5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、云計算、大數據等齊上陣——

 

 

      中國制造向中國智造飛躍

 

 

      輕點(diǎn)鼠標，車(chē)間里的重型設備自動(dòng)開(kāi)啟；打開(kāi)手機APP,生產(chǎn)過(guò)程中的各類(lèi)數據一目了然；實(shí)時(shí)呈現的大屏幕上，工廠(chǎng)每個(gè)角落盡收眼底……當傳統工廠(chǎng)遇到數字技術(shù)，這些曾經(jīng)在科幻片中出現的“未來(lái)工廠(chǎng)”場(chǎng)景變成現實(shí)。近日，2021年中國5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì )在湖北武漢開(kāi)幕，一大批5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域最前沿的創(chuàng )新實(shí)踐亮相。

 

 

      制造業(yè)是國家經(jīng)濟命脈所系。近年來(lái)，5G、AI（人工智能）等新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，應用范圍向生產(chǎn)制造的核心環(huán)節不斷延伸，有力支撐了制造業(yè)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化轉型升級，助力中國制造向中國智造飛躍。

 

 

      5G賦能全連接

 

 

      機器人手臂整齊劃一高效作業(yè)、AGV（自動(dòng)引導小車(chē)）零差錯調度運送到位、工人佩戴AR（增強現實(shí)）設備遠程檢修設備、5G CPE（一種可以將寬帶信號或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )數據直接轉換為WiFi信號的終端）實(shí)時(shí)監測機器人電機運行動(dòng)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(chǎng)里，高質(zhì)量的5G網(wǎng)絡(luò )正支撐生產(chǎn)線(xiàn)高速運轉。

 

 

      今年7月20日，這個(gè)5G全連接智能制造示范工廠(chǎng)正式亮相，驚艷業(yè)界。此前一年，美的、聯(lián)通、華為攜手，結合工廠(chǎng)生產(chǎn)制造流程，規劃了包括智能倉儲、智能車(chē)輛管理、AI智能監測等19項應用和超600個(gè)5G連接的落地實(shí)施方案。

 

 

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

 

 

      “AR遠程驗貨可以保證我們在疫情防控期間實(shí)現準時(shí)交付。”趙偉東說(shuō)，疫情防控期間，第三方驗貨不能及時(shí)來(lái)到現場(chǎng)，各方溝通過(guò)程中存在障礙，在5G助力下，遠程驗貨成為現實(shí)，如此一來(lái)，待貨物到港后，客戶(hù)再進(jìn)行抽檢即可。“這項技術(shù)可以大大降低海外客戶(hù)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(xiāo)商之間的溝通成本。”

 

 

      另一項廣受好評的數字化改造，是5G融合定位技術(shù)。

 

 

      以前，園區傳統倉儲物流體系長(cháng)期面臨著(zhù)人機物無(wú)法有效跟蹤定位、移動(dòng)場(chǎng)景下工業(yè)WiFi網(wǎng)絡(luò )不穩定、多網(wǎng)并行維護困難等問(wèn)題，增加了人員找貨的成本，影響倉儲物流效率。

 

 

      針對這個(gè)業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，美的、聯(lián)通、華為聯(lián)合生態(tài)合作伙伴，制定了基于5G+藍牙AOA（到達角技術(shù)）融合定位的智能倉儲方案，并完成升級交付。據介紹，方案是基于中國聯(lián)通5G室內基站和MEC（邊緣計算技術(shù)）專(zhuān)網(wǎng)架構，在本地部署融合定位引擎，提供5G+AOA融合定位能力，并成功與美的內部系統進(jìn)行對接。

 

 

      這項技術(shù)應用后，工廠(chǎng)成品倉庫的夾抱車(chē)位置信息能夠準確傳輸到倉儲系統，并與實(shí)物信息相關(guān)聯(lián)，系統定位達亞米級精度，裝柜效率提升50%.

 

 

      “建設5G全連接工廠(chǎng)，就是要借力5G大帶寬、低時(shí)延、廣連接的特點(diǎn)，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IT總監周曉玲接受本報采訪(fǎng)時(shí)表示。據預測，這座5G全連接工廠(chǎng)每年可節約成本數千萬(wàn)元。

 

 

      AI助力自動(dòng)化

 

 

      機器掐住8英寸大小的手機兩側，模擬人手把一塊完整的屏幕反復向內對折。當屏幕再度展開(kāi)，畫(huà)面依舊清晰展示……在北京亦莊的小米智能工廠(chǎng)里，小米最新的折疊屏手機MIX Fold就這樣被制造出來(lái)。

 

 

      從外觀(guān)上看，智能工廠(chǎng)與一般廠(chǎng)房并無(wú)差別，但推開(kāi)大門(mén)，便能發(fā)現里面與眾不同：沒(méi)開(kāi)燈的廠(chǎng)房里，傳送帶在空中不停運送著(zhù)零部件，一部部手機接連下線(xiàn)，幾乎看不到工人來(lái)往。即使在夜間生產(chǎn)時(shí)，也不見(jiàn)燈火通明的景象，只有設備狀態(tài)指示燈、品質(zhì)檢驗燈等持續閃爍著(zhù)微光，“科技感”十足。

 

 

      “別看沒(méi)什么工人，這座工廠(chǎng)一年可以生產(chǎn)百萬(wàn)臺高端智能手機。”小米智能工廠(chǎng)廠(chǎng)長(cháng)周毅向記者介紹，建造智能工廠(chǎng)的初衷，就是要打造一座可以24小時(shí)運行的“黑燈工廠(chǎng)”,實(shí)現生產(chǎn)管理過(guò)程、機械加工過(guò)程和包裝儲運過(guò)程的全程自動(dòng)化生產(chǎn)。

 

 

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

 

 

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

 

 

      走進(jìn)這幢今年6月全面投產(chǎn)的五層樓新廠(chǎng)房，幾乎見(jiàn)不到工人的身影。只見(jiàn)一臺臺嶄新的機器整齊排列，軸輪緩緩轉動(dòng)，發(fā)出輕微的聲響。一層和二層是主要生產(chǎn)加工區，羊絨原料從一樓投料口投進(jìn)機器后，就進(jìn)入了全程自動(dòng)化操作流程，最后在二樓制成紗線(xiàn)，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、數字化工廠(chǎng)。”康賽妮智能工廠(chǎng)項目負責人牟黃波介紹，新增加的10條粗紡流水線(xiàn)，可年產(chǎn)1500噸高檔羊絨紗線(xiàn)，產(chǎn)能效率是普通生產(chǎn)線(xiàn)的近2倍。

 

 

      自動(dòng)化，是繁忙的工廠(chǎng)能黑著(zhù)燈運行的秘訣。智能化，則是智能工廠(chǎng)有序運轉且更加高效的真正原因。“黑燈工廠(chǎng)”的背后，覆蓋了AI、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、云計算、大數據等最前沿的技術(shù)，是這些技術(shù)的集成，實(shí)現了工廠(chǎng)生產(chǎn)、物流等核心環(huán)節的效能提升。

 

 

      周毅表示，AI技術(shù)的應用是智能制造更高層次的要求，作為智能工廠(chǎng)“最強大腦”的決策判定系統，利用大數據、分析引擎、動(dòng)態(tài)知識圖譜、自適應能力，在動(dòng)態(tài)和多維信息收集的基礎上，能夠對復雜問(wèn)題進(jìn)行自主判斷、推理并作出前瞻性決策，同時(shí)系統還具有自學(xué)習、自適應的能力。“換句話(huà)說(shuō)，手機表面組裝、檢測、主板加工、預組裝、整機測試能實(shí)現無(wú)人化，都是因為機器能夠’自主‘作出預測。”

 

 

      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，系統就能自動(dòng)完成毛料選料、投料、成紗到出廠(chǎng)成品打包的全過(guò)程操作和質(zhì)量控制。不僅如此，整個(gè)智能系統還一并完成成品筒紗的稱(chēng)重、貼標、包裝，集合成箱、打包入庫操作。

 

 

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

 

 

      智能制造是大勢

 

 

      無(wú)論是廠(chǎng)區智能理貨、全域物流監測等典型場(chǎng)景，還是采礦、電力、鋼鐵等重點(diǎn)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。

 

 

      美的集團從2012年就開(kāi)始數字化轉型，通過(guò)數字化產(chǎn)品、軟件和解決方案等一系列舉措，實(shí)現了端到端全價(jià)值鏈的轉型升級，提質(zhì)增效與節能減排效果顯著(zhù)。周曉玲向記者舉例介紹了其中的幾個(gè)環(huán)節。

 

 

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

 

 

      在訂單排產(chǎn)環(huán)節，以前是靠手工去排，費時(shí)且準確率不高，造成生產(chǎn)混亂，產(chǎn)銷(xiāo)無(wú)法協(xié)同?，F在，依靠美的自己開(kāi)發(fā)的一套智能系統，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)準確率提升到90%甚至95%以上，基本上不用人工另做調整。

 

 

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

 

 

      根據工信部發(fā)布的《“十四五”智能制造發(fā)展規劃》（征求意見(jiàn)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，貫穿于設計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)各個(gè)環(huán)節，具有自感知、自決策、自執行、自適應、自學(xué)習等特征，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。

 

 

      作為制造強國建設的主攻方向，智能制造發(fā)展水平關(guān)乎中國未來(lái)制造業(yè)的全球地位，對于加快發(fā)展現代產(chǎn)業(yè)體系、鞏固壯大實(shí)體經(jīng)濟根基、構建新發(fā)展格局、建設數字中國具有重要作用。

 

 

      對制造業(yè)發(fā)展而言，數字化轉型已不是“選擇題”,而是關(guān)乎生存和長(cháng)遠發(fā)展的“必修課”.

 

 

      周曉玲表示，從外部環(huán)境看，隨著(zhù)時(shí)代發(fā)展，數字化技術(shù)可以成熟運用于制造業(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(chǎng)面積的情況下增加產(chǎn)能、減少成本、提升產(chǎn)品品質(zhì)，必須向數字化、智能化要生產(chǎn)力。

 

 

      “理想狀態(tài)下的智能制造，應該是打通人與人、人與設備、設備與設備之間的信息，靠數據來(lái)驅動(dòng)所有的生產(chǎn)活動(dòng)。美的數字化轉型將不斷創(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(yíng)生態(tài)。”周曉玲說(shuō)。

 

 

      在小米集團總裁王翔看來(lái)，中國制造的未來(lái)方向就是智能制造。“為了做智能工廠(chǎng)，我們在3年時(shí)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(jué)檢測、機械手自動(dòng)化、精密裝配等領(lǐng)域，實(shí)現了工廠(chǎng)90%的設備由小米自研或投資企業(yè)自研，這將有效推動(dòng)中國智能制造的協(xié)同發(fā)展。”

 

 

      看好行業(yè)新未來(lái)

 

 

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

 

 

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

 

 

      麥肯錫資深專(zhuān)家對中國“燈塔工廠(chǎng)”的研究發(fā)現，與其他國家相比，中國的制造商更愿意擁抱端到端全價(jià)值鏈數字化轉型。與此同時(shí)，中國用戶(hù)的個(gè)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(kāi)展端到端的數字化轉型。

 

 

      11月4日，工信部等四部門(mén)發(fā)布《智能制造試點(diǎn)示范行動(dòng)實(shí)施方案》，提出到2025年，建設一批技術(shù)水平高、示范作用顯著(zhù)的智能制造示范工廠(chǎng)，培育若干智能制造先行區，凝練總結一批具有較高技術(shù)水平和推廣應用價(jià)值的智能制造優(yōu)秀場(chǎng)景，帶動(dòng)突破一批關(guān)鍵技術(shù)、裝備、軟件、標準和解決方案，推動(dòng)智能制造標準的試點(diǎn)應用，探索形成具有行業(yè)區域特色的智能轉型升級路徑，開(kāi)展大范圍推廣應用。

 

 

      許多地方已經(jīng)先行。例如，廣東省出臺《制造業(yè)數字化轉型實(shí)施方案和若干政策措施》，提出加快建設制造強省、網(wǎng)絡(luò )強省、數字經(jīng)濟強省，佛山市更是提出未來(lái)3年將拿出100億元，引領(lǐng)推動(dòng)制造業(yè)數字化轉型。浙江省在2018年就已啟動(dòng)實(shí)施智能制造行動(dòng)計劃，目前已認定具備數字孿生應用、智能化生產(chǎn)、智慧化管理等特點(diǎn)的“未來(lái)工廠(chǎng)”12家、培育企業(yè)16家、試點(diǎn)企業(yè)33家。

 

 

      馮程達是一名在美的微波爐順德工廠(chǎng)工作了6年的工人，這家工廠(chǎng)在今年3月入選“燈塔工廠(chǎng)”.他并不太懂什么是“燈塔”,但過(guò)去幾年來(lái)，他明顯感受到，工人不再做簡(jiǎn)單體力勞動(dòng)，車(chē)間越來(lái)越智能和先進(jìn)了。他從剛入廠(chǎng)時(shí)主要從事一些簡(jiǎn)單工序，逐漸學(xué)會(huì )設備系統的電氣圖紙，又競聘成為部裝車(chē)間設備維修技術(shù)員，實(shí)現了職業(yè)層次的跨越。

 

 

      一個(gè)個(gè)“馮程達”們的個(gè)人成長(cháng)故事，映射出嶄新的時(shí)代和更廣闊的圖景：中國正加大制造業(yè)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化轉型力度，加速邁向制造強國。（記者 葉 子）