為輕量化 APP，企業(yè)能夠快速響應(yīng)生產(chǎn)變化，優(yōu)化控制策略，從而提升生產(chǎn)效率。這種 “云 - 邊 - 端” 協(xié)同的架構(gòu)設(shè)計(jì)，為重慶制造業(yè)的層級(jí)化、云化控制提供了完整解決方案。
二、數(shù)字孿生工廠(chǎng)的智能化升級(jí)路徑
數(shù)字孿生技術(shù)在重慶工業(yè)自動(dòng)化中扮演著重要角色。以海爾上海洗衣機(jī)互聯(lián)工廠(chǎng)為參考，重慶企業(yè)如超體科技、忽米網(wǎng)等，通過(guò)構(gòu)建三維數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)了物理工廠(chǎng)與虛擬空間的實(shí)時(shí)映射。在海爾案例中，數(shù)字孿生技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)全流程的可視化監(jiān)控，還通過(guò)仿真預(yù)測(cè)優(yōu)化了生產(chǎn)排程，降低了物流成本。重慶企業(yè)在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步創(chuàng)新，將數(shù)字孿生與 AI 大模型結(jié)合，提升了生產(chǎn)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)與決策能力。
例如，忽米網(wǎng)為宗申動(dòng)力打造的數(shù)字孿生工廠(chǎng)，通過(guò)接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了物料配送的智能化調(diào)度（如從 “公交車(chē)” 模式轉(zhuǎn)向 “網(wǎng)約車(chē)” 模式），生產(chǎn)效率提升顯著。同時(shí)，數(shù)字孿生技術(shù)還支持設(shè)備故障的預(yù)測(cè)性維護(hù)，通過(guò)分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提前發(fā)現(xiàn)隱患，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，降低維護(hù)成本。這種虛實(shí)融合的技術(shù)應(yīng)用，為重慶制造業(yè)的智能化升級(jí)提供了可復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)。
三、協(xié)同創(chuàng)新與應(yīng)用實(shí)踐
重慶通過(guò)政策引導(dǎo)與產(chǎn)學(xué)研協(xié)同，加速數(shù)字孿生與 MEC 技術(shù)的落地。根據(jù)《重慶市 “機(jī)器人 +” 應(yīng)用行動(dòng)計(jì)劃（2024—2027 年）》，重慶重點(diǎn)支持企業(yè)研發(fā)開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、高性能傳感器等關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng) 5G+MEC 與數(shù)字孿生的深度融合。例如，重慶百智智慧構(gòu)建了 “數(shù)字孿生 + 本地化服務(wù)雙軌體系”，通過(guò)遠(yuǎn)程平臺(tái)實(shí)現(xiàn)云端診斷，并與本地院校合作培養(yǎng)人才，為企業(yè)提供定制化解決方案，其人效提升超過(guò) 50%。
在具體應(yīng)用場(chǎng)景中，重慶企業(yè)已取得顯著成效。長(zhǎng)安汽車(chē)通過(guò) 5G+MEC 改造產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控與協(xié)同控制，生產(chǎn)效率大幅提升；忽米網(wǎng)為近百家企業(yè)搭建數(shù)字孿生工廠(chǎng)，幫助宗申動(dòng)力等企業(yè)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化率、質(zhì)量數(shù)據(jù)采集分析能力的成倍增長(zhǎng)。這些實(shí)踐表明，數(shù)字孿生與 MEC 的結(jié)合，正在重塑重慶制造業(yè)的生產(chǎn)模式。
四、挑戰(zhàn)與未來(lái)展望
盡管重慶在工業(yè)自動(dòng)化新基建中取得了階段性成果，但仍面臨技術(shù)融合復(fù)雜度高、人才短缺等挑戰(zhàn)。未來(lái)，需進(jìn)一步深化 5G+MEC 與數(shù)字孿生的技術(shù)協(xié)同，開(kāi)發(fā)更輕量化、低功耗的邊緣計(jì)算解決方案，降低中小企業(yè)的部署門(mén)檻。同時(shí)，加強(qiáng)跨領(lǐng)域人才培養(yǎng)，推動(dòng) AI 大模型與數(shù)字孿生的深度融合，提升生產(chǎn)系統(tǒng)的自主決策能力。
隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)，重慶工業(yè)自動(dòng)化新基建有望實(shí)現(xiàn)更高層次的突破：從單一場(chǎng)景的實(shí)時(shí)控制，到全廠(chǎng)級(jí)數(shù)字孿生的智能決策；從局部?jī)?yōu)化，到全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新。這一升級(jí)不僅將提升重慶制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，更將為全國(guó)工業(yè)智能化轉(zhuǎn)型提供 “重慶樣本”。
