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2024-05-21 20:56:49

5G工厂:科技与传统制造碰撞出哪些“化学反应”?

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5G工厂:科技与传统制造碰撞出哪些“化学反应”?
2024-05-21来源:人民邮电报

今年《政府工作报告》指出,要大力推进现代化产业体系建设,加快发展新质生产力。要深化大数据、人工智能等研发应用,开展“人工智能+”行动,打造具有国际竞争力的数字产业集群。实施制造业数字化转型行动,加快工业互联网规模化应用。而5G工厂作为“5G+工业互联网”在工业领域深度融合的产物,是推进“5G+工业互联网”发展的一个新阶段,实现了“5G+工业互联网”从单点应用到体系化应用的跨越,体现了集成应用的效果,真正发挥出“5G+工业互联网”“1+1>2”的效果,备受行业内外关注。

具体来看,5G工厂指的是将以5G为代表的数字技术广泛应用于工厂生产现场,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。那么,科技与传统制造碰撞下的5G工厂有哪些新特点?5G工厂与传统制造业又会产生怎样的“化学反应”呢?

当工厂拥有“智慧大脑”

走进四川省中部城市德阳,这里坐落着我国三大汽轮机生产基地之一——东方电气集团东方汽轮机有限公司(以下简称“东汽”)。在这里,新一代信息技术从生产现场监测、智能物流等环节深入渗透智能质检、远程操控、协同作业等核心控制环节,数字技术赋“智”工业生产效应更显著。从制造到“智”造,“5G+工业互联网”筑基新质生产力,为东汽赋予数智创新“密码”,为传统制造业的转型升级之路注入澎湃动力。

机械手臂自动抓取物料,5G通信AGV忙碌奔走,高度智能化的柔性生产线正飞速运转,数字孪生长廊的数据跳跃……这是东汽5G工厂的黑灯产线。产线包含19台五轴加工中心组成的F级压气机叶片黑灯产线和8台高精度双驱五轴数控加工中心组成的J型压气机黑灯产线。在柔性管理系统的指令下,机械手自动抓取物料,机床柔性装夹全自动加工,加工过程使用机器视觉、人工智能等多项技术,做到全流程24小时无人干预、智慧运行。

集控室内的“智慧大脑”掌管着工厂内的入库出库、物流运输、物料上料、生产加工等生产线上的各个环节,实现远程“指挥”。“我们通过新一代信息技术与先进制造技术的深度融合,打造出国内首个叶片加工无人车间及首条黑灯产线,将5G技术、工业互联网、数字孪生、机器视觉等数字先进技术广泛应用于此,特别是J型黑灯产线燃机加工精度达0.03毫米,相当于一根头发丝的1/2、一张A4纸厚度的1/3,达到世界顶级水平。”据东汽智能制造相关负责人介绍,该智慧产线投产后,实现了24小时无人干预连续加工,毫秒级精准定位,40秒内智慧供料,质量合格率达99%,人均效率提升650%,设备利用率达到90%,能源利用率提升47%。

如今,东汽自主研制的国内首台F级50兆瓦重型燃机G50商用机的压气机叶片,就是在黑灯产线上加工完成的,打破了国外技术垄断,为我国高端能源装备给出了“自主”的新选择。在这里,还将继续加工出像G50这样大国重器的“中国芯”。

在东汽数字集控中心,管理人员聚精会神地观察着各个车间产线的生产状态。针对数控机床、机器人、焊机、热处理炉等关键核心设备,东汽搭建了5G与光纤融合的车间物联网以及边缘计算网络,开发东汽统一的SCADA系统,同时部署集中数据分析平台,将采集的设备各类型数据统一进入数据平台进行管理,实现与工单、工艺要求的匹配性分析。

“以往,一台设备既不方便去查阅它的过去,也难以追踪它的现在,更无法预测它的未来。”东汽装备能源部设备专家说,“现在通过构建5G+多源异构物联网,以SCADA系统及CNC技术为支撑,可以对设备的运行时间、状态参数、工艺参数、故障信息等进行实时采集,并结合数据模型分析开展预测性维护。”通过“采集—存储—应用—改善”闭环的数据管控思维,以精益改善为切入点,建立设备关键参数、检验、生产等指标的监控策略,解决了过去设备没有有效监测手段与预防手段的问题,实现稳定并不断优化的生产过程,提高设备运行使用效率,为车间排产及资源动态配置提供有力保障。

为舌尖安全保驾护航

民以食为天,食以安为先。随着经济的发展,食品安全已然成为民生大工程。当工业互联网逐渐成为企业生产发展的重要一环,作为速冻食品行业龙头企业的三全食品,首先推进落实的就是将数字化技术投入食品安全中,为老百姓的舌尖安全保驾护航。

走进车间,AI识别设备已经成为生产线上不可或缺的一环。每个产品都要经过严格检测才能进入下个生产环节。这一次次的检测背后,是5G+AI不良品识别技术系统的创新赋能。

“我们联合郑州联通着力打造了工业互联网网络建设方案,依托优质的5G内外网,结合生产场景,通过‘1+1+N’模式,即1张网络、1个平台、N个场景应用建设架构,实现1个工业互联网平台和N个5G应用场景。”三全食品公司信息部相关负责人介绍,“基于该方案,我们充分利用AI识别算法,结合5G网络、云计算,通过高清摄像头进行样本信息采集及训练。当形成有效的算法与标准后将技术投入使用,成功实现异常信息的标记识别,并配合自动化设备高效完成剔除记录的任务。”

据了解,在5G+AI不良品识别技术配合自动化设备投入使用之前,速冻食品的生产,一般会有两个环节对不良品进行识别和剔除。一个是在产品未速冻前,由人工站在输送线两侧,在照明灯下仔细辨认,主要筛选剔除沾染毛发异物、产品未封口、无皮等明显外观不良的产品;另一环节是在产品速冻后在振动筛上对产品逐批挑拣,剔除外观粘连、露馅、烂肚等异常产品。这两个环节不仅人工劳动强度大,而且识别难度大,从而影响产品整体品质。

“自从该技术投入使用后,我们的不良品检出率比之前人工检测提升了6~7倍,检测也更广泛更精细,全面提升了产品质量。”三全食品公司信息部相关负责人说。

在采访中记者发现,通过5G+AI不良品识别技术配合自动化设备,产品速冻后的智能分拣效率和食品安全保障都迈上了新台阶,不良品的自动标记、识别、剔除、分析与告警都更及时准确,而且在生产过程中,实时展示不良品分类及数量,联动生产前端及时优化生产参数,在进一步提高产品良品率的同时,也降低了员工的工作强度,确保了质量的稳定性。

借助数字化确保食品安全,已然成为三全食品日常生产中不可或缺的一环,而这正体现了对民生的关心与重视,当企业借助工业互联网加快数字化转型步伐时,势必会推动企业的高质量发展。


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