制造業數字化轉型開辟新路徑
http://www.debgrams.com 2022-12-27 09:56 來源：中國自動化學會專家咨詢工作委員會
浙江三鋒實業股份有限公司自動生產線上，機器人手臂正在準確操作，進行智能化生產。 胡肖飛攝（中經視覺）
自工業和信息化部2019年11月份發布《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》以來，“5G+工業互聯網”創新發展不斷取得新成效。
在日前舉辦的2022中國“5G+工業互聯網”大會上，工業和信息化部副部長張云明表示，全國“5G+工業互聯網”在建項目超過4000個，覆蓋飛機、船舶、汽車、電子、能源、采礦等一大批國民經濟支柱產業，已成為我國5G規模化商用和產業數字化轉型新名片。
傳統工業技術升級換代
“5G+工業互聯網”融合發展在帶動企業提質、降本、增效、綠色、安全發展的同時，開辟了傳統工業技術升級換代新路徑，加速人、機、物全面連接的新型生產方式落地普及，成為推動制造業高端化、智能化、綠色化發展的重要支撐。
在中國信息通信研究院院長余曉輝看來，數字技術正重新定義傳統工業模式。《2022中國“5G+工業互聯網”發展成效評估報告》（下稱“《報告》”）顯示，“5G+工業互聯網”已經應用于研發設計、生產制造、檢測監測、物流運輸、服務管理等工業各個環節，并已滲透到41個國民經濟大類。
中國工程院院士周濟認為，疊加人工智能技術將使裝備、生產線、工廠發生革命性變革，生產技術改造升級，不僅解決了一線勞動力短缺和人力成本提升的困境，更從根本上提高了制造業質量、效率和企業競爭力。
對此，科大訊飛副總裁、羚羊工業互聯網股份有限公司總經理徐甲甲深有體會。“依托人工技術與大數據的結合，我們實現海量供需高效對接，助力企業降本增效。”徐甲甲說，工業場景中80%的設備都帶有軸承、轉體或機電設備，這些設備一旦出現故障，會發出異常聲音。利用語音技術，公司將工業生產過程中但凡需要用耳朵聽的環節都以機器替代，大大提升了故障檢測準確率。
制造企業運營依賴市場變化、倉儲物流以及設備本身情況。為此，科大訊飛用傳感器采集工業生產過程中各類數據，通過工業數據平臺對非結構化數據進行分析并優化決策，為企業提供智能化排產和調度。
釋放潛力打造精品網絡
制造業是工業互聯網應用賦能的主陣地，其在生產環節的管理控制普及程度已達45.5%，但充分釋放“5G+工業互聯網”潛力，仍需進一步探索和突破。
“復雜的工業場景對5G在高可靠、低時延、廣連接等核心技術提出更高要求。”余曉輝以汽車行業為例說道，“汽車產線存在很多柔性裝備，其間需部署一定數量網管型交換機、專用線纜等網絡設施，組網僵化，不利于快速換型生產。經過5G網絡改造后，PLC與現場運營能實現直接數據交互，大大簡化車間組網，提升產線柔性。”
目前，長城精工正聯合華為、中國聯通在汽車領域開展5G URLLC（超可靠低時延通信）技術產線級應用探索，在700平方米的示范區內已經實現設備端到端4毫秒、99.999%可靠性的初步驗證。“未來，還要在芯片等關鍵零部件取得突破，該技術若完成規模化應用，則意味著5G將從工業的生產外圍走向核心控制環節。”余曉輝說。
5G與工業互聯網的使用成本始終備受業界關注。《報告》顯示，目前5G模組價格已低于500元，近3年平均降價40%左右。余曉輝表示，今年6月份，5G Redcap標準正式確立，初步預計其模組價格在200元左右。
TCL科技首席運營官王成認為，“5G+工業互聯網”建設費用過高仍然是阻礙其規模化推廣應用的重要原因。對很多中小企業而言，仍舊面臨“不敢用、用不起”等現實難題。只有5G模組、5G網關等智能化硬件價格進一步降低，5G技術才能廣泛滲透到中小企業，進而賦能千行百業。
“下一步，要加大攻堅力度，不斷提升產業供給水平。推動基礎電信企業打造精品網絡，提升5G虛擬專網和混合專網建設服務水平，探索多元化業務模式，降低綜合應用成本。以工業互聯網創新發展工程為引領，推動各方加強低成本、輕量化的5G工業級產品研發和產業化。”張云明說。
5G全連接工廠引領未來
今年9月份，工信部印發的《5G全連接工廠建設指南》明確提出，打造新型工業互聯網基礎設施，新建或改造產線級、車間級、工廠級等生產現場，形成生產單元廣泛連接、信息（IT）運營（OT）深度融合、數據要素充分利用、創新應用高效賦能的先進工廠。
“企業可根據實際需求，從基礎設施建設、廠區現場升級、關鍵環節應用、網絡安全防護等方面開展5G全連接工廠建設。這將進一步釋放5G無線化、柔性化優勢，從當前應用探索階段向更深層次、更廣范圍發展。”余曉輝說。
走進位于杭州市蕭山區的紫光股份智能工廠，4萬平方米的生產空間已完成5G專網部署，與工業互聯網、人工智能技術一起構建產業數字大腦。在服務器單板生產線上，SPI錫膏檢測設備、AOI自動光學檢測機等專業設備通過5G專網接入邊緣算力平臺，短時間內就能讓幾千個零部件完成組合，AI視覺檢測則保證了產品品質。
在服務器制造鏈上，把內存條、電源、硬盤等組件快速精準地組合在一起，是整個制程中最復雜、難度最高的工序之一。在全自動服務器整機組裝線上，多臺機械臂通過5G網絡接收著來自云端的統一指令，僅用幾分鐘就能快速變線，生產完之后還要經過工業相機360度的全面檢測，不放過任何一處細小缺陷。“‘5G+工業互聯網+AI’全連接工廠建設實現了以算力換人力、以速流換物流、以智能增效能。人員同比減少57.9%，物流費用支出降低26.7%，訂單交付周期縮短63.5%，單板生產自動化率達到88%，柔性生產換線從7小時縮短至3分鐘。”紫光股份董事長兼新華三集團首席執行官于英濤說。
據了解，中國信息通信研究院已征集700多個5G全連接工廠“種子”項目，其中裝備制造業、電子設備制造業建設完成率分別達28.8%和27.8%。“下一步，要不斷壯大融合產業生態，組織編制5G全連接工廠名錄、重點行業融合應用指南，深入總結推廣融合發展的典型經驗模式，促進大中小企業融通創新。”張云明表示，要持續推動工業互聯網向工業園區、縣域經濟下沉普及。
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