5G融合加速工業(yè)制造向“智造”躍遷
隨著數(shù)字化、智能化技術(shù)與制造業(yè)的融合日趨加深，以5G為代表的先進(jìn)技術(shù)正以強(qiáng)大的潛力和融合效應(yīng)為制造業(yè)帶來全新變革。
5G深入智能制造核心環(huán)節(jié)
隨著智能制造的飛速發(fā)展，以5G為核心的無線連接在工業(yè)制造中的作用愈加凸顯。
近日，記者在聯(lián)想天津創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園的筆記本電腦自動化智能生產(chǎn)線看到，機(jī)械臂正在配合工人完成貼片、回流焊、錫膏檢測等一系列復(fù)雜而精細(xì)的主板組裝流程。
“我們在車間部署了100多個(gè)5G邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，可以實(shí)時(shí)采集各類設(shè)備數(shù)據(jù)并進(jìn)行邊緣計(jì)算，并通過5G專網(wǎng)快速精準(zhǔn)地傳輸?shù)焦I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，等于給傳統(tǒng)設(shè)備增加了一個(gè)‘智能小腦’。”聯(lián)想集團(tuán)云網(wǎng)融合事業(yè)部5G智能制造業(yè)務(wù)經(jīng)理李彬介紹說，依托聯(lián)想云網(wǎng)融合技術(shù)的5G專網(wǎng)優(yōu)勢，員工的操作細(xì)節(jié)和自動化生產(chǎn)線上的傳感器數(shù)據(jù)均可實(shí)時(shí)連接，且每個(gè)工序都能夠被實(shí)時(shí)記錄并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)溯源。
據(jù)了解，聯(lián)想天津創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園是聯(lián)想集團(tuán)集生產(chǎn)制造、研發(fā)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字化展示于一體的高度信息化、智能化產(chǎn)業(yè)園。在這里，筆記本電腦生產(chǎn)線的自動化率超過60%，為行業(yè)常見水平的2倍至3倍；智能高速貼片生產(chǎn)線自動化率則達(dá)到了80%，其中貼片段的自動化率為92%，元器件貼裝速度可達(dá)17.2萬個(gè)/小時(shí)。
除了生產(chǎn)車間，5G應(yīng)用甚至深入到了物流、倉儲等其他核心控制環(huán)節(jié)。
走進(jìn)聯(lián)想天津創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園的物流倉儲車間，數(shù)十臺5G AGV（自動貨運(yùn)機(jī)器人）便映入了記者眼簾，它們穿梭于各條生產(chǎn)線之間，可以全自動運(yùn)行并躲避人員和障礙。由于在作業(yè)區(qū)的高處設(shè)置了“天眼”——5G攝像頭，工作人員可以實(shí)時(shí)對AGV的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)督，如果發(fā)現(xiàn)與程序設(shè)定出現(xiàn)偏差，系統(tǒng)會依據(jù)視頻數(shù)據(jù)自動比對進(jìn)行糾正，以提高生產(chǎn)效率。
而在擁有多穿立體存儲系統(tǒng)和24米托盤立體倉儲系統(tǒng)的天津創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園中央倉，所有的堆垛機(jī)和多穿車均利用5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，通過智能調(diào)度算法、視覺AI、數(shù)字孿生等手段，這座倉庫能在黑燈或者少燈的場景下正常運(yùn)營，減少60%的電能消耗。
“3T”融合漸成趨勢
李彬稱，在5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于制造業(yè)生產(chǎn)方面，聯(lián)想天津創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園探索出了三點(diǎn)實(shí)踐：一是基于通用服務(wù)器，將整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)搭建在軟件定義的架構(gòu)上，未來可以通過軟件升級的方式讓5G網(wǎng)絡(luò)具備更多功能，并為日后的5.5G、6G標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐做好準(zhǔn)備；二是首次將5G用于遠(yuǎn)程控制，并把5G應(yīng)用推廣到工業(yè)生產(chǎn)控制的核心環(huán)節(jié)；三是把算力和網(wǎng)絡(luò)搭建成一個(gè)資源池，利用網(wǎng)絡(luò)的延展性，使算力擴(kuò)展到工業(yè)生產(chǎn)的其他環(huán)節(jié)。
“之所以使用5G，在于原有技術(shù)無法更好地支撐AI應(yīng)用，或更柔性地去實(shí)現(xiàn)場景化的需求。”李彬表示，5G帶來的最大優(yōu)勢之一就是實(shí)現(xiàn)了柔性生產(chǎn)。比如，以往在筆記本電腦的生產(chǎn)過程中，一旦需要變更筆記本電腦信號，整個(gè)生產(chǎn)線可能也要面臨調(diào)整，隨之而來的還有有線網(wǎng)絡(luò)的變更，每臺設(shè)備又有對應(yīng)的IP地址，導(dǎo)致一次調(diào)整需要耗費(fèi)大量時(shí)間。但在使用5G網(wǎng)絡(luò)后，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以接入5G網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)無縫的柔性化生產(chǎn)。
這其中，英特爾的助力功不可沒。在構(gòu)建聯(lián)想天津創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園這座5G智慧工廠的過程中，聯(lián)想攜手英特爾充分運(yùn)用了物聯(lián)網(wǎng)、5G、邊緣計(jì)算、數(shù)字孿生、AI等多項(xiàng)先進(jìn)智能和綠色技術(shù)，對智能制造、智聯(lián)質(zhì)量、智慧物流等方面進(jìn)行了優(yōu)化。
英特爾網(wǎng)絡(luò)與邊緣事業(yè)部中國區(qū)首席技術(shù)官張宇說，與其他物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)相比，工業(yè)生產(chǎn)有著明顯的特點(diǎn)：其他行業(yè)可以說是IT（信息技術(shù)）和CT（通信技術(shù)）的融合，即IT提供數(shù)據(jù)分析以及AI（人工智能）技術(shù)支持，CT則提供敏捷的連接，但工業(yè)生產(chǎn)不同，除了IT和CT之外，還需要OT（運(yùn)營技術(shù)）的支撐，比如數(shù)據(jù)的確定性傳輸與計(jì)算的確定性處理。“在工業(yè)生產(chǎn)過程中，必須要求在一個(gè)確定的時(shí)間段里，把數(shù)據(jù)收集并處理完。因此，IT、CT、OT三者的融合，是構(gòu)建智能工廠時(shí)一定要解決和滿足的問題。”
基于此，英特爾提供了多樣化的網(wǎng)絡(luò)與智能邊緣產(chǎn)品組合和端到端整體解決方案。比如，英特爾芯片產(chǎn)品除了提供計(jì)算能力外，還集成了時(shí)間協(xié)調(diào)計(jì)算技術(shù)（TCC）、時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（TSN）等，以確保滿足工業(yè)系統(tǒng)對計(jì)算和數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_定性要求。
聯(lián)想天津創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園正是聯(lián)想攜手英特爾打造的5G智能工廠新范式。據(jù)了解，該項(xiàng)目不僅可助力工廠提升生產(chǎn)效率、優(yōu)化物流管理、改善安全監(jiān)控、降低維護(hù)成本，還能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動化生產(chǎn)、遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化以及人機(jī)協(xié)同合作，從而大幅提高產(chǎn)線的效率、質(zhì)量和靈活性。
賦能制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型
隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的深入發(fā)展，以5G、AI為代表的新一代信息技術(shù)正加速向制造業(yè)融合滲透，為制造業(yè)帶來了更高效、更靈活、更智能、更綠色的生產(chǎn)方式。這種融合不僅推動了制造業(yè)的數(shù)字化、智能化變革，也為未來工廠的建設(shè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。
目前，通過5G與新技術(shù)的結(jié)合，聯(lián)想天津創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園建立了可視化、可分析、可預(yù)警模擬、可快速決策的智能排產(chǎn)體系，訂單交付達(dá)成率比業(yè)界平均水平高出不少且逐年提高。
聯(lián)想天津創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目負(fù)責(zé)人鄭愛明說，聯(lián)想每年大概會收到1200萬張產(chǎn)品訂單，為了調(diào)度龐大的供應(yīng)鏈體系，并在短時(shí)間內(nèi)完成交付，聯(lián)想引入了AI大模型，設(shè)立了高階需求預(yù)測系統(tǒng)，通過對歷史出貨量等一系列數(shù)據(jù)的分析，可以提前26周預(yù)測產(chǎn)品銷量，從而安排生產(chǎn)，并調(diào)節(jié)庫存水平。現(xiàn)在，聯(lián)想天津創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園的排產(chǎn)率有了大幅提升，“大概每9秒就有一臺筆記本產(chǎn)品下線，生產(chǎn)效率提升近40%。”
這正是5G走向生產(chǎn)核心業(yè)務(wù)的實(shí)踐之一。李彬稱：“通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)和算網(wǎng)融合技術(shù)，算力可以通過5G網(wǎng)絡(luò)像自來水一樣供給工廠，支撐更多智能化應(yīng)用。”
據(jù)悉，聯(lián)想正在加速復(fù)制5G智能工廠模式，已與全球30多個(gè)工廠和2000多家供應(yīng)商合作搭建了智能生產(chǎn)體系。同時(shí)，聯(lián)想也在把好的方案和技術(shù)推廣給行業(yè)客戶和生態(tài)合作伙伴。
鄭愛明表示，聯(lián)想天津創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園利用物聯(lián)網(wǎng)、5G、邊緣計(jì)算、數(shù)字孿生、AI等先進(jìn)技術(shù)，融合了近千項(xiàng)聯(lián)想專利技術(shù)，打造了200多項(xiàng)解決方案。他說，聯(lián)想基于5G與AI結(jié)合的5G+解決方案，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與算力資源的高效配置，以更靈活的網(wǎng)絡(luò)、高效利用的算力與更精準(zhǔn)的算法應(yīng)對不同場景下的客戶需求，為客戶降本增效。
業(yè)界認(rèn)為，數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，作為實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要引擎，向高端化、智能化、綠色化加速躍遷已成為我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。與此同時(shí)，制造業(yè)也一直是5G賦能行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的典型領(lǐng)域。如何讓越來越多的傳統(tǒng)制造工廠向“聰明工廠”轉(zhuǎn)型？聯(lián)想的解決方案或許是一條可資借鑒的實(shí)踐路徑。
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