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5G融合加速工業制造向“智造”躍遷

   2024-01-19 經濟參考報3290
核心提示:  隨著智能制造的飛速發展,以5G為核心的無線連接在工業制造中的作用愈加凸顯。
       隨著數字化、智能化技術與制造業的融合日趨加深,以5G為代表的先進技術正以強大的潛力和融合效應為制造業帶來全新變革。

  5G深入智能制造核心環節

  隨著智能制造的飛速發展,以5G為核心的無線連接在工業制造中的作用愈加凸顯。

  近日,記者在聯想天津創新產業園的筆記本電腦自動化智能生產線看到,機械臂正在配合工人完成貼片、回流焊、錫膏檢測等一系列復雜而精細的主板組裝流程。

  “我們在車間部署了100多個5G邊緣計算網關,可以實時采集各類設備數據并進行邊緣計算,并通過5G專網快速精準地傳輸到工業互聯網平臺,等于給傳統設備增加了一個‘智能小腦’。”聯想集團云網融合事業部5G智能制造業務經理李彬介紹說,依托聯想云網融合技術的5G專網優勢,員工的操作細節和自動化生產線上的傳感器數據均可實時連接,且每個工序都能夠被實時記錄并實現生產溯源。

  據了解,聯想天津創新產業園是聯想集團集生產制造、研發實驗、數字化展示于一體的高度信息化、智能化產業園。在這里,筆記本電腦生產線的自動化率超過60%,為行業常見水平的2倍至3倍;智能高速貼片生產線自動化率則達到了80%,其中貼片段的自動化率為92%,元器件貼裝速度可達17.2萬個/小時。

  除了生產車間,5G應用甚至深入到了物流、倉儲等其他核心控制環節。

  走進聯想天津創新產業園的物流倉儲車間,數十臺5G AGV(自動貨運機器人)便映入了記者眼簾,它們穿梭于各條生產線之間,可以全自動運行并躲避人員和障礙。由于在作業區的高處設置了“天眼”——5G攝像頭,工作人員可以實時對AGV的運行進行監督,如果發現與程序設定出現偏差,系統會依據視頻數據自動比對進行糾正,以提高生產效率。

  而在擁有多穿立體存儲系統和24米托盤立體倉儲系統的天津創新產業園中央倉,所有的堆垛機和多穿車均利用5G網絡實現了遠程控制,通過智能調度算法、視覺AI、數字孿生等手段,這座倉庫能在黑燈或者少燈的場景下正常運營,減少60%的電能消耗。

  “3T”融合漸成趨勢

  李彬稱,在5G網絡應用于制造業生產方面,聯想天津創新產業園探索出了三點實踐:一是基于通用服務器,將整個5G網絡搭建在軟件定義的架構上,未來可以通過軟件升級的方式讓5G網絡具備更多功能,并為日后的5.5G、6G標準實踐做好準備;二是首次將5G用于遠程控制,并把5G應用推廣到工業生產控制的核心環節;三是把算力和網絡搭建成一個資源池,利用網絡的延展性,使算力擴展到工業生產的其他環節。

  “之所以使用5G,在于原有技術無法更好地支撐AI應用,或更柔性地去實現場景化的需求。”李彬表示,5G帶來的最大優勢之一就是實現了柔性生產。比如,以往在筆記本電腦的生產過程中,一旦需要變更筆記本電腦信號,整個生產線可能也要面臨調整,隨之而來的還有有線網絡的變更,每臺設備又有對應的IP地址,導致一次調整需要耗費大量時間。但在使用5G網絡后,每個節點都可以接入5G網絡,進而能夠實現無縫的柔性化生產。

  這其中,英特爾的助力功不可沒。在構建聯想天津創新產業園這座5G智慧工廠的過程中,聯想攜手英特爾充分運用了物聯網、5G、邊緣計算、數字孿生、AI等多項先進智能和綠色技術,對智能制造、智聯質量、智慧物流等方面進行了優化。

  英特爾網絡與邊緣事業部中國區首席技術官張宇說,與其他物聯網行業相比,工業生產有著明顯的特點:其他行業可以說是IT(信息技術)和CT(通信技術)的融合,即IT提供數據分析以及AI(人工智能)技術支持,CT則提供敏捷的連接,但工業生產不同,除了IT和CT之外,還需要OT(運營技術)的支撐,比如數據的確定性傳輸與計算的確定性處理。“在工業生產過程中,必須要求在一個確定的時間段里,把數據收集并處理完。因此,IT、CT、OT三者的融合,是構建智能工廠時一定要解決和滿足的問題。”

  基于此,英特爾提供了多樣化的網絡與智能邊緣產品組合和端到端整體解決方案。比如,英特爾芯片產品除了提供計算能力外,還集成了時間協調計算技術(TCC)、時間敏感網絡技術(TSN)等,以確保滿足工業系統對計算和數據傳輸的確定性要求。

  聯想天津創新產業園正是聯想攜手英特爾打造的5G智能工廠新范式。據了解,該項目不僅可助力工廠提升生產效率、優化物流管理、改善安全監控、降低維護成本,還能實現生產線的自動化生產、遠程操作和監控、數據分析和優化以及人機協同合作,從而大幅提高產線的效率、質量和靈活性。

  賦能制造業智能化轉型

  隨著新一輪科技革命和產業變革的深入發展,以5G、AI為代表的新一代信息技術正加速向制造業融合滲透,為制造業帶來了更高效、更靈活、更智能、更綠色的生產方式。這種融合不僅推動了制造業的數字化、智能化變革,也為未來工廠的建設提供了強大的技術支持。

  目前,通過5G與新技術的結合,聯想天津創新產業園建立了可視化、可分析、可預警模擬、可快速決策的智能排產體系,訂單交付達成率比業界平均水平高出不少且逐年提高。

  聯想天津創新產業園項目負責人鄭愛明說,聯想每年大概會收到1200萬張產品訂單,為了調度龐大的供應鏈體系,并在短時間內完成交付,聯想引入了AI大模型,設立了高階需求預測系統,通過對歷史出貨量等一系列數據的分析,可以提前26周預測產品銷量,從而安排生產,并調節庫存水平?,F在,聯想天津創新產業園的排產率有了大幅提升,“大概每9秒就有一臺筆記本產品下線,生產效率提升近40%。”

  這正是5G走向生產核心業務的實踐之一。李彬稱:“通過軟件定義網絡和算網融合技術,算力可以通過5G網絡像自來水一樣供給工廠,支撐更多智能化應用。”

  據悉,聯想正在加速復制5G智能工廠模式,已與全球30多個工廠和2000多家供應商合作搭建了智能生產體系。同時,聯想也在把好的方案和技術推廣給行業客戶和生態合作伙伴。

  鄭愛明表示,聯想天津創新產業園利用物聯網、5G、邊緣計算、數字孿生、AI等先進技術,融合了近千項聯想專利技術,打造了200多項解決方案。他說,聯想基于5G與AI結合的5G+解決方案,可以實現網絡與算力資源的高效配置,以更靈活的網絡、高效利用的算力與更精準的算法應對不同場景下的客戶需求,為客戶降本增效。

  業界認為,數字經濟時代,作為實體經濟的重要引擎,向高端化、智能化、綠色化加速躍遷已成為我國制造業高質量發展的必由之路。與此同時,制造業也一直是5G賦能行業智能化轉型的典型領域。如何讓越來越多的傳統制造工廠向“聰明工廠”轉型?聯想的解決方案或許是一條可資借鑒的實踐路徑。
 
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