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從去年商用至今，5G大幕徐徐拉開。

不少分析人士認(rèn)為，5G的最大應(yīng)用將是對工業(yè)生產(chǎn)的改造，但5G結(jié)合工業(yè)4.0打造的“未來工廠”究竟長啥模樣，許多人還是一頭霧水。

吉利掌門人李書福曾說過：“中國制造已經(jīng)到了十分重要的關(guān)鍵轉(zhuǎn)型時刻，智能制造是唯一出路和美好未來。”

作為全球最先進(jìn)的汽車研發(fā)中心之一，吉利汽車研究院杭州灣研發(fā)中心已經(jīng)捷足先登，利用5G技術(shù)開發(fā)出了最新的應(yīng)用場景。

上周，記者便來到吉利汽車研究院杭州灣研發(fā)中心試制工廠，感受了其5G應(yīng)用場景下創(chuàng)造的“多快好省”。

吉利試水5G應(yīng)用

杭州灣研發(fā)中心是吉利汽車研究院總部和研發(fā)大本營，包含研發(fā)大樓、動力總成試驗(yàn)中心、整車試驗(yàn)中心、整車試制中心、造型中心等工作區(qū)域，可容納8000余人辦公。包括領(lǐng)克、博瑞、博越、幾何、星悅等品牌的新車型都是這里研發(fā)的，可以說這里是整個吉利汽車的心臟，不僅為全球的吉利工廠供血，還為吉利輸出生產(chǎn)制造的最新解決方案。

據(jù)吉利汽車研究院資深總工程師丁華的描述，吉利的智能工廠有三個大方向——

C2M個性化定制  即規(guī)模化生產(chǎn)條件的個性化定制，以訂單驅(qū)動的汽車柔性生產(chǎn)制造技術(shù)；

需求變更O2D 即訂單驅(qū)動的計劃及物流實(shí)時變更管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計劃與物流的聯(lián)通；

全球化協(xié)同制造 即基于云服務(wù)的遠(yuǎn)程管理，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)全流程數(shù)據(jù)的聯(lián)通，讓客戶參與到產(chǎn)品生命周期的全過程。

而5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將為這三大方向提供必要的通信網(wǎng)絡(luò)支持。

去年9月，中國電信寧波分公司為該研發(fā)中心搭建了SA的5G網(wǎng)絡(luò)，成功實(shí)現(xiàn)了切片技術(shù)和MEC（邊緣云）的應(yīng)用。

切片是5G的特殊能力，因?yàn)楦邘捄痛筮B接的特性，5G可以為不同的需求方單獨(dú)開辟專屬網(wǎng)絡(luò)，類似于開出一條專用車道。

“我們從工業(yè)應(yīng)用需求和5G技術(shù)優(yōu)勢兩個方面出發(fā)，圍繞生產(chǎn)制造、物流倉儲、質(zhì)量檢測和遠(yuǎn)程運(yùn)維等環(huán)節(jié)，總結(jié)了近40項(xiàng)場景。目前成功測試的5G應(yīng)用場景有AGV系統(tǒng)信息交互、BOSCH群控系統(tǒng)、工廠的遠(yuǎn)程管理等6項(xiàng)。”吉利研究院負(fù)責(zé)人介紹道。

這些汽車工業(yè)中的專業(yè)工業(yè)流程外行人看是一頭霧水，但根據(jù)5G的特性，可以將這些應(yīng)用總結(jié)為四個特點(diǎn)——“多、快、好、省”。

多

“多”指的是5G的大連接特性。如果4G是一條高速公路，那么5G就是一條車道數(shù)量無限，且不限速的超級高速公路。能夠跑在這條公路上的車輛數(shù)量便成幾何倍數(shù)增加。

利用這個特性，吉利開發(fā)了基于5G的BOSCH焊接群控系統(tǒng)。這套系統(tǒng)原本是用了德國博世（BOSCH）的基礎(chǔ)，專門用于汽車各個部位的焊接。

焊接是汽車工業(yè)中最重要的工藝環(huán)節(jié)，焊接工藝直接關(guān)系到汽車的安全和整體質(zhì)量。以往的數(shù)字化焊接，是由計算機(jī)下達(dá)數(shù)字化的指令，但指令執(zhí)行程度和焊接的效果無法實(shí)時回傳，如今群控系統(tǒng)解決了這個問題。

監(jiān)控軟件不僅可以統(tǒng)一下發(fā)產(chǎn)線焊接參數(shù)，還可以對焊接過程參數(shù)實(shí)時顯示并記錄在電腦里中，加強(qiáng)了焊接工藝的執(zhí)行，可追溯焊接質(zhì)量，最終提高產(chǎn)品焊接質(zhì)量。

一個群控服務(wù)器可連接50臺焊機(jī)，由于需要實(shí)時下達(dá)指令和實(shí)時監(jiān)控，對網(wǎng)絡(luò)要求很高。但接網(wǎng)線成本高、工期長，關(guān)鍵是焊機(jī)沒法隨便移動，一旦移動又是大工程。而吉利的試制工廠通常是研發(fā)試生產(chǎn)各種新車型，恰恰經(jīng)常需要重新組合產(chǎn)線。

5G的應(yīng)用便讓這個問題迎刃而解。采用5G通訊后，使得群控系統(tǒng)部署靈活，現(xiàn)場調(diào)試不再受地點(diǎn)限制，方便與其他現(xiàn)場工程師溝通。

未來的工業(yè)方向是柔性制造，個性化訂制，調(diào)整同樣的一條產(chǎn)線生產(chǎn)不同的產(chǎn)品才能實(shí)現(xiàn)“小批量、多批次”的訂制化生產(chǎn)，5G讓工業(yè)設(shè)備掙脫了網(wǎng)線的束縛。未來的工廠也許就能像搭積木一樣隨意組合。

有異曲同工之妙的還有5G的PTL物流系統(tǒng)。PTL小車負(fù)責(zé)的倉儲物料分揀、搬運(yùn)。以往，PTL小車采用WiFi的方式通訊，WiFi可連接點(diǎn)數(shù)少，300臺小車需要同時連接到PTL服務(wù)器，并且應(yīng)用時比較集中，容易出現(xiàn)丟包掉線，造成工廠停產(chǎn)、停線。一旦發(fā)生PTL小車與PTL服務(wù)器中斷，數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)異常。而處理數(shù)據(jù)異常就需要大量時間，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。如今5G通信，使這些問題都迎刃而解。

快

“快”是普通人對5G的第一印象，原本10分鐘的電影幾秒鐘就能下載完，這是新聞里對5G最常見的描述。而在工廠里，快不僅僅停留在“高帶寬”帶來的速度層面，還體現(xiàn)在“低延遲”所帶來的實(shí)時響應(yīng)。

工廠的各種設(shè)備，需要實(shí)時響應(yīng)，工序一道借著一道，有一道停滯了，后面所有的設(shè)備就會停。甚至有的材料，在加熱和加壓后，必須在幾秒鐘內(nèi)加工，否則材料的特性就會變化，猶如著名的蘑菇“見手青”，不及時烹飪，就會變色。

吉利研究院利用5G網(wǎng)絡(luò)更新了車載電腦軟件的刷寫模式。如今的汽車是計算機(jī)化的，許多物理機(jī)械的控制是依靠計算機(jī)和軟件來完成。通常一輛車根據(jù)配置不同，ECU（車載電腦）的數(shù)量一般在30-40個。各模塊軟件大小不同，小的有幾MB，大的有幾個GB。如果一輛車3GB，單臺車刷寫需要超過一個小時，嚴(yán)重影響產(chǎn)線節(jié)拍。而用5G刷寫則效率大大提高。因?yàn)?G是無線傳輸，可實(shí)現(xiàn)在5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域的無人值守刷寫，也可以在運(yùn)輸途中進(jìn)行刷寫，大大擴(kuò)大了刷寫的區(qū)域范圍，也節(jié)省了許多時間。

再如，試制車間內(nèi)的5GAGV（無人搬運(yùn)小車）系統(tǒng)——通過5G信號傳輸指令，載重4噸的AGV小車自如地按照地上的磁控線完成轉(zhuǎn)向、運(yùn)輸、泊位、避讓等動作。

AGV如今是智能工廠的標(biāo)配之一，因?yàn)榘徇\(yùn)物料是最為簡單和機(jī)械化的工作，全面的機(jī)器替代已經(jīng)發(fā)生。但吉利研究院試制車間里的AGV小車和其他工廠又有所區(qū)別。首先，試制工廠需要試制各種車型，因此需要不同設(shè)備的頻繁組裝，搭建各種生產(chǎn)線滿足生產(chǎn)需求，使用頻率高。以往吉利是利用WIFI連接控制AGV，由于帶寬所限，指揮調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)容量不夠；其次，焊裝車間鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在點(diǎn)焊、螺柱焊、激光焊、FDS、Arplas等各種大功率設(shè)備，存在各種電磁干擾，工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，采用WiFi通訊經(jīng)常發(fā)生AGV小車掉線和AGV調(diào)度系統(tǒng)崩潰。而自采用5G無線通訊后，AGV小車基本不存在掉線的情況，且AGV調(diào)度系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，未出現(xiàn)崩潰的情況。同時，焊裝車間所要搬運(yùn)的設(shè)備噸位大，達(dá)1.8噸，5G通信的低延遲也讓搬運(yùn)過程更加安全。

好

“好”體現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)對于工業(yè)生產(chǎn)整體的提升。

當(dāng)5G不斷深入一個又一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)開始飛速地在工廠里奔跑，一個實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的工廠雛形開始不斷完善。這就使吉利的數(shù)字雙胞胎技術(shù)得以進(jìn)一步提升。

數(shù)字雙胞胎顧名思義，就是利用數(shù)據(jù)在虛擬世界重構(gòu)一個工廠。如同“盜夢空間”一樣，夢境的真實(shí)程度取決于各種細(xì)節(jié)的精雕細(xì)刻。而在數(shù)字雙胞胎的范式中，虛擬工廠的真實(shí)度來源于對物理世界數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)和全面。

“從研發(fā)到制造、銷售所有的多元異構(gòu)的數(shù)據(jù)如何實(shí)現(xiàn)自動聯(lián)通？如何在復(fù)雜的過程中針對某個問題快速找到歷史相關(guān)數(shù)據(jù)和模型？如何把不同對象所面向的同一個問題的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動融合？過去主要靠專家來進(jìn)行，現(xiàn)在可以借助大數(shù)據(jù)技術(shù)來完成。”丁華表示，“其中，制造業(yè)可視化的難點(diǎn)是面向研發(fā)和制造過程的決策可視化，而通過可視化建模和交互性分析，可提高研發(fā)決策效率。”

5G的應(yīng)用，使所有的物理時間數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)的被標(biāo)注，同時可以實(shí)時傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程工廠三維場景實(shí)時跟蹤重現(xiàn)。如果戴上VR眼鏡，就變成了科幻片里鋼鐵俠能看到的場景一樣，所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)都能被實(shí)時監(jiān)測。如此一來，相關(guān)人員可以更直觀地了解工廠狀態(tài)。同時還能將最近傳輸?shù)臄?shù)據(jù)記錄下來，完成工廠部分故障原因的診斷。

省

5G的成本高是大家的固有概念，因?yàn)闆]有大范圍普及，因此硬件和部署的成本居高不下。但5G的顛覆性技術(shù)，替代原先的一些高科技，卻能“省”下不少錢。

在物流倉儲領(lǐng)域，吉利利用5G技術(shù)打造了物流倉庫堆垛機(jī)信息交互系統(tǒng)。偌大的立體倉庫，如何讓桁架機(jī)器人精準(zhǔn)抓取物料是關(guān)鍵。

以往的立體庫堆垛機(jī)都是采用光通信的方式定位、作業(yè)，光通信設(shè)備對安裝條件要求較高，射頻設(shè)備對射稍微有偏差，就會造成數(shù)據(jù)通信終端錯誤，影響生產(chǎn)效率。此外，光通信設(shè)備一臺將近2萬元，維護(hù)更換成本較高。采用5G網(wǎng)絡(luò)通訊方式將大大提高生產(chǎn)效率，從而降低人工成本，減少設(shè)備維護(hù)及更換成本。

吉利研究院已經(jīng)開發(fā)的6個應(yīng)用并不算多，也不算特別具有顛覆性，卻是率先吃螃蟹的人之一，作為全世界范圍內(nèi)最先進(jìn)的汽車研發(fā)中心之一，杭州灣的研發(fā)中心目前所做的探索將為后人提供樣板和啟示，這也是寧波工業(yè)向無人區(qū)挺近的大膽實(shí)驗(yàn)。

根據(jù)《寧波市制造業(yè)企業(yè)智能化技術(shù)大改造行動計劃（2020-2022）》，今后，我市將結(jié)合最新的5G技術(shù)，打造一批“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”示范項(xiàng)目，開展“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”試點(diǎn)示范企業(yè)100家以上。