首發|鳳凰網科技
作者|唐辰
企業年頭很長,但它也正在年輕。
這是唐辰走進本溪工具股份有限公司(下稱“本溪工具”)廠區最大的感觸。說它年頭長,是因為它是一家有著70多年歷史的成熟企業,專業生產切削工具,包括復合鋼帶、雙金屬帶鋸條、高精度硬質合金帶鋸條等產品,其愿景也是成為百年品牌。這在東北特定的經濟環境里,顯得尤為難得。
說它正在年輕,正是在5G賦能千行百業的節點,本溪工具牽手中國移動、中興通訊等合作伙伴,以5G技術為推動力,積極向智能化、數智化轉型,從“制造”邁向“智造”,開始煥發新的生機和活力。
圖·唐辰現場拍攝
這新舊動能轉換的窗口期,正是本溪工具的試水空間。就目前的成效看,本溪工具很好的抓住了機會,在這波5G+工業互聯網加速新型工業化的浪潮中占得了先機:本溪工具已經成為國家級專精特新小巨人企業、國家級高新技術企業,多項產品獲省、市名優獎,享譽國內外。
“我們是摸著石頭過河”
資料顯示,2023年11月,工業和信息化部公布《2023年5G工廠名錄》,遴選產生了300家已建成的5G工廠,覆蓋24個國民經濟大類。本溪工具成功入選該名錄,成為遼寧首個國家級5G全連接智慧工廠。
5G工廠的投入使用,對該企業生產效率的提升起到了重要作用。根據本溪工具副總經理夏長生介紹,通過5G優化后的生產流程,助力企業產量提高了1.5倍、縮短了50%的待料時間以及20%的交貨期。
“我們是屬于摸著石頭過河,把5G技術首先應用到工業生產上。”這是夏長生對包括唐辰在內的媒體所發的感慨。他在分享企業數智化轉型升級的經驗時,還特意強調:“我們是第一個吃螃蟹的”。
他的介紹離不開一個背景:本溪工具是遼寧省內最早開始進行數智化改造的中小企業之一。當時,面對激烈的市場競爭,本溪工具正面臨幾大困難:
首先是生產擴張。本溪工具需對生產線進行擴展和調整,但MES(制造執行系統,Manufacturing Execution System)等信息化系統升級改造成本高昂。
其次是數據溯源能力急需提升。本溪工具訂單眾多且來源零散,面對客戶對產品質量數據全溯源的要求,公司亟需建立完善的質量追溯體系,從營銷至售后全流程跟蹤。
第三是物流智能化水平不高,存在物流領域貨物周轉不透明,碼放隨意,且依賴人工搬運,效率低下,貨品存放較久后難尋找。
第四是自動化水平低下,生產過程高度依賴人工,工序之間生產物料人工轉運以及質量品控的人工抽檢存在生產效率低,錯誤率高,且工人管理困難。
夏長生在與唐辰等媒體交流中,還補充到一點“人”的因素,也就是工人素質。這是傳統制造企業智能化轉型普遍的“堵點”。因為在信息化改造過程中,“很多工人都沒有操作過電腦”,這需要改變他們原有的工作習慣。此外,原有ERP模式下還可能存在“數據孤島”,財務、生產、研發等部門的數據并不相通,導致效率始終提不上來。
面對這些挑戰,本溪工具自身開始積極探索技術創新,尋求數智化轉型,以提升企業競爭力。在最早的數據采集和智能控制方面,試驗過4G、Wi-Fi等技術,但都因實時數據回傳不及時,導致結果不太理想。
在這個關鍵節點前后,5G網絡開始投入商用,本溪工具自2020年起攜手中國移動遼寧公司、中興通訊等打造5G+智慧工廠項目,對關鍵生產流程進行數字化改造,成功部署智能運營、數據采集、智能物流倉儲、智能質檢等5G智能應用,從傳統制造邁向智能制造,成為遼寧省內首個國家級5G工廠。根據了解,本溪工具還在繼續更新網絡設備,借助5G-A網絡能力,實現企業生產經營的突破。
以“5G+機器視覺質檢”為例,在產線末端,工業相機將8K高清照片實時回傳到服務器中,借助AI算法完成微米級精度要求的質檢工序。具體而言,本溪工具對鋸條鋸齒檢測的標準“苛刻”到毫米級,“相鄰齒高度差≤0.04mm;十刀內高度差≤0.1mm;檢測點位于銑刀加工位置2m-2.5m距離之內?!边@就需要質檢環節滿足高精度的尺寸需求。
圖·唐辰現場拍攝
從技術上看,這道質檢工序,充分運用5G大帶寬特性,將質檢終端通過內嵌5G模組或者部署5G網關等方式接入5G網絡,并將實時拍攝的產品高清圖像,通過5G網絡傳輸至中興通訊數字星云質檢平臺。系統基于人工智能算法模型進行實時分析,判斷產品是否存在缺陷。在此基礎上,有效記錄產品質量信息,幫助企業實現產品質量溯源及產品優化。
本溪工具信息部部長陳楊對唐辰表示,智能質檢所拍攝的照片文件大小都在3G-4G,整個廠房每分鐘需要吞吐上百G的流量。這么巨大的上下行流量要在短時間內順暢運行,唯有借助高帶寬、低時延的5G網絡才能做到。在5G+AI質檢工序投產后,本溪工具廠良品率直接提升8%,次品率降低超90%。僅這一道工序,就為工廠帶來超過6%的利潤提升。
參觀過程中,陳楊在介紹廠房之間的自動感應門時,一輛AGV(自動導引車)小車自行從廊道里穿過,進入到另外一個廠房。這背后實則是本溪工具的生產車間,已經為AGV(自動導引車)小車、無人地牛及無人叉車等智能運輸設備框定了行動區域。
這些無人小車搭載5G模組,在5G-A技術的加持下,不需要打碼帶,也不需要Wi-Fi連接,通過物聯卡來定位車的位置,并連接到調度系統進行統一部署,可以隨時打點隨時跑,實現跨車間、跨廠房的無人物流調度,代替原有的人工物料運輸,運行效率大幅提升。
圖·唐辰現場拍攝
而且,在實現5G網絡的全面覆蓋后,本溪工具廠采用了立體庫平臺與5G迷你叉車相結合的方式,優化掉傳統的木制托盤,極大簡化了倉儲環境的人工需求,顯著降低了人工成本。當前,本溪工具廠已實現了倉儲系統100%無人干預,該環節的調度時間及呆滯庫存成本也已降低了50%以上。
值得一提的是,本溪工具在“摸著石頭過河”時,摸到的一塊“大石頭”就是南京中興濱江5G工廠,同樣入選《2023年5G工廠名錄》,同時也是國內首個獲得中國信通院認證的五星5G工廠。這里是中興通訊的全球5G智能制造基地,基地主要生產以5G為代表的新一代無線通信設備。
此前,唐辰在參觀該基地時就看到,機器視覺、機器人、AGV小車智能運營中心,分別扮演著眼睛、雙手、雙腿和大腦的角色,協同配合,實現自主生產。通過全面覆蓋的5G網絡,南京中興濱江5G工廠打造自動化、數字化、智能化生產線,應用5G、AI、數字孿生、大數據等多項技術,建成了多項5G+工業互聯網應用場景。
強強聯合,賦能中小企業數智化升級
本溪工具“吃螃蟹”的收益是巨大的,依托5G專網及數字化平臺應用建設,本溪工具廠已經實現生產調度、成品質檢、倉儲管理等多個維度的智能化改造,其產能增加了50%,原材料采購周期縮短40%,停工待料時間減少50%,交貨期縮短20%;5G+機器視覺技術的應用將產品缺陷檢出率提升至98%。
此外,本溪工具的質量管理工作流程也得以改進,客戶問題處理、反饋、售后、問題溯源和質量排查等環節,實現了無縫銜接。
客觀上說,本溪工具的成功轉型,離不開中國移動和中興通訊的大力支持。這一5G項目應用涉及基于5G回傳的PLC數據采集、5G專享網絡與公司內網融合、基于5G叉車的智能物流管理、基于5G機器視覺的成品質量質檢等多個領域,實現了從無到有、從有到優的數字化能力提升。
依托5G專網及數字化平臺應用建設,本溪工具廠已經實現生產調度、成品質檢、倉儲管理等多個維度的智能化改造,連續三年實現產能提升超15%,次品率降低超90%。
圖·唐辰現場拍攝
這是一個強強聯合的“共贏局面”。合作各方在幾個方面做了具體又重要的工作:
首先是,以企業5G專網作為基礎數據通道,融合生產域各種通訊技術,打通內部生產運營系統,實現全連接工廠的可視化運營管理。
其次是,依托于5G專網,在銑齒機床PLC側部署5G工業網關進行PLC數據的協議轉換和傳輸,部署了21臺5G工業網關,網關采集的數據在數據采集和監控平臺實現協議適配,歷史數據查詢,關系型數據庫存儲,數據整合,數據應用(生產計劃調度,生產溯源)等功能,實現產線數據的全面感知。
第三,應用5G+AGV/無人叉車、機械臂及配套的軟件系統,將物料轉運重復性工作90%以上自動化,物料周轉全透明化,產品可追溯率達到100%。
最后,5G機器視覺檢測系統,通過高清工業相機拍攝加工中的產品,讓機器代替人眼、在線替代抽檢,實現出產產品質量提升。
中國移動工業互聯網創新研究院副院長崔鐸也對唐辰表示,本溪工具是隱形冠軍企業,它把5G、5G-A全面應用到整個生產的全流程。無論是數據采集、傳遞,還是物流運輸等方面,“5G技術都為企業數字化轉型推動作用很大”。最直觀的表現是,整個企業的營業額和利潤率都得到提升。
實際上,本溪工具數智化升級改造,也是遼寧甚至東北工業數字化轉型的一個縮影。其背后是中國移動、中興通訊等合作伙伴,在5G+工業互聯網推動新型工業化上的創新和探索,持續提供數字化的基礎設施和解決方案,助力于千行百業持續進行數字化轉型。
需要特別指出的是,5G+工業互聯網商業化使用的5年以來,中國移動和中興通訊聯手在遼寧做了很多探索性工作,特別是在裝備制造、化工和冶金等遼寧優勢特色產業。
比如在冶金行業,鞍鋼集團聯手遼寧移動、中興通訊,通過5G技術與AI、云計算、大數據、邊緣計算等技術的融合,打造了全球首個經由4.9G頻段的5G智慧一鍵煉鋼場景應用,實現單爐冶煉時間從40分鐘降至30分鐘,效率提高33%;
此外,5G無人天車解決重復勞動、人為干預等問題,比人工操作效率提高 25%;5G無人鐵水運輸實現了人、車、路的智慧協同,減少鐵水溫降下降約10℃,人員減少42%;以及5G帶鋼表面檢測,常規缺陷檢出率95%以上,預計節省人力成本700萬/年,降低維修成本1000萬/年。
崔鐸還在介紹遼寧移動5G-A發展計劃時表示,工業互聯網十分關注驅動性網絡。這種網絡目前有兩個現實要求:一是能夠滿足工業的虛擬網絡;二是要全部國產化,實現從工業操作系統、網絡控制層再到網絡智能化等端到端的公共網絡的替代。目前,中國移動正在聯手東北大學、中興通訊在聯合研發針對工業場景的5G定制化網絡。
根據官方說法,遼寧移動,東北大學和中興通訊三方合作,研發與工控系統高度適配的5G-A網絡,依靠其低時延、高可靠、強安全的特性支持柔性生產場景下OT(Operational Technology,操作技術)網絡通信的無線化。
這些合作項目的成功實施,充分體現了中國移動和中興通訊,在推動產業數智化轉型升級方面的創新實力。通過這些項目的落地并產生效益,雙方共同探索了5G技術與工業互聯網深度融合的新路徑,也為其他企業數智化升級提供了可借鑒的模式,能夠像本溪工具一樣,摸著石頭成功過河。
此前中國信通院技術與標準研究所副所長湯立波表示,“經過前期的開拓探索,目前我國‘5G+工業互聯網’已進入規?;l展的新階段,‘5G+工業互聯網’已實現工業行業大類全覆蓋,并向其他國民經濟重點行業加速延伸?!?/p>
這也意味著,類似本溪工具這樣的東北中小企業,能夠十分便捷的搭乘上數智化快車,引領“新型工業化”的潮流,激發“新質生產力”的活力,為“東北振興”注入創新動力。
在這個過程中,中國移動和中興通訊無疑就是它們最大的助力。
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