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透过联想两大样板工程,解析5G全连接工厂建设指南

2022-09-15 16:02
来源: 粤讯

随着“中国制造”高速转型“中国智造”,5G、云、AI、工业互联网等通用数字技术正在成为制造企业智能化升级的催化剂,推动企业迈向万物互联、万物智联,万物智控的智能制造新时代。

日前,2022年“5G+工业互联网”现场工作会召开,会议发布了《5G全连接工厂建设指南》(下称《指南》),对5G全连接工厂建设提出了总体要求,明确了建设内容和建设路径,为各地方、各行业开展建设提供了指引。

5G全连接工厂是充分利用以5G为代表的新一代信息通信技术集成,打造新型工业互联网基础设施,新建或改造产线级、车间级、工厂级等生产现场,形成生产单元广泛连接、信息(IT)运营(OT)深度融合、数据要素充分利用、创新应用高效赋能的先进工厂。

 透过联想两大样板工程,解析5G全连接工厂建设指南

在这方面的探索和实践,中国数字经济领导企业联想集团显然走在了时代的前列。作为5G数据传输高速公路的护航者、数字新基建的参与者、行业数字化转型的赋能者,联想集团一直以自身实践推动5G在各业务场景的落地,优化用户体验的“最后一公里”。

尤其是,联想集团在武汉工厂、联宝工厂的5G应用实践和场景拓展,将为制造企业应用5G技术推进智能化发展、实现数字化转型带来诸多可资借鉴的成熟做法和有益经验,推动国内产业,尤其是制造业迈向国际产业链的中高端,让更多制造企业能够源源不断驶向数字转型的价值新蓝海。

推动关键环节5G应用,加速迈进工业4.0

“5G+工业互联网”是加速中国新型工业化进程的重要支撑。自2019年工业和信息化部印发《“5G+工业互联网”512工程推进方案》以来,产业各方紧密合作、积极探索,共同推进“5G+工业互联网”创新发展,在十大重点行业培育形成20个典型应用场景,取得阶段性成效。

为指导各地区各行业积极开展5G全连接工厂建设,带动5G技术产业发展壮大,进一步加快“5G+工业互联网”新技术新场景新模式向工业生产各领域各环节深度拓展,推进传统产业提质、降本、增效、绿色、安全发展,工业和信息化部特别制定了《5G全连接工厂建设指南》。

《指南》提出,“十四五”时期,主要面向原材料、装备、消费品、电子等制造业各行业以及采矿、港口、电力等重点行业领域,推动万家企业开展5G全连接工厂建设,建成1000个分类分级、特色鲜明的工厂,打造100个标杆工厂,加速迈进工业4.0。可以预见,在接下来的几年内,5G全连接工厂建设竟呈现井喷态势。

《指南》要求,加快5G 网络建设,推动工业网络互通,推进 5G 网络与边缘计算融合部署,促进云网边端协同。并支持现场装备网络化改造,推动IT-OT应用统筹部署,支持企业运用5G、人工智能等技术为企业精准决策提供依据。《指南》还明确,加大资金支持力度,并通过专项资金、产业基金等方式支持企业。鼓励各地积极拓宽资金来源,创新企业贷款、融资、保险等金融服务方式,加大精准信贷扶持力度。

 透过联想两大样板工程,解析5G全连接工厂建设指南

《指南》支持企业运用5G、人工智能等技术,实现海量历史、实时、时序数据的聚类、关联、预测分析,加强数据深度分析,优化设备健康管理、工艺参数调优、能耗与排放管理、产品售后服务等,为企业精准决策提供依据。关键环节应用方面,《指南》提出,支持企业加快5G、数字孪生、增强现实/虚拟现实(AR/VR)等技术融合应用,促进物理与虚拟生产单元之间动态实时映射及提升现场工作效率。支持企业推动5G、边缘计算、知识图谱等技术应用于工业设备、系统、生产线,支持柔性生产制造、远程设备操控、设备协同作业、精准动态作业、现场辅助装配等应用场景,提升生产运行柔性、敏捷、协同能力。

关于5G全连接工厂的建设,《指南》提出,开展分类分级建设,支持企业建设产线级、车间级、工厂级等不同类型5G全连接工厂。产线级,着重在单一生产环节、业务单元的设备连接、数据采集和5G融合应用创新方面能力建设;车间级,着重多产线多系统协同优化、数据价值充分释放、集成创新水平提升等能力建设;工厂级,着重跨车间跨层级互联互通、场景的深度和系统化应用、全要素生产率提升等能力建设。

在此基础上,加快5G在重点行业推广,在电子设备制造、装备制造、采矿等10项重点行业和领域,推动发展基础较好、需求较明确的企业主体,率先建设5G全连接工厂,形成数字化、网络化、智能化转型升级标杆。比如,在电子设备制造方面,促进精准动态作业、柔性生产制造、现场辅助装配、机器视觉质检、厂区智能物流等典型应用场景普及应用。

涵盖众多应用场景,联想锻造两大样板

作为未来的重要投资赛道,国内众多科技巨头早在多年前就纷纷将目光瞄准了5G+工业互联网,开始进行5G工厂实践。据不完全统计,目前在国内,包括联想集团、中国商飞、华为、海尔集团、三一重工、华菱湘钢、天津港、南方电网等多家制造企业均进行了5G的应用探索,5G工厂的垂直应用场景已覆盖至航空、3C家电、机械制造、钢铁、港口等“大国重器”的领域。

而在这个过程中,运营商通信设备及服务提供商以及相关硬件和系统厂商都在积极推进5G工厂相关的技术和解决方案。例如,联想集团早已开始布局,其长期锚定智能化变革的战略发展方向,凭借独有的“端-边-云-网-智”架构在“新基建”核心层全面布局,为实现基础设施的数字化、智能化——即“智慧基建”提供全面解决方案。

与其他厂商相比,联想集团可谓走出了自己的5G工厂路径。众所周知,AI和5G的最大应用在垂直行业。正是基于云化5G专用网络,经过多年的持续深入实践,联想集团在全球最大的PC生产厂合肥联宝,以及联想武汉工厂均已部署打造了5G智慧工厂样板工程。

早在2020年6月,业界首条5G IoT自动化组装线“量子线”在联想武汉基地正式投产,整条产线的设备均通过传感器及5G技术,将底层数据采集并分发至整个后台系统,工作人员即便在后台远程也能即时知晓整个产线的运行状态。

量子线包含手机零件组装、检验产出等工艺,共设有21个自动化站体,自动化率已达48%,比传统的人工组装线自动化率高出一倍。通过设备与设备、人与设备的灵活互换,量子线可以快速调整产线的工艺流程及参数,实现生产不同型号产品间的自如切换,极大提高柔性生产能力。同时,量子线依托联想自有的5G专网优势,可以快速传输生产及检测数据,一部手机平均完成700项检测,使用4G网络需要5秒钟才能完成数据传输,而5G专网只需1秒钟就可以完成,极大提高了生产效率。

而联宝科技作为5G应用的另一个样板,不仅是联想全球最大的PC研发和制造基地,同时也是合肥首家千亿企业和安徽最大外贸企业。2021世界制造业大会上,联宝科技作为联想集团智能制造的代表,发布了全新了智能化PC整机生产线“水星线2.0”。“水星线2.0”是整个业界标杆性质的生产线,它在原来高度自动化的基础上又进行了升级,目前的自动化率达到了行业领先的50%。同时,水星线2.0还带来了一次重大革新,结合5G技术实现了对整个产线的加持。

 透过联想两大样板工程,解析5G全连接工厂建设指南

据介绍,“水星线2.0”的自动化率超过50%,拥有多套硬件设备,有效保证全天候生产,减少对人工依赖。“水星线2.0”采用高度标准化、模组化设计,可同时满足多种联想笔记本产品的生产切换需求,保证了柔性最大化,极限UPH(每小时产能)达280,确保了敏捷交付。同时,联想在制造、产品质量监控方面对水星线进行了大幅升级, 对生产中容易产生报废的站点陆续导入了自动化装置,实现了检测自动化,进一步保障了品质。联想“水星线2.0”在5G技术加持下,生产将更柔性、高效,助力PC行业智造再次升级。

作为同样由联想自主研发的主板智能化工业互联线,“哪吒线2.0”也已在联宝科技投产、运行已久。“哪吒线2.0”根据大数据分析可进行正向优化、逆向纠错、预测性设备维护,并加持智能仓储、工程技术再造,全自动化集成,智能用工模式等六大辅助功能。通过IoT技术实现设备互通互联,“哪吒线”拥有多个数字化管理系统,实现了透明化、可视化管理。“哪吒线2.0”自动化率达90%以上,生产效率提升4.36%以上,产品质量直通率达到98.2%以上。

可以看到,联宝科技在两条5G自动化柔性产线的基础上打造了“柔、敏、智”的生产系统,涵盖众多应用场景,利用5G网络大带宽、低时延的特性,高效、便捷地满足、支持不同业务、技术需求。

 透过联想两大样板工程,解析5G全连接工厂建设指南

内生外化,驱动数字化转型新蓝海

正所谓“工业2.0补课、3.0普及、4.0示范”,这句话既总结出当前我国制造业信息化“四世同堂”的现状,也给出了实施智能制造的路径,即推广信息化数字化技术,开展智能化试点应用。

犹如生物进化,5G在IT技术不断发展和应用持续深化的进程中,正在从技术和解决方案驱动转向商业价值驱动。在5G关键技术研发与落地应用方面,联想集团可谓是先行先至,持续发力。据了解,早在被称为4G元年的2014年,联想集团便已着手5G技术,并设立5G实验室,主要研究5G技术以及5G技术的发展,其中包含了高性能的运算、协议以及相应的技术,以及在5G+方面的技术储备,以及对5G+的技术进行规划,以保证其在5G+方面的市场份额。

经过多年积累,联想集团5G标准必要专利申请数量已超过1800件。此外,联想集团还是全球首个同时拥有5G手机和5G PC的厂商。联想集团“端-边-云-网-智”3S战略体系架构,以5G为代表的数据传输网络承载着“网”的重要角色。为了帮助企业实现端到端的5G网络应用,即构建下沉到生产一线的5G终端、5G无线接入网、5G核心网能力,联想集团首先是脚踏实地深入到制造场景中,将自身积累的成功实践进行复制。

在自身智能化变革的同时,联想集团正在充分运用转型经验,为各行各业的数字化、智能化转型升级赋能,推动国内产业,尤其是制造业迈向国际产业链的中高端。可以看出,通过“内生外化”,联想集团正在以新IT带动新制造,加速5G等新兴技术与传统OT环境的深度融合,让更多制造企业能够源源不断驶向数字转型的价值新蓝海。

根据不同企业的不同场景,5G技术应结合企业实际需求、目标定位、业务特点等客观因素,灵活运用,并采取“以点带面,融合发展”的实施路线。针对具体实施过程,联想集团总结了“三阶六步”的转型途径,“三阶”包括了制造过程可视,设备互联互通;5G+IoT技术融合;云网融合,智慧赋能;“六步”则指的是对生产过程管控、控制产品质量、优化制造资源、对生产保障的创新、对设备物联的管理与优化基础网络。

5G的落脚点,首要还是在“制造”上。只有理解工业的诀窍和规律,才能结合实际应用场景释放5G的价值,而这也是联想集团区别一般ICT厂商和互联网巨头的优势之所在。通过梳理5G+工业互联网的十大典型应用场景,目前联想的商用智能边缘计算解决方案已落地了三十余个行业应用场景,覆盖面广,能满足不同行业需求。此外,联想落地的5G应用,如5G视频巡检、5G AGV、5G AR远程专家指导、5G无人机盘库和5G工控机等,有效解决了制造企业中如存储、物流、制造等流程的实际痛点。

当前,联想集团正在加速5G技术的“内生外化”,成为主导工厂、车间乃至产线数字化转型的主力军。通过将5G+边缘计算与生产系统深度融合起来,联想提供丰富的端到端“5G+”产品,包括从5G终端与工控机、接入网到边缘计算、核心网等产品与方案,以及云平台、软件、5G+应用等。此外,联想推出的高性能、模组化边缘计算设备具备多接口、强算力,可适配多系统,满足多场景需要,真正实现一套完整的“联想范本”。目前联想智能边缘产品已全面支持5G,以强大算力帮助客户完成数据处理,加快智造转型。

 透过联想两大样板工程,解析5G全连接工厂建设指南

在这方面,联想集团不仅凭借自主研发的系统,以大数据、工业IoT、5G、人工智能技术赋能自身智能制造工厂,还以“新IT”对外赋能客户企业的智能化转型。例如,联想带动了其全球最大的PC制造基地——联宝工厂周边70余家中小企业加入本地产业链,提升了上下游企业的网络协同化,帮助这些企业进行智能化升级,还帮助合肥国轩高科部署了联想5G O-RAN云基站,为其解决了网络传输问题。

制造业对于一个国家的意义不言而喻,如何在数字化、智能化浪潮中打造智能制造、高端制造是现代化制造强国的重要命题。随着核心关键技术的进一步突破,中国制造业正在纵横捭阖,澎湃激荡,新的数字引擎正在加速形成,中国的数字经济正快步走在高质量发展的道路上,行稳致远。

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