探訪中國首個五星5G工廠 | 從數(shù)字化到智能化 中興通訊副總裁陸平：5G革新了生產(chǎn)方式

每經(jīng)記者 張寶蓮    每經(jīng)編輯 魏官紅    

自2019年中國5G正式商用以來，5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)及其在各行業(yè)的商業(yè)應(yīng)用得到迅速推進。尤其在工業(yè)制造領(lǐng)域，5G技術(shù)的落地被視為產(chǎn)業(yè)升級、智改數(shù)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。

近日，《每日經(jīng)濟新聞》記者實地探訪了全國首家獲得五星5G工廠認(rèn)證的中興通訊南京智能濱江5G工廠（以下簡稱濱江工廠），深入了解5G技術(shù)如何在制造業(yè)領(lǐng)域落地。

“用5G制造5G”，這句話不僅是園區(qū)內(nèi)隨處可見的標(biāo)語，更是貫穿了這座位于長江之畔的智能化工廠的整個發(fā)展歷程。2019年，這座總投資超過200億元、年產(chǎn)值逾500億元的工廠開始投產(chǎn)，專注于5G基站、服務(wù)器、汽車電子等產(chǎn)品的生產(chǎn)。

近日，中興通訊副總裁、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化方案部總經(jīng)理陸平在接受《每日經(jīng)濟新聞》記者專訪時表示，濱江工廠發(fā)展至今，共經(jīng)歷了三個階段，在前兩個階段——數(shù)字濱江和5G濱江建設(shè)期，基于5G工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)+數(shù)字星云，將5G技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了24類、120余項5G應(yīng)用。目前正處于智能濱江的建設(shè)階段，將利用5G-A、大模型等人工智能的能力，實現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量、能效的極致目標(biāo)。

全國首家五星5G工廠，有何特別？

走進工廠內(nèi)部，便能夠感受到這座工廠的高度智能和高效協(xié)同。在這里，大量的工作由機器完成，整座工廠的設(shè)計猶如一個巨大的仿生體，有靈巧的雙手、靈活的雙腳、敏銳的雙眼、聰明的大腦和遍布全工廠的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

廠內(nèi)，隨處可見5G協(xié)作機器人在安靜作業(yè)，如同人類雙手一般精巧的機械臂24小時無間斷地運行，走訪生產(chǎn)線時，記者幾乎看不到工人，AGV（自動導(dǎo)引車）就像是人的雙腳，穿梭于工廠之間，這樣端到端的智能物流系統(tǒng)助力柔性生產(chǎn)，提高了物流周轉(zhuǎn)率。

全國首家五星5G工廠中興通訊濱江工廠 圖片來源：受訪者提供

在生產(chǎn)線上，機器視覺代替人眼進行質(zhì)檢，基于AI算法能夠快速檢測產(chǎn)品質(zhì)量，可以將漏檢率降低至0。而以5G為代表的工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，連接了工廠內(nèi)的全部關(guān)鍵設(shè)備，如同人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，打通了工廠的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。智能運營中心就像大腦，負(fù)責(zé)工廠的智能化調(diào)度，例如為排產(chǎn)設(shè)計最優(yōu)路線，確保工廠有條不紊的高效運行。

據(jù)陸平介紹，在5G技術(shù)的牽引帶動下，濱江工廠的自動化效率、工藝優(yōu)化水平、精益生產(chǎn)規(guī)模顯著提升，工廠總產(chǎn)值增長了41%，人均產(chǎn)值提升了81%，交貨周期從20天縮短至14天，碳排放量降低了29%，單臺產(chǎn)品能耗降低了19%。工廠的年產(chǎn)值已經(jīng)超過500億元。

這樣一座高度智能化的工廠，涉及5G、AI、XR、機器視覺等的多種技術(shù)交叉融合，建設(shè)起來并不容易。對于普通工廠來說，通常是懂制造卻不懂5G，在實現(xiàn)高度智能、柔性化生產(chǎn)上存在挑戰(zhàn)。懂5G的公司，也面臨將技術(shù)深度融合至生產(chǎn)的難題。目前全國已有近3000個5G工廠投入建設(shè)，通過五星5G工廠認(rèn)證的僅濱江工廠一家。

推動廠區(qū)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)化、智能化

5G技術(shù)提供了高速率、低時延、廣連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，這些特性使得工業(yè)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)實時數(shù)據(jù)交換，提高了生產(chǎn)效率和靈活性。而作為基礎(chǔ)設(shè)施的5G網(wǎng)絡(luò)需要能夠確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定。

據(jù)陸平介紹，以5G基站工廠為例，2萬平方米的廠區(qū)，采用24個Qcell小站實現(xiàn)全方位無死角的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，并且采用中興通訊獨創(chuàng)的SuperMIMO技術(shù)，讓5G網(wǎng)絡(luò)從單車道變?yōu)榘塑嚨?，網(wǎng)速大幅度提升。

陸平向記者介紹，全方位的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和5G聯(lián)網(wǎng)率，給廠區(qū)業(yè)務(wù)開展帶來三點好處，第一，廠區(qū)內(nèi)隨時隨地都可以提供穩(wěn)定的5G網(wǎng)絡(luò)，為業(yè)務(wù)部署提供堅實的保障。第二，產(chǎn)線柔性大幅增加，新增業(yè)務(wù)或者產(chǎn)線調(diào)整，不需要重新布線，降低了改造成本，實現(xiàn)換線周期從60分鐘下降到3分鐘。第三，“人機料法環(huán)測”生產(chǎn)全要素的聯(lián)網(wǎng)，為數(shù)據(jù)要素流通、工廠智能大腦應(yīng)用實踐提供了堅實基礎(chǔ)。

5G在賦能制造的過程中也面臨諸多挑戰(zhàn)，陸平向記者表示，最大的難題是5G網(wǎng)絡(luò)如何與生產(chǎn)場景相結(jié)合。

他舉例稱，第一個是5G網(wǎng)絡(luò)通信與工業(yè)控制節(jié)拍的匹配性問題。傳統(tǒng)的PLC（可編程邏輯控制器）與現(xiàn)場硬件強耦合，不利于跨工序的協(xié)同以及與AI等新技術(shù)的融合，需要進行云化改造。

所謂的傳統(tǒng)PLC，主要基于工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，云化PLC則代替了有線網(wǎng)絡(luò)，俗稱“剪辮子”，使得工業(yè)現(xiàn)場更加容易部署，在不同的生產(chǎn)任務(wù)需求下，產(chǎn)線能夠靈活調(diào)整。具有移動部署、靈活作業(yè)的設(shè)備則更有利于柔性化生產(chǎn)。

陸平介紹，云化PLC與現(xiàn)場設(shè)備之間通信需要嚴(yán)格的確定性網(wǎng)絡(luò)保障，中興通訊實現(xiàn)了5G雙向時延小于10毫秒，抖動在1毫秒以內(nèi)，保障99.999%的確定性網(wǎng)絡(luò)能力，匹配了云化PLC場景的控制節(jié)拍需求，也促進了PLC產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化進程。

另一個難題是目前工廠還存在一些復(fù)雜操作的自動化斷點。中興通訊研發(fā)了自動插拔網(wǎng)線和光模塊的具身智能機器人，通過六維力傳感器和雙目相機精準(zhǔn)感知環(huán)境，通過AI來控制精細操作，構(gòu)建了全無人化的自動測試線。據(jù)了解，目前具身智能機器人打通了十多個自動化業(yè)務(wù)斷點。

小站的機器人進行插拔網(wǎng)線測試 圖片來源：每經(jīng)記者 叢森 攝

“現(xiàn)在我們還在進一步探索通過星云工業(yè)大模型構(gòu)建多個機器人協(xié)作的AI大腦，能夠精準(zhǔn)理解用戶意圖，自動規(guī)劃任務(wù)，高效協(xié)同地完成高度復(fù)雜的作業(yè)。”陸平說。

構(gòu)建從云到端的協(xié)同算力架構(gòu)

在搭建了全方位覆蓋的5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，從倉儲、物流到生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵應(yīng)用上，如此龐大的生產(chǎn)協(xié)同體系，需要讓設(shè)備像人一樣學(xué)會協(xié)同作業(yè)。

在濱江工廠內(nèi)，一個原材料立體庫就有足足17米高，總庫位超過1.9萬個托盤位和13萬個料箱位，里面存放的是這座工廠生產(chǎn)所需的所有原材料。完成分揀后它們被裝進“黑箱”，在這里入庫，再通過吊裝線被運輸進入車間，AGV會將這些原材料送到需要的產(chǎn)線與工位上，確保整個工廠材料的上料與下料正常運行。

據(jù)陸平介紹，濱江工廠基于“5G工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)+數(shù)字星云”的整體架構(gòu)，實現(xiàn)了貫穿生產(chǎn)全流程的業(yè)務(wù)創(chuàng)新，覆蓋工業(yè)和信息化部下發(fā)的20大5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。將5G引入邊緣計算后，能夠構(gòu)建“云—邊—端”的協(xié)同算力架構(gòu)，滿足“工廠級”“車間級”“產(chǎn)線級”不同場景的算力需求；數(shù)字星云平臺匯聚現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行治理，通過AI大模型對數(shù)據(jù)進行分析，同時提供業(yè)務(wù)開發(fā)工具和基礎(chǔ)能力，實現(xiàn)各類創(chuàng)新應(yīng)用的快速開發(fā)。

以5G云化AGV為例，基于AI的AGV調(diào)度平臺部署在邊緣側(cè)，實現(xiàn)路徑規(guī)劃和智能調(diào)度；向上與云端的MES系統(tǒng)、iWMS系統(tǒng)進行通訊，實現(xiàn)廠區(qū)物流與生產(chǎn)系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)的無縫融合；向下通過全覆蓋的5G網(wǎng)絡(luò)與AGV通信，實現(xiàn)廠區(qū)物流的無人化。目前云化AGV讓廠區(qū)物流效率提升80%。

“我們還在積極實踐大模型相關(guān)的智能化應(yīng)用，例如智能排產(chǎn)幫助排產(chǎn)周期下降80%；工藝文件智能生成助力工藝文件生成效率提升10倍；采用視覺大模型做AOI（自動光學(xué)辨識系統(tǒng)）智能質(zhì)檢過檢率下降61%。”

濱江工廠的成功實踐不僅在中興通訊的其他制造基地廣泛應(yīng)用，也在工業(yè)制造、水泥化工、礦山、冶鋼、城軌、港口等15個行業(yè)領(lǐng)域成功落地，并幫助中國商飛、長安汽車、貴州茅臺、武鋼集團等多個行業(yè)頭部企業(yè)落地項目。

“5G帶來了無處不在的連接，讓生產(chǎn)數(shù)據(jù)快速流通，讓生產(chǎn)全流程的信息流和實物流高效智能流轉(zhuǎn)。5G工廠帶來的不僅僅是提質(zhì)降本增效，更重要的是生產(chǎn)方式的革新，是新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表，為新型工業(yè)化發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。”陸平表示。