從去年商用至今，5G大幕徐徐拉開。

不少分析人士認爲，5G的最大應用將是對工業生產的改造，但5G結合工業4.0打造的“未來工廠”究竟長啥模樣，許多人還是一頭霧水。

吉利掌門人李書福曾說過：“中國製造已經到了十分重要的關鍵轉型時刻，智能製造是唯一出路和美好未來。”

作爲全球最先進的汽車研發中心之一，吉利汽車研究院杭州灣研發中心已經捷足先登，利用5G技術開發出了最新的應用場景。

上週，記者便來到吉利汽車研究院杭州灣研發中心試製工廠，感受了其5G應用場景下創造的“多快好省”。

吉利試水5G應用

杭州灣研發中心是吉利汽車研究院總部和研發大本營，包含研發大樓、動力總成試驗中心、整車試驗中心、整車試製中心、造型中心等工作區域，可容納8000餘人辦公。包括領克、博瑞、博越、幾何、星悅等品牌的新車型都是這裏研發的，可以說這裏是整個吉利汽車的心臟，不僅爲全球的吉利工廠供血，還爲吉利輸出生產製造的最新解決方案。

據吉利汽車研究院資深總工程師丁華的描述，吉利的智能工廠有三個大方向——

C2M個性化定製 即規模化生產條件的個性化定製，以訂單驅動的汽車柔性生產製造技術；

需求變更O2D 即訂單驅動的計劃及物流實時變更管理，實現生產計劃與物流的聯通；

全球化協同製造 即基於雲服務的遠程管理，實現業務全流程數據的聯通，讓客戶參與到產品生命週期的全過程。

而5G網絡技術，將爲這三大方向提供必要的通信網絡支持。

去年9月，中國電信寧波分公司爲該研發中心搭建了SA的5G網絡，成功實現了切片技術和MEC（邊緣雲）的應用。

切片是5G的特殊能力，因爲高帶寬和大連接的特性，5G可以爲不同的需求方單獨開闢專屬網絡，類似於開出一條專用車道。

“我們從工業應用需求和5G技術優勢兩個方面出發，圍繞生產製造、物流倉儲、質量檢測和遠程運維等環節，總結了近40項場景。目前成功測試的5G應用場景有AGV系統信息交互、BOSCH羣控系統、工廠的遠程管理等6項。”吉利研究院負責人介紹道。

這些汽車工業中的專業工業流程外行人看是一頭霧水，但根據5G的特性，可以將這些應用總結爲四個特點——“多、快、好、省”。

“多”指的是5G的大連接特性。如果4G是一條高速公路，那麼5G就是一條車道數量無限，且不限速的超級高速公路。能夠跑在這條公路上的車輛數量便成幾何倍數增加。

利用這個特性，吉利開發了基於5G的BOSCH焊接羣控系統。這套系統原本是用了德國博世（BOSCH）的基礎，專門用於汽車各個部位的焊接。

焊接是汽車工業中最重要的工藝環節，焊接工藝直接關係到汽車的安全和整體質量。以往的數字化焊接，是由計算機下達數字化的指令，但指令執行程度和焊接的效果無法實時回傳，如今羣控系統解決了這個問題。

監控軟件不僅可以統一下發產線焊接參數，還可以對焊接過程參數實時顯示並記錄在電腦裏中，加強了焊接工藝的執行，可追溯焊接質量，最終提高產品焊接質量。

一個羣控服務器可連接50臺焊機，由於需要實時下達指令和實時監控，對網絡要求很高。但接網線成本高、工期長，關鍵是焊機沒法隨便移動，一旦移動又是大工程。而吉利的試製工廠通常是研發試生產各種新車型，恰恰經常需要重新組合產線。

5G的應用便讓這個問題迎刃而解。採用5G通訊後，使得羣控系統部署靈活，現場調試不再受地點限制，方便與其他現場工程師溝通。

未來的工業方向是柔性製造，個性化訂製，調整同樣的一條產線生產不同的產品才能實現“小批量、多批次”的訂製化生產，5G讓工業設備掙脫了網線的束縛。未來的工廠也許就能像搭積木一樣隨意組合。

有異曲同工之妙的還有5G的PTL物流系統。PTL小車負責的倉儲物料分揀、搬運。以往，PTL小車採用WiFi的方式通訊，WiFi可連接點數少，300臺小車需要同時連接到PTL服務器，並且應用時比較集中，容易出現丟包掉線，造成工廠停產、停線。一旦發生PTL小車與PTL服務器中斷，數據就會出現異常。而處理數據異常就需要大量時間，嚴重影響生產效率。如今5G通信，使這些問題都迎刃而解。

“快”是普通人對5G的第一印象，原本10分鐘的電影幾秒鐘就能下載完，這是新聞裏對5G最常見的描述。而在工廠裏，快不僅僅停留在“高帶寬”帶來的速度層面，還體現在“低延遲”所帶來的實時響應。

工廠的各種設備，需要實時響應，工序一道藉着一道，有一道停滯了，後面所有的設備就會停。甚至有的材料，在加熱和加壓後，必須在幾秒鐘內加工，否則材料的特性就會變化，猶如著名的蘑菇“見手青”，不及時烹飪，就會變色。

吉利研究院利用5G網絡更新了車載電腦軟件的刷寫模式。如今的汽車是計算機化的，許多物理機械的控制是依靠計算機和軟件來完成。通常一輛車根據配置不同，ECU（車載電腦）的數量一般在30-40個。各模塊軟件大小不同，小的有幾MB，大的有幾個GB。如果一輛車3GB，單臺車刷寫需要超過一個小時，嚴重影響產線節拍。而用5G刷寫則效率大大提高。因爲5G是無線傳輸，可實現在5G網絡覆蓋的區域的無人值守刷寫，也可以在運輸途中進行刷寫，大大擴大了刷寫的區域範圍，也節省了許多時間。

再如，試製車間內的5GAGV（無人搬運小車）系統——通過5G信號傳輸指令，載重4噸的AGV小車自如地按照地上的磁控線完成轉向、運輸、泊位、避讓等動作。

AGV如今是智能工廠的標配之一，因爲搬運物料是最爲簡單和機械化的工作，全面的機器替代已經發生。但吉利研究院試製車間裏的AGV小車和其他工廠又有所區別。首先，試製工廠需要試製各種車型，因此需要不同設備的頻繁組裝，搭建各種生產線滿足生產需求，使用頻率高。以往吉利是利用WIFI連接控制AGV，由於帶寬所限，指揮調度的網絡容量不夠；其次，焊裝車間鋼結構複雜，存在點焊、螺柱焊、激光焊、FDS、Arplas等各種大功率設備，存在各種電磁干擾，工業現場環境惡劣，採用WiFi通訊經常發生AGV小車掉線和AGV調度系統崩潰。而自採用5G無線通訊後，AGV小車基本不存在掉線的情況，且AGV調度系統穩定運行，未出現崩潰的情況。同時，焊裝車間所要搬運的設備噸位大，達1.8噸，5G通信的低延遲也讓搬運過程更加安全。

“好”體現了5G網絡對於工業生產整體的提升。

當5G不斷深入一個又一個生產環節，數據開始飛速地在工廠裏奔跑，一個實現遠程控制的工廠雛形開始不斷完善。這就使吉利的數字雙胞胎技術得以進一步提升。

數字雙胞胎顧名思義，就是利用數據在虛擬世界重構一個工廠。如同“盜夢空間”一樣，夢境的真實程度取決於各種細節的精雕細刻。而在數字雙胞胎的範式中，虛擬工廠的真實度來源於對物理世界數據採集的精準和全面。

“從研發到製造、銷售所有的多元異構的數據如何實現自動聯通？如何在複雜的過程中針對某個問題快速找到歷史相關數據和模型？如何把不同對象所面向的同一個問題的數據信息進行自動融合？過去主要靠專家來進行，現在可以藉助大數據技術來完成。”丁華表示，“其中，製造業可視化的難點是面向研發和製造過程的決策可視化，而通過可視化建模和交互性分析，可提高研發決策效率。”

5G的應用，使所有的物理時間數據更加精準的被標註，同時可以實時傳輸，實現遠程工廠三維場景實時跟蹤重現。如果戴上VR眼鏡，就變成了科幻片裏鋼鐵俠能看到的場景一樣，所有設備的運行狀態都能被實時監測。如此一來，相關人員可以更直觀地瞭解工廠狀態。同時還能將最近傳輸的數據記錄下來，完成工廠部分故障原因的診斷。

5G的成本高是大家的固有概念，因爲沒有大範圍普及，因此硬件和部署的成本居高不下。但5G的顛覆性技術，替代原先的一些高科技，卻能“省”下不少錢。

在物流倉儲領域，吉利利用5G技術打造了物流倉庫堆垛機信息交互系統。偌大的立體倉庫，如何讓桁架機器人精準抓取物料是關鍵。

以往的立體庫堆垛機都是採用光通信的方式定位、作業，光通信設備對安裝條件要求較高，射頻設備對射稍微有偏差，就會造成數據通信終端錯誤，影響生產效率。此外，光通信設備一臺將近2萬元，維護更換成本較高。採用5G網絡通訊方式將大大提高生產效率，從而降低人工成本，減少設備維護及更換成本。

吉利研究院已經開發的6個應用並不算多，也不算特別具有顛覆性，卻是率先喫螃蟹的人之一，作爲全世界範圍內最先進的汽車研發中心之一，杭州灣的研發中心目前所做的探索將爲後人提供樣板和啓示，這也是寧波工業向無人區挺近的大膽實驗。

根據《寧波市制造業企業智能化技術大改造行動計劃（2020-2022）》，今後，我市將結合最新的5G技術，打造一批“5G+工業互聯網”示範項目，開展“5G+工業互聯網”試點示範企業100家以上。

來源 | 寧波日報、工控參考

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