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從去年商用至今，5G大幕徐徐拉開(kāi)。

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

吉利掌門(mén)人李書(shū)福曾說(shuō)過(guò)：“中國(guó)制造已經(jīng)到了十分重要的關(guān)鍵轉(zhuǎn)型時(shí)刻，智能制造是唯一出路和美好未來(lái)。”

作為全球最先進(jìn)的汽車(chē)研發(fā)中心之一，吉利汽車(chē)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(kāi)發(fā)出了最新的應(yīng)用場(chǎng)景。

上周，記者便來(lái)到吉利汽車(chē)研究院杭州灣研發(fā)中心試制工廠，感受了其5G應(yīng)用場(chǎng)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(chē)研究院總部和研發(fā)大本營(yíng)，包含研發(fā)大樓、動(dòng)力總成試驗(yàn)中心、整車(chē)試驗(yàn)中心、整車(chē)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(chē)型都是這里研發(fā)的，可以說(shuō)這里是整個(gè)吉利汽車(chē)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(chē)研究院資深總工程師丁華的描述，吉利的智能工廠有三個(gè)大方向——

C2M個(gè)性化定制  即規(guī)模化生產(chǎn)條件的個(gè)性化定制，以訂單驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)柔性生產(chǎn)制造技術(shù)；

需求變更O2D 即訂單驅(qū)動(dòng)的計(jì)劃及物流實(shí)時(shí)變更管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)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(guò)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(guó)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(kāi)辟專屬網(wǎng)絡(luò)，類似于開(kāi)出一條專用車(chē)道。

“我們從工業(yè)應(yīng)用需求和5G技術(shù)優(yōu)勢(shì)兩個(gè)方面出發(fā)，圍繞生產(chǎn)制造、物流倉(cāng)儲(chǔ)、質(zhì)量檢測(cè)和遠(yuǎn)程運(yùn)維等環(huán)節(jié)，總結(jié)了近40項(xiàng)場(chǎng)景。目前成功測(cè)試的5G應(yīng)用場(chǎng)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(chē)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(gè)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(chē)道數(shù)量無(wú)限，且不限速的超級(jí)高速公路。能夠跑在這條公路上的車(chē)輛數(shù)量便成幾何倍數(shù)增加。

利用這個(gè)特性，吉利開(kāi)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(guó)博世（BOSCH）的基礎(chǔ)，專門(mén)用于汽車(chē)各個(gè)部位的焊接。

焊接是汽車(chē)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(chē)的安全和整體質(zhì)量。以往的數(shù)字化焊接，是由計(jì)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(wú)法實(shí)時(shí)回傳，如今群控系統(tǒng)解決了這個(gè)問(wèn)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(duì)焊接過(guò)程參數(shù)實(shí)時(shí)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(gè)群控服務(wù)器可連接50臺(tái)焊機(jī)，由于需要實(shí)時(shí)下達(dá)指令和實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求很高。但接網(wǎng)線成本高、工期長(zhǎng)，關(guān)鍵是焊機(jī)沒(méi)法隨便移動(dòng)，一旦移動(dòng)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(chē)型，恰恰經(jīng)常需要重新組合產(chǎn)線。

5G的應(yīng)用便讓這個(gè)問(wèn)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(chǎng)調(diào)試不再受地點(diǎn)限制，方便與其他現(xiàn)場(chǎng)工程師溝通。

未來(lái)的工業(yè)方向是柔性制造，個(gè)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(lái)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(chē)負(fù)責(zé)的倉(cāng)儲(chǔ)物料分揀、搬運(yùn)。以往，PTL小車(chē)采用WiFi的方式通訊，WiFi可連接點(diǎn)數(shù)少，300臺(tái)小車(chē)需要同時(shí)連接到PTL服務(wù)器，并且應(yīng)用時(shí)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(chē)與PTL服務(wù)器中斷，數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)異常。而處理數(shù)據(jù)異常就需要大量時(shí)間，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。如今5G通信，使這些問(wèn)題都迎刃而解。

快

“快”是普通人對(duì)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(duì)5G最常見(jiàn)的描述。而在工廠里，快不僅僅停留在“高帶寬”帶來(lái)的速度層面，還體現(xiàn)在“低延遲”所帶來(lái)的實(shí)時(shí)響應(yīng)。

工廠的各種設(shè)備，需要實(shí)時(shí)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(huì)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(huì)變化，猶如著名的蘑菇“見(jiàn)手青”，不及時(shí)烹飪，就會(huì)變色。

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

再如，試制車(chē)間內(nèi)的5GAGV（無(wú)人搬運(yùn)小車(chē)）系統(tǒng)——通過(guò)5G信號(hào)傳輸指令，載重4噸的AGV小車(chē)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(dòng)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(jiǎn)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(chē)間里的AGV小車(chē)和其他工廠又有所區(qū)別。首先，試制工廠需要試制各種車(chē)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(chē)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(chǎng)環(huán)境惡劣，采用WiFi通訊經(jīng)常發(fā)生AGV小車(chē)掉線和AGV調(diào)度系統(tǒng)崩潰。而自采用5G無(wú)線通訊后，AGV小車(chē)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(shí)，焊裝車(chē)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(guò)程更加安全。

好

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

當(dāng)5G不斷深入一個(gè)又一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)開(kāi)始飛速地在工廠里奔跑，一個(gè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的工廠雛形開(kāi)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(gè)工廠。如同“盜夢(mèng)空間”一樣，夢(mèng)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(lái)源于對(duì)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(xiāo)售所有的多元異構(gòu)的數(shù)據(jù)如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)通？如何在復(fù)雜的過(guò)程中針對(duì)某個(gè)問(wèn)題快速找到歷史相關(guān)數(shù)據(jù)和模型？如何把不同對(duì)象所面向的同一個(gè)問(wèn)題的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動(dòng)融合？過(guò)去主要靠專家來(lái)進(jìn)行，現(xiàn)在可以借助大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)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(guò)程的決策可視化，而通過(guò)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(shí)間數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)的被標(biāo)注，同時(shí)可以實(shí)時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程工廠三維場(chǎng)景實(shí)時(shí)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(chǎng)景一樣，所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)都能被實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。如此一來(lái)，相關(guān)人員可以更直觀地了解工廠狀態(tài)。同時(shí)還能將最近傳輸?shù)臄?shù)據(jù)記錄下來(lái)，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](méi)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(qián)。

在物流倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域，吉利利用5G技術(shù)打造了物流倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)信息交互系統(tǒng)。偌大的立體倉(cāng)庫(kù)，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(kù)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(duì)安裝條件要求較高，射頻設(shè)備對(duì)射稍微有偏差，就會(huì)造成數(shù)據(jù)通信終端錯(cuò)誤，影響生產(chǎn)效率。此外，光通信設(shè)備一臺(tái)將近2萬(wàn)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(kāi)發(fā)的6個(gè)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(chē)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(wú)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(dòng)計(jì)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(kāi)展“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”試點(diǎn)示范企業(yè)100家以上。