传统工业技术升级换代 制造业数字化转型开辟新路径

  制造业数字化转型开辟新路径

  自工业和信息化部2019年11月份发布《“5G+工业互联网”512工程推进方案》以来,“5G+工业互联网”创新发展不断取得新成效。

  在日前举办的2022中国“5G+工业互联网”大会上,工业和信息化部副部长张云明表示,全国“5G+工业互联网”在建项目超过4000个,覆盖飞机、船舶、汽车、电子、能源、采矿等一大批国民经济支柱产业,已成为我国5G规模化商用和产业数字化转型新名片。

  传统工业技术升级换代

  “5G+工业互联网”融合发展在带动企业提质、降本、增效、绿色、安全发展的同时,开辟了传统工业技术升级换代新路径,加速人、机、物全面连接的新型生产方式落地普及,成为推动制造业高端化、智能化、绿色化发展的重要支撑。

  在中国信息通信研究院院长余晓辉看来,数字技术正重新定义传统工业模式。《2022中国“5G+工业互联网”发展成效评估报告》(下称“《报告》”)显示,“5G+工业互联网”已经应用于研发设计、生产制造、检测监测、物流运输、服务管理等工业各个环节,并已渗透到41个国民经济大类。

  中国工程院院士周济认为,叠加人工智能技术将使装备、生产线、工厂发生革命性变革,生产技术改造升级,不仅解决了一线劳动力短缺和人力成本提升的困境,更从根本上提高了制造业质量、效率和企业竞争力。

  对此,科大讯飞副总裁、羚羊工业互联网股份有限公司总经理徐甲甲深有体会。“依托人工技术与大数据的结合,我们实现海量供需高效对接,助力企业降本增效。”徐甲甲说,工业场景中80%的设备都带有轴承、转体或机电设备,这些设备一旦出现故障,会发出异常声音。利用语音技术,公司将工业生产过程中但凡需要用耳朵听的环节都以机器替代,大大提升了故障检测准确率。

  制造企业运营依赖市场变化、仓储物流以及设备本身情况。为此,科大讯飞用传感器采集工业生产过程中各类数据,通过工业数据平台对非结构化数据进行分析并优化决策,为企业提供智能化排产和调度。

  释放潜力打造精品网络

  制造业是工业互联网应用赋能的主阵地,其在生产环节的管理控制普及程度已达45.5%,但充分释放“5G+工业互联网”潜力,仍需进一步探索和突破。

  “复杂的工业场景对5G在高可靠、低时延、广连接等核心技术提出更高要求。”余晓辉以汽车行业为例说道,“汽车产线存在很多柔性装备,其间需部署一定数量网管型交换机、专用线缆等网络设施,组网僵化,不利于快速换型生产。经过5G网络改造后,PLC与现场运营能实现直接数据交互,大大简化车间组网,提升产线柔性。”

  目前,长城精工正联合华为、中国联通在汽车领域开展5G URLLC(超可靠低时延通信)技术产线级应用探索,在700平方米的示范区内已经实现设备端到端4毫秒、99.999%可靠性的初步验证。“未来,还要在芯片等关键零部件取得突破,该技术若完成规模化应用,则意味着5G将从工业的生产外围走向核心控制环节。”余晓辉说。

  5G与工业互联网的使用成本始终备受业界关注。《报告》显示,目前5G模组价格已低于500元,近3年平均降价40%左右。余晓辉表示,今年6月份,5G Redcap标准正式确立,初步预计其模组价格在200元左右。

  TCL科技首席运营官王成认为,“5G+工业互联网”建设费用过高仍然是阻碍其规模化推广应用的重要原因。对很多中小企业而言,仍旧面临“不敢用、用不起”等现实难题。只有5G模组、5G网关等智能化硬件价格进一步降低,5G技术才能广泛渗透到中小企业,进而赋能千行百业。

  “下一步,要加大攻坚力度,不断提升产业供给水平。推动基础电信企业打造精品网络,提升5G虚拟专网和混合专网建设服务水平,探索多元化业务模式,降低综合应用成本。以工业互联网创新发展工程为引领,推动各方加强低成本、轻量化的5G工业级产品研发和产业化。”张云明说。

  5G全连接工厂引领未来

  今年9月份,工信部印发的《5G全连接工厂建设指南》明确提出,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。

  “企业可根据实际需求,从基础设施建设、厂区现场升级、关键环节应用、网络安全防护等方面开展5G全连接工厂建设。这将进一步释放5G无线化、柔性化优势,从当前应用探索阶段向更深层次、更广范围发展。”余晓辉说。

  走进位于杭州市萧山区的紫光股份智能工厂,4万平方米的生产空间已完成5G专网部署,与工业互联网、人工智能技术一起构建产业数字大脑。在服务器单板生产线上,SPI锡膏检测设备、AOI自动光学检测机等专业设备通过5G专网接入边缘算力平台,短时间内就能让几千个零部件完成组合,AI视觉检测则保证了产品品质。

  在服务器制造链上,把内存条、电源、硬盘等组件快速精准地组合在一起,是整个制程中最复杂、难度最高的工序之一。在全自动服务器整机组装线上,多台机械臂通过5G网络接收着来自云端的统一指令,仅用几分钟就能快速变线,生产完之后还要经过工业相机360度的全面检测,不放过任何一处细小缺陷。“‘5G+工业互联网+AI’全连接工厂建设实现了以算力换人力、以速流换物流、以智能增效能。人员同比减少57.9%,物流费用支出降低26.7%,订单交付周期缩短63.5%,单板生产自动化率达到88%,柔性生产换线从7小时缩短至3分钟。”紫光股份董事长兼新华三集团首席执行官于英涛说。

  据了解,中国信息通信研究院已征集700多个5G全连接工厂“种子”项目,其中装备制造业、电子设备制造业建设完成率分别达28.8%和27.8%。“下一步,要不断壮大融合产业生态,组织编制5G全连接工厂名录、重点行业融合应用指南,深入总结推广融合发展的典型经验模式,促进大中小企业融通创新。”张云明表示,要持续推动工业互联网向工业园区、县域经济下沉普及。

  李芃达