5G﹢工業互聯網，琢磨出“巨輪”
——“5G+工業互聯網”典型應用系列報道
http://www.sharifulalam.com 2020-01-07 09:23 來源：人民郵電報 曉鏡 顧瑾
28歲的李新宇，是浙江兆豐機電股份有限公司（下稱“兆豐機電”）的零部件質檢員，曾經每天的工作是對流水線上的成品進行抽樣檢查，對抽樣產品進行切片、鑲嵌、預磨、拋光等一系列工序，憑借肉眼發現劣質品和生產線故障。由于工廠每天產出海量零部件，僅憑人力只能抽樣檢查。最近，他有了“神器”助力——車間引入了5G技術，質檢能力產生了質的飛躍。借助5G技術，可以檢查每個零部件，及時發現問題，再小的缺陷也逃不過5G這雙“火眼金睛”。
這，只是引入5G后兆豐機電迎來的改變之一。2019年4月，中國電信浙江公司和兆豐機電簽署5G戰略合作協議，共同打造“5G﹢柔性作業車間”，探索5G在工業信息化中的應用。僅僅半年時間，新技術帶來的改變在兆豐機電的園區、車間中已經清晰可見。
5G助力解決智能制造痛點
對于普通消費者來說，位于浙江杭州蕭山區的兆豐機電名頭似乎并不響亮，但這卻是一家地地道道的“實力派”工業強企。該公司是商務部與發改委聯合授牌的全國首批百家“汽車零部件出口基地企業”之一，是中國汽車輪轂軸承單元行業的龍頭制造企業，擁有3000多種型號的產品，產品銷量和出口額均居國內前列，產品遠銷美國、加拿大、德國、意大利、韓國等30多個國家和地區。
兆豐機電在工業信息化方面始終是一個積極的踐行者。多年來，該公司持續投巨資提升企業信息化能力，驅動產線升級，提高產品質量和生產效率。在軸承行業內率先通過機器換人、黑燈工廠，全面推進工廠智能化改造。
但是，隨著定制化生產需求越來越多，該公司生產線的靈活性受到了巨大的挑戰。在個性化產品需求的驅動下，生產線的調整頻率將大大提高。但在傳統車間的固定場景中，傳感信息與控制指令等的傳遞大多依賴于有線接入方式，當生產線需要調整時，線纜的重新布置將會耗費巨大的成本和時間。而移動場景如AGV（自動導引車），使用工業WiFi又面臨著信號不穩定、帶寬受限和可接入終端數量受限等問題，大大影響生產效率。
針對兆豐機電這一痛點，中國電信浙江公司為其特別設計了解決方案——運用中國電信天翼云平臺的快速部署、強大的云計算能力以及5G大帶寬、低時延和廣連接的特性，助力兆豐機電打造“5G﹢柔性作業車間”，打造5G工業數據采集、AGV云邊協同、5G智能淬火、5G低時延機械臂、5G AR設計與培訓等應用場景。
兆豐機電董事長孔愛祥對于5G非常看好，他希望公司能充分利用5G通信帶來的工業互聯網和物聯網的發展機遇，在現有數字化智能制造的基礎上，充分發揮5G高帶寬、低時延、高穩定、海量連接等特性，通過基于5G﹢AI的全域數據采集，探索建立全域感知、全局協同、全線智能的5G﹢智能制造工廠。
打造5G﹢智能制造工廠
在兆豐機電的自動化車間，剛剛完成改裝的無人運輸車正來回穿梭，兆豐機電副總經理付海濱介紹，這些設備由5G系統控制，以前覆蓋同樣多設備需要上下樓層布置多個WiFi系統，如今，借助5G技術不僅實現一個系統全覆蓋，響應速度也從秒級提升到毫秒級。記者注意到，生產線旁邊有一個個不起眼的白色盒子，這就是中國電信部署的5G商業終端CPE，通過它控制機組，進而控制無人運輸車，網絡傳輸速率理論上達到1.5個G，比4G提升了5到10倍。
部署了5G技術后，兆豐機電在多個領域實現了效能的顯著提升，智能制造工廠雛形初現。
工業數據采集數量、質量顯著提升。兆豐機電車間里的大量設備原先依賴有線和WiFi，存在信號不穩定、接入數受限等問題，限制了生產線的柔性化改造。目前在兆豐車間實現5G網絡全覆蓋，實現最多同時接入百萬I/O節點，車間機床設備的數據通過5G網絡實時上傳，連接的數量和質量都大大提升；通過MEC邊緣計算實時處理，響應更及時。生產線的部署更為靈活，為車間柔性生產提供了有效支撐。付海濱說：“5G技術讓我們更能實時地采集信息，采集的頻次也更高，這樣設備一旦有故障可以及時知道。”據估算，5G大規模運用到采集方面，設備故障率會有5%到10%的降低。
AGV云邊協同助力效能提升。大量AGV的運行，對無線網絡的帶寬、時延有著非常高的要求。通過云化部署和5G網絡，降低AGV成本，實現AGV的靈活調度和控制。據測算，未來5G AGV全面部署后，兆豐車間整體搬運效能提升5%。
5G淬火練就“火眼金睛”。兆豐機電生產軸承的淬火工藝，涉及電壓、電流、冷卻時間等20多個數據，但凡有一個數據出差錯，就會出現不合格產品。如今，與淬火相關的20多個數據全部通過5G網絡實時控制，同時部署了基于邊緣計算的視覺分析模塊，對淬火工藝進行智能分析，從事后檢驗改進為加工過程直接判定，不僅保證生產安全，同時提高軸承的良品率。目前，兆豐機電現實中的軸承生產甚至達到了實驗室運算的理論狀態，不再會出現遲一秒碎了、早一秒鉆孔伸不進去的狀況，軸承的廢品率降低到500ppm（注：500ppm為百萬分之五百）。
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