5G賦能全連接

機(jī)器人手臂整齊劃一高效作業(yè)、AGV（自動引導(dǎo)小車）零差錯調(diào)度運(yùn)送到位、工人佩戴AR（增強(qiáng)現(xiàn)實）設(shè)備遠(yuǎn)程檢修設(shè)備、5G CPE（一種可以將寬帶信號或移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為WiFi信號的終端）實時監(jiān)測機(jī)器人電機(jī)運(yùn)行動態(tài)……在位于廣東順德北滘的美的廚房和熱水器事業(yè)部工廠里，高質(zhì)量的5G網(wǎng)絡(luò)正支撐生產(chǎn)線高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

今年7月20日，這個5G全連接智能制造示范工廠正式亮相，驚艷業(yè)界。此前一年，美的、聯(lián)通、華為攜手，結(jié)合工廠生產(chǎn)制造流程，規(guī)劃了包括智能倉儲、智能車輛管理、AI智能監(jiān)測等19項應(yīng)用和超600個5G連接的落地實施方案。

“5G全連接”，對于工廠的智能制造有多重要呢？有個改變讓美的廚熱事業(yè)部順德工廠洗消分廠廠長趙偉東印象深刻。

“AR遠(yuǎn)程驗貨可以保證我們在疫情防控期間實現(xiàn)準(zhǔn)時交付。”趙偉東說，疫情防控期間，第三方驗貨不能及時來到現(xiàn)場，各方溝通過程中存在障礙，在5G助力下，遠(yuǎn)程驗貨成為現(xiàn)實，如此一來，待貨物到港后，客戶再進(jìn)行抽檢即可。“這項技術(shù)可以大大降低海外客戶在第三方驗貨方面的資源投入，也降低了我們和海外經(jīng)銷商之間的溝通成本。”

另一項廣受好評的數(shù)字化改造，是5G融合定位技術(shù)。

以前，園區(qū)傳統(tǒng)倉儲物流體系長期面臨著人機(jī)物無法有效跟蹤定位、移動場景下工業(yè)WiFi網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、多網(wǎng)并行維護(hù)困難等問題，增加了人員找貨的成本，影響倉儲物流效率。

針對這個業(yè)務(wù)痛點，美的、聯(lián)通、華為聯(lián)合生態(tài)合作伙伴，制定了基于5G+藍(lán)牙AOA（到達(dá)角技術(shù)）融合定位的智能倉儲方案，并完成升級交付。據(jù)介紹，方案是基于中國聯(lián)通5G室內(nèi)基站和MEC（邊緣計算技術(shù)）專網(wǎng)架構(gòu)，在本地部署融合定位引擎，提供5G+AOA融合定位能力，并成功與美的內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行對接。

這項技術(shù)應(yīng)用后，工廠成品倉庫的夾抱車位置信息能夠準(zhǔn)確傳輸?shù)絺}儲系統(tǒng)，并與實物信息相關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)定位達(dá)亞米級精度，裝柜效率提升50%。

“建設(shè)5G全連接工廠，就是要借力5G大帶寬、低時延、廣連接的特點，深度打造5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造新模式，從根本上提升生產(chǎn)效率和效益。”美的集團(tuán)IT總監(jiān)周曉玲接受本報采訪時表示。據(jù)預(yù)測，這座5G全連接工廠每年可節(jié)約成本數(shù)千萬元。

AI助力自動化

機(jī)器掐住8英寸大小的手機(jī)兩側(cè)，模擬人手把一塊完整的屏幕反復(fù)向內(nèi)對折。當(dāng)屏幕再度展開，畫面依舊清晰展示……在北京亦莊的小米智能工廠里，小米最新的折疊屏手機(jī)MIX Fold就這樣被制造出來。

從外觀上看，智能工廠與一般廠房并無差別，但推開大門，便能發(fā)現(xiàn)里面與眾不同：沒開燈的廠房里，傳送帶在空中不停運(yùn)送著零部件，一部部手機(jī)接連下線，幾乎看不到工人來往。即使在夜間生產(chǎn)時，也不見燈火通明的景象，只有設(shè)備狀態(tài)指示燈、品質(zhì)檢驗燈等持續(xù)閃爍著微光，“科技感”十足。

“別看沒什么工人，這座工廠一年可以生產(chǎn)百萬臺高端智能手機(jī)。”小米智能工廠廠長周毅向記者介紹，建造智能工廠的初衷，就是要打造一座可以24小時運(yùn)行的“黑燈工廠”，實現(xiàn)生產(chǎn)管理過程、機(jī)械加工過程和包裝儲運(yùn)過程的全程自動化生產(chǎn)。

在這里，一部手機(jī)從無到有要經(jīng)歷的200多道工序，絕大部分靠智能設(shè)備自動化完成。以小米MIX Fold手機(jī)為例，其主板上需要貼裝1500多顆元器件。過去，貼片機(jī)前后端至少要四五位工人，主板測試環(huán)節(jié)則需要一二十位工人流水線操作。而現(xiàn)在，高度自動化的SMT（表面貼裝技術(shù)）貼片設(shè)備和測試系統(tǒng)，完全可以替代人工操作。

位于浙江省寧波市江北區(qū)的康賽妮高檔羊絨紗線智能工廠，同樣是一家“黑燈工廠”。

走進(jìn)這幢今年6月全面投產(chǎn)的五層樓新廠房，幾乎見不到工人的身影。只見一臺臺嶄新的機(jī)器整齊排列，軸輪緩緩轉(zhuǎn)動，發(fā)出輕微的聲響。一層和二層是主要生產(chǎn)加工區(qū)，羊絨原料從一樓投料口投進(jìn)機(jī)器后，就進(jìn)入了全程自動化操作流程，最后在二樓制成紗線，并完成絡(luò)筒、并紗、倍捻等工序。

“這是全球毛紡行業(yè)首家智能化、信息化、數(shù)字化工廠。”康賽妮智能工廠項目負(fù)責(zé)人牟黃波介紹，新增加的10條粗紡流水線，可年產(chǎn)1500噸高檔羊絨紗線，產(chǎn)能效率是普通生產(chǎn)線的近2倍。

自動化，是繁忙的工廠能黑著燈運(yùn)行的秘訣。智能化，則是智能工廠有序運(yùn)轉(zhuǎn)且更加高效的真正原因。“黑燈工廠”的背后，覆蓋了AI、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、云計算、大數(shù)據(jù)等最前沿的技術(shù)，是這些技術(shù)的集成，實現(xiàn)了工廠生產(chǎn)、物流等核心環(huán)節(jié)的效能提升。

周毅表示，AI技術(shù)的應(yīng)用是智能制造更高層次的要求，作為智能工廠“最強(qiáng)大腦”的決策判定系統(tǒng)，利用大數(shù)據(jù)、分析引擎、動態(tài)知識圖譜、自適應(yīng)能力，在動態(tài)和多維信息收集的基礎(chǔ)上，能夠?qū)?fù)雜問題進(jìn)行自主判斷、推理并作出前瞻性決策，同時系統(tǒng)還具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的能力。“換句話說，手機(jī)表面組裝、檢測、主板加工、預(yù)組裝、整機(jī)測試能實現(xiàn)無人化，都是因為機(jī)器能夠‘自主’作出預(yù)測。”

在康賽妮，情況同樣如此。牟黃波介紹，工人們只需要在中控中心的電腦下單，系統(tǒng)就能自動完成毛料選料、投料、成紗到出廠成品打包的全過程操作和質(zhì)量控制。不僅如此，整個智能系統(tǒng)還一并完成成品筒紗的稱重、貼標(biāo)、包裝，集合成箱、打包入庫操作。

目前，小米北京亦莊智能工廠已經(jīng)將手機(jī)生產(chǎn)200多道工序的自動化率提高到75%，成本下降20%。在康賽妮，智能工廠將生產(chǎn)效率提升50%、庫存周轉(zhuǎn)率提升100%、交貨周期縮短50%。

智能制造是大勢

無論是廠區(qū)智能理貨、全域物流監(jiān)測等典型場景，還是采礦、電力、鋼鐵等重點行業(yè)，5G、AI等新一代信息技術(shù)對制造業(yè)的升級改造已深入方方面面。

美的集團(tuán)從2012年就開始數(shù)字化轉(zhuǎn)型，通過數(shù)字化產(chǎn)品、軟件和解決方案等一系列舉措，實現(xiàn)了端到端全價值鏈的轉(zhuǎn)型升級，提質(zhì)增效與節(jié)能減排效果顯著。周曉玲向記者舉例介紹了其中的幾個環(huán)節(jié)。

在采購尋源環(huán)節(jié)，美的開發(fā)了一套公有云系統(tǒng)，從工廠的排產(chǎn)到庫存到產(chǎn)品品質(zhì)等信息，產(chǎn)業(yè)鏈上下游供應(yīng)商都能實時收到，清晰明了。有了這套系統(tǒng)，美的和供應(yīng)商之間的協(xié)同效率提升了42%，齊套率提升到96%。這意味著，在工廠需要的時候，幾百種物料能按時送到，工廠能立即開始生產(chǎn)。

在訂單排產(chǎn)環(huán)節(jié)，以前是靠手工去排，費(fèi)時且準(zhǔn)確率不高，造成生產(chǎn)混亂，產(chǎn)銷無法協(xié)同。現(xiàn)在，依靠美的自己開發(fā)的一套智能系統(tǒng)，基于多層級加工的排產(chǎn)邏輯，加入智能算法，排產(chǎn)效率提升了70%，排產(chǎn)準(zhǔn)確率提升到90%甚至95%以上，基本上不用人工另做調(diào)整。

生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)的品質(zhì)控制也有了明顯改善。在美的微波爐順德工廠，應(yīng)用了“5G+AI+云技術(shù)”的AI質(zhì)檢系統(tǒng)，能在生產(chǎn)節(jié)拍的1.3秒內(nèi)，完成拍攝5張照片、上傳云平臺、分析到輸出結(jié)果的所有步驟。而在這個系統(tǒng)運(yùn)用前，人工檢測需要30秒，由于是定期抽檢，如果漏檢還會造成批量事故。

根據(jù)工信部發(fā)布的《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》（征求意見稿），智能制造是基于新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等特征，旨在提高制造業(yè)質(zhì)量、效益和核心競爭力的先進(jìn)生產(chǎn)方式。

作為制造強(qiáng)國建設(shè)的主攻方向，智能制造發(fā)展水平關(guān)乎中國未來制造業(yè)的全球地位，對于加快發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系、鞏固壯大實體經(jīng)濟(jì)根基、構(gòu)建新發(fā)展格局、建設(shè)數(shù)字中國具有重要作用。

對制造業(yè)發(fā)展而言，數(shù)字化轉(zhuǎn)型已不是“選擇題”，而是關(guān)乎生存和長遠(yuǎn)發(fā)展的“必修課”。

周曉玲表示，從外部環(huán)境看，隨著時代發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)可以成熟運(yùn)用于制造業(yè)，國際上許多企業(yè)已經(jīng)走在前列；從美的自身發(fā)展看，在不增加工廠面積的情況下增加產(chǎn)能、減少成本、提升產(chǎn)品品質(zhì)，必須向數(shù)字化、智能化要生產(chǎn)力。

“理想狀態(tài)下的智能制造，應(yīng)該是打通人與人、人與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間的信息，靠數(shù)據(jù)來驅(qū)動所有的生產(chǎn)活動。美的數(shù)字化轉(zhuǎn)型將不斷創(chuàng)新產(chǎn)品服務(wù)和商業(yè)模式，更好地賦能產(chǎn)業(yè)、共建互利共贏生態(tài)。”周曉玲說。

在小米集團(tuán)總裁王翔看來，中國制造的未來方向就是智能制造。“為了做智能工廠，我們在3年時間里投資了110家做智能裝備的公司，目前，小米在智能制造的能力積累涉及聲學(xué)檢測、射頻檢測、光學(xué)檢測、AI視覺檢測、機(jī)械手自動化、精密裝配等領(lǐng)域，實現(xiàn)了工廠90%的設(shè)備由小米自研或投資企業(yè)自研，這將有效推動中國智能制造的協(xié)同發(fā)展。”

看好行業(yè)新未來

中國5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會上最新發(fā)布的《燈塔工廠引領(lǐng)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型》白皮書顯示，截至2021年9月，全球已有90家工廠入選“燈塔工廠”，中國以31家“燈塔工廠”的數(shù)量，成為目前擁有“燈塔工廠”最多的國家。

“燈塔工廠”被譽(yù)為“世界上最先進(jìn)的工廠”，是由達(dá)沃斯世界經(jīng)濟(jì)論壇和麥肯錫咨詢公司共同遴選的“數(shù)字化制造”和“全球化4.0”示范者，代表當(dāng)今全球制造業(yè)領(lǐng)域智能制造和數(shù)字化的最高水平。

麥肯錫資深專家對中國“燈塔工廠”的研究發(fā)現(xiàn)，與其他國家相比，中國的制造商更愿意擁抱端到端全價值鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型。與此同時，中國用戶的個性化需求與日俱增、品牌競爭日趨激烈、電商業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展等，也在倒逼中國企業(yè)開展端到端的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

11月4日，工信部等四部門發(fā)布《智能制造試點示范行動實施方案》，提出到2025年，建設(shè)一批技術(shù)水平高、示范作用顯著的智能制造示范工廠，培育若干智能制造先行區(qū)，凝練總結(jié)一批具有較高技術(shù)水平和推廣應(yīng)用價值的智能制造優(yōu)秀場景，帶動突破一批關(guān)鍵技術(shù)、裝備、軟件、標(biāo)準(zhǔn)和解決方案，推動智能制造標(biāo)準(zhǔn)的試點應(yīng)用，探索形成具有行業(yè)區(qū)域特色的智能轉(zhuǎn)型升級路徑，開展大范圍推廣應(yīng)用。

許多地方已經(jīng)先行。例如，廣東省出臺《制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實施方案和若干政策措施》，提出加快建設(shè)制造強(qiáng)省、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)省、數(shù)字經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省，佛山市更是提出未來3年將拿出100億元，引領(lǐng)推動制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。浙江省在2018年就已啟動實施智能制造行動計劃，目前已認(rèn)定具備數(shù)字孿生應(yīng)用、智能化生產(chǎn)、智慧化管理等特點的“未來工廠”12家、培育企業(yè)16家、試點企業(yè)33家。

馮程達(dá)是一名在美的微波爐順德工廠工作了6年的工人，這家工廠在今年3月入選“燈塔工廠”。他并不太懂什么是“燈塔”，但過去幾年來，他明顯感受到，工人不再做簡單體力勞動，車間越來越智能和先進(jìn)了。他從剛?cè)霃S時主要從事一些簡單工序，逐漸學(xué)會設(shè)備系統(tǒng)的電氣圖紙，又競聘成為部裝車間設(shè)備維修技術(shù)員，實現(xiàn)了職業(yè)層次的跨越。

一個個“馮程達(dá)”們的個人成長故事，映射出嶄新的時代和更廣闊的圖景：中國正加大制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型力度，加速邁向制造強(qiáng)國。