5G全連接工廠：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)迭代升級(jí)重要抓手

　　“我們一條生產(chǎn)線上有幾百萬(wàn)種組合?！?月3日，在位于寧波市的極氪智慧工廠，極氪智能科技園制造總監(jiān)戴龍才向記者展示著定制化新能源車(chē)輛的生產(chǎn)過(guò)程：用戶(hù)在手機(jī)APP上下單，參數(shù)傳輸?shù)組EC服務(wù)器上，生產(chǎn)指標(biāo)便被下發(fā)到生產(chǎn)制造系統(tǒng)中。此時(shí)，一輛輛物流小車(chē)出發(fā)，穿行于廠房中，將車(chē)主挑選的零件配送到生產(chǎn)線上。

　　如何使生產(chǎn)更自動(dòng)化、更安全可靠，如何在滿(mǎn)足客戶(hù)個(gè)性化定制需求的同時(shí)保證生產(chǎn)效率，如何改善工人工作環(huán)境……這些問(wèn)題的解決離不開(kāi)5G技術(shù)的應(yīng)用。5G技術(shù)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供了更快的速度、更可靠的連接、更全面的覆蓋，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)迭代升級(jí)的重要抓手。

　　5G保障生產(chǎn)可靠

　　幾塊鋼材整整齊齊地堆疊在小車(chē)上，沿著軌道緩緩駛向下一道工序。記者在中集物流生產(chǎn)車(chē)間看到，5G+RGV物流小車(chē)已經(jīng)成為集裝箱材料運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)，物流小車(chē)借助聯(lián)通RGV物流轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)給到的信息，便能夠與下一道工序進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)接。

　　然而，在5G應(yīng)用之前，現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)并沒(méi)有如此順暢。中集物流的工作人員告訴記者：“在沒(méi)有5G專(zhuān)網(wǎng)以前，需要通過(guò)WiFi傳遞，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)一邊的貨物已經(jīng)在等料，但另一邊負(fù)責(zé)傳輸物料的RGV運(yùn)輸車(chē)卻沒(méi)有收到信號(hào)的情況?！边@樣的情況在集裝箱多面板材拼接過(guò)程中也出現(xiàn)過(guò)。網(wǎng)絡(luò)不可靠，從小處說(shuō)降低了生產(chǎn)效率，往大處說(shuō)，則可能造成生產(chǎn)失誤而返工，甚至為生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患。而當(dāng)應(yīng)用5G專(zhuān)網(wǎng)進(jìn)行改造后，數(shù)據(jù)傳輸失誤的情況便再也沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)，極大地提高了設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行的可靠性。

　　在中集物流的噴涂階段，長(zhǎng)長(zhǎng)的機(jī)械噴嘴正在為集裝箱噴漆，現(xiàn)場(chǎng)幾乎看不到工人的身影。工作人員表示，90%的集裝箱噴涂操作都是自動(dòng)化的。隨著使用時(shí)間延長(zhǎng)，噴漆的噴嘴會(huì)被磨損，噴嘴噴出的涂層厚度也會(huì)發(fā)生變化。在沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的時(shí)候，每個(gè)集裝箱噴了多少無(wú)法精準(zhǔn)把控?！拔覀?cè)瓉?lái)的方法是油漆工每?jī)蓚€(gè)小時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)檢查一下，通過(guò)兩個(gè)小時(shí)之內(nèi)油漆的消耗狀況，判斷噴嘴工作狀況?！惫ぷ魅藛T稱(chēng)，“但這一方法并不能實(shí)現(xiàn)噴涂質(zhì)量的全流程管控，噴涂環(huán)節(jié)易返工，噴涂浪費(fèi)嚴(yán)重?！?/p>

　　而通過(guò)部署涂料監(jiān)控系統(tǒng)，安裝智能流量計(jì)，借助5G技術(shù)對(duì)涂料耗量實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)控制目標(biāo)自動(dòng)調(diào)整噴槍壓力和拉箱速度，可以實(shí)現(xiàn)耗量恒定。工人在工控機(jī)、手機(jī)和電腦端便能借助5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)查看每臺(tái)箱每道漆的耗量及相關(guān)參數(shù)，有效監(jiān)管異常信息的報(bào)警情況。經(jīng)過(guò)這樣一番操作，在涂層總膜厚度不變的情況下，不僅噴涂質(zhì)量得以提升，涂料流掛缺陷遞減50%以上，企業(yè)還實(shí)現(xiàn)了涂料用量遞減3%，實(shí)現(xiàn)年增收益額150萬(wàn)元。

　　“5G應(yīng)用前，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)很大的誤差?！毙履茉雌?chē)品牌極氪汽車(chē)工程師同樣對(duì)設(shè)備網(wǎng)聯(lián)數(shù)據(jù)傳輸不及時(shí)感受頗深。他表示，4G網(wǎng)絡(luò)并不能滿(mǎn)足生產(chǎn)對(duì)網(wǎng)速和時(shí)延的要求，甚至有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)丟失的情況。而使用了5G后，數(shù)據(jù)得以快速傳遞到云、邊、端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，再反饋數(shù)據(jù)到相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)和設(shè)備，大大提升了設(shè)備數(shù)據(jù)交互速度。

　　5G助力柔性生產(chǎn)

　　“在使用5G+互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之前，我們生產(chǎn)一件定制化的西裝需要15天。而現(xiàn)在，只要5天就能完成。加急情況下兩天就能搞定?！痹谘鸥?duì)?G全連接工廠，工作人員驕傲地介紹道。在服裝市場(chǎng)由批量生產(chǎn)走向個(gè)性化定制的過(guò)程中，生產(chǎn)聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化的意義變得越來(lái)越顯而易見(jiàn)。對(duì)于服裝制造這種生產(chǎn)工藝成熟的行業(yè)來(lái)說(shuō)，制造已經(jīng)不存在難點(diǎn)，難點(diǎn)在于如何將顧客紛繁多樣的尺寸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、快捷地落實(shí)到產(chǎn)線上。

　　要解決數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的問(wèn)題，就需要一個(gè)智慧的大腦。站在雅戈?duì)柨偛?G西服智能工廠數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)中心的顯示屏前，雅戈?duì)柗b制造信息總監(jiān)顧躍君介紹，現(xiàn)如今雅戈?duì)栒麄€(gè)工廠已經(jīng)形成了一個(gè)智能化的調(diào)度中心，用戶(hù)訂單數(shù)據(jù)在中心“大腦”匯總后，被分析、拆解成一道道工序，布局到雅戈?duì)栞o料運(yùn)送、剪裁、縫制、熨燙、裝箱的多道產(chǎn)線上。

　　記者在雅戈?duì)栔圃燔?chē)間的大屏上看到，完成與待完成服裝數(shù)量的字符不斷跳動(dòng)。這些數(shù)字連接的是廠房?jī)?nèi)每一臺(tái)縫紉機(jī)，代表每一位員工的工作完成情況。根據(jù)“大腦”傳遞的數(shù)據(jù)，布料、服裝吊掛系統(tǒng)準(zhǔn)確地將布料傳送到相應(yīng)的工人手中。而當(dāng)工人完成自己負(fù)責(zé)的工序后，也只需要按一個(gè)按鈕，這批布料便會(huì)借助吊掛系統(tǒng)傳遞給負(fù)責(zé)下一道工序的工人。工廠也無(wú)需擔(dān)心員工會(huì)忘記傳送到手上的每塊面料需要裁減的大小和形狀。因?yàn)榘殡S吊掛系統(tǒng)上的布料而來(lái)的，還有該批布料在該工序需要完成的要求。這些數(shù)據(jù)就像布料的裁剪說(shuō)明書(shū)，清清楚楚地被呈現(xiàn)在工人面前。

　　在極氪智慧工廠，同樣有一個(gè)聰明的“大腦”，只不過(guò)這個(gè)“大腦”控制的并不是吊掛系統(tǒng)，而是隨行小車(chē)。極氪為車(chē)主提供了紛繁多樣的個(gè)性化選擇，使得一條生產(chǎn)線上的配置組合高達(dá)157萬(wàn)種。在極氪001前1萬(wàn)輛車(chē)的訂單中，配置完全相同的車(chē)最多不超過(guò)5輛。為了防止搞亂組合，極氪采用了隨行小車(chē)的方式，將涉及選裝的零件提前按每輛車(chē)的訂單配送到隨行小車(chē)上，隨行小車(chē)與生產(chǎn)車(chē)輛一一對(duì)應(yīng)，避免錯(cuò)裝漏裝。

　　5G提升生產(chǎn)效率

　　而要真正實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)模式的可復(fù)制、可持續(xù)，不僅需要準(zhǔn)確無(wú)誤的數(shù)據(jù)管理，還需要生產(chǎn)過(guò)程更高的自動(dòng)化，以保證生產(chǎn)效率。

　　在極氪智慧工廠，車(chē)間的全線自動(dòng)化率已經(jīng)超過(guò)90%。在這里，汽車(chē)生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)一鍵換模，換模時(shí)間少于180秒。記者看到，巨大的焊裝車(chē)間中，數(shù)百條機(jī)械臂在流水線上工作，不時(shí)放射出電火花。一番操作后，焊接好的車(chē)身便被運(yùn)輸出來(lái)，整個(gè)過(guò)程沒(méi)有一位工人參與。這里的員工告訴記者，焊裝車(chē)間裝有382臺(tái)柔性機(jī)器人，焊接自動(dòng)化率已經(jīng)達(dá)到了100%。令記者更為驚訝的是，整個(gè)焊裝車(chē)間內(nèi)完全聞不到刺鼻的味道，與以往焊裝車(chē)間留給人的刻板印象形成了鮮明的對(duì)比?，F(xiàn)場(chǎng)工作人員告訴記者，之所以沒(méi)有異味，是因?yàn)檐?chē)間采用了實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)，能夠過(guò)濾有害氣體。

　　汽車(chē)生產(chǎn)的檢測(cè)工序也更多地采用了5G+AI技術(shù)。極氪工廠采用了涂膠視覺(jué)引導(dǎo)、在線涂膠視覺(jué)檢測(cè)、在線精度尺寸測(cè)量、CMM測(cè)量、超聲波檢查等監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。極氪工程師向記者展示了寧波聯(lián)通為極氪打造的5G+輪轂監(jiān)測(cè)的使用過(guò)程。當(dāng)待出廠的汽車(chē)行駛到該設(shè)備的攝像頭監(jiān)控區(qū)域時(shí)，監(jiān)測(cè)大屏上便呈現(xiàn)出汽車(chē)輪轂的各項(xiàng)參數(shù)，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程不超過(guò)10秒鐘。

　　寧波中集同樣致力于提升設(shè)備的數(shù)字化、自動(dòng)化水平。當(dāng)前，車(chē)間關(guān)鍵設(shè)備數(shù)控化率達(dá)到了90%以上，關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率達(dá)到85%以上；生產(chǎn)進(jìn)度、現(xiàn)場(chǎng)操作、質(zhì)量檢驗(yàn)、設(shè)備及工藝狀態(tài)、物料傳送等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)95%以上的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上傳，并實(shí)現(xiàn)可視化管理；IoT實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集500臺(tái)以上，聯(lián)網(wǎng)率98%以上。

　　通過(guò)利用5G技術(shù)進(jìn)行廠房改造，工廠實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率提升30%，產(chǎn)品研制周期縮短30%以上。中集員工自豪地告訴記者：“在這里，每80秒便有一個(gè)集裝箱出廠?！?/p>

　　打造100個(gè)標(biāo)桿工廠

　　2019年，工信部印發(fā)了《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案》。自該方案公布以來(lái)，現(xiàn)已在十大重點(diǎn)行業(yè)培育形成了20個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景。其中既包括以中集物流為代表的傳統(tǒng)制造工業(yè)的智能化改造、以極氪工廠為代表的新興行業(yè)應(yīng)用、以雅戈?duì)枮榇淼膫鹘y(tǒng)輕工業(yè)改造，還包括以三一重工、寶鋼集團(tuán)梅山鋼鐵公司、晉南鋼鐵等為代表的重工業(yè)改造等諸多領(lǐng)域。在上述案例中，5G已經(jīng)成為助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)、優(yōu)化生產(chǎn)效能的重要抓手，已成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。而在未來(lái)，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合將繼續(xù)擴(kuò)大應(yīng)用范圍，繼續(xù)優(yōu)化應(yīng)用成效。

　　9月4日，在2022年“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”現(xiàn)場(chǎng)工作會(huì)上，工信部發(fā)布了《5G全連接工廠建設(shè)指南》，宣布將進(jìn)一步積極開(kāi)展5G全連接工廠建設(shè)，以期在“十四五”時(shí)期，在原材料、裝備、消費(fèi)品、電子等制造業(yè)各行業(yè)以及采礦、港口、電力等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域，推動(dòng)萬(wàn)家企業(yè)開(kāi)展5G全連接工廠建設(shè)，建成1000個(gè)分類(lèi)分級(jí)、特色鮮明的工廠，打造100個(gè)標(biāo)桿工廠，推動(dòng)5G融合應(yīng)用縱深發(fā)展。

　　建設(shè)5G全連接工廠，并不是將5G技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單疊加，而是一個(gè)對(duì)邊緣計(jì)算、數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等多方面有著多重要求的系統(tǒng)工程。工信部信息通信管理局一級(jí)巡視員張鵬在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，5G全連接工廠包含幾個(gè)關(guān)鍵詞?！?G”是指以5G為重要基礎(chǔ)，但不限于5G，要有機(jī)集成新一代信息通信技術(shù)；“全連接”要求能連盡連，但不是樣樣都連，要根據(jù)實(shí)際情況因地制宜。

　　總而言之，建設(shè)5G全連接工廠，5G的應(yīng)用和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)都不是其最終目的。技術(shù)應(yīng)用的最終目的是服務(wù)生產(chǎn)，是使信息（IT）與運(yùn)營(yíng)（OT）深度融合，使數(shù)據(jù)要素充分利用，使創(chuàng)新應(yīng)用真正提升企業(yè)的生產(chǎn)效能。(記者 姬曉婷)

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)電子報(bào)

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