問題導(dǎo)向 大連亞明部件5G務(wù)實數(shù)字化轉(zhuǎn)型基座
依托5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，大連亞明汽車部件股份有限公司經(jīng)過一年的試點，整體生產(chǎn)效率提高40%，良品率提高30%，設(shè)備的利用率提高30%，未來大連亞明將持續(xù)推動5G在其他產(chǎn)品線上的應(yīng)用。
伴隨著5G時代的到來，作為重塑生產(chǎn)服務(wù)體系、打造未來產(chǎn)業(yè)競爭新優(yōu)勢的重要手段，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與5G的探索實踐，順應(yīng)了新一代信息技術(shù)與實體經(jīng)濟(jì)的深度融合。但無論是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，還是5G，企業(yè)都應(yīng)該回歸初心，基于實際業(yè)務(wù)需求，進(jìn)行管理和工藝的數(shù)字化，最終實現(xiàn)企業(yè)的提質(zhì)、降本、增效，這才是企業(yè)應(yīng)用5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的真正價值體現(xiàn)。
作為國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點示范企業(yè)、大連市首家5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范企業(yè)，大連亞明汽車部件股份有限公司(以下簡稱“大連亞明”)早在1997年就開始布局信息化，并堅持走自主研發(fā)的路線，組建智能制造研發(fā)團(tuán)隊，通過對壓鑄件及其模具制造過程中的智能化裝備、在線檢測、智能物流等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，建設(shè)了基于核心壓鑄與機加設(shè)備的數(shù)字化車間、物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集與傳感系統(tǒng)、車間制造執(zhí)行系統(tǒng)，并通過二十多年的發(fā)展建設(shè)，已形成數(shù)字化、可視化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的生產(chǎn)運營新模式。
問題導(dǎo)向 5G務(wù)實數(shù)字化轉(zhuǎn)型基座
大連亞明作為中國壓鑄行業(yè)龍頭企業(yè)，有著近七十年的行業(yè)深耕經(jīng)驗，主營汽車發(fā)動機、變速器鋁合金壓鑄件以及新能源汽車電池、電機、電控三電殼體壓鑄件的研發(fā)和制造。但隨著汽車關(guān)鍵壓鑄件的精度、難度、復(fù)雜性不斷增加，原有各工序間銜接效率低、過程不透明、流程不受控、數(shù)據(jù)不協(xié)同的局面愈加明顯，大連亞明與大連聯(lián)通攜手，進(jìn)行整個廠區(qū)的5G通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋，替代了傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)和WIFI，擺脫了線的束縛，機床、設(shè)備的布局調(diào)整更加靈活方便。而且，基于5G大帶寬、高速率和低時延的特點，廠區(qū)通信速度比以往快了十倍以上，加快了數(shù)據(jù)的收集和信號的傳遞，實現(xiàn)了對機器和設(shè)備的實時控制。
大連亞明汽車部件股份有限公司副總經(jīng)理兼CIO肖慶陽認(rèn)為，5G作為一種新興的技術(shù)手段，不能解決所有的問題。對企業(yè)而言，數(shù)字化轉(zhuǎn)型要遵循規(guī)律，循序推進(jìn)，不能貪功冒進(jìn)，要根據(jù)實際業(yè)務(wù)需求和生產(chǎn)痛點、難點，合理利用信息化技術(shù)進(jìn)行改善，逐步構(gòu)建數(shù)字化車間。
在構(gòu)建數(shù)字化車間的過程中，企業(yè)可以針對特定場景，基于業(yè)務(wù)，逐步采用5G、大數(shù)據(jù)、工業(yè)視覺、人工智能等技術(shù)。對大連亞明而言，當(dāng)務(wù)之急是解決柔性化產(chǎn)線的問題，從設(shè)備的智能化改造開啟5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。
大連亞明汽車部件的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景
漫游式AGV機器人
在大連亞明的智能化車間，在5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋下，產(chǎn)線高速運轉(zhuǎn)中，AGV機器人自如穿行在車間內(nèi)，快速有序地把物料搬運到指定位置。
以往，AGV機器人多采用自調(diào)導(dǎo)航和激光導(dǎo)航兩種方式，但隨著圖像識別、大數(shù)據(jù)分析、5G等技術(shù)的發(fā)展，催生了新的導(dǎo)航方式。企業(yè)可以把廠區(qū)、生產(chǎn)線、設(shè)備等布局通過建模的方式數(shù)字化，運用軟件定義的方式實現(xiàn)技術(shù)的改良。
肖慶陽表示，基于5G技術(shù)，大連亞明對生產(chǎn)車間進(jìn)行5G智能化升級，賦能車間內(nèi)的AGV搬運機器人，通過5G網(wǎng)絡(luò)的超低延時和無死角覆蓋，AGV搬運機器人在5G網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)實時通訊;結(jié)合AI自動駕駛技術(shù)，無需依賴地面磁條，擺脫了固定路線，運用圖像識別技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航，實現(xiàn)運輸速度的靈活實時變化和運輸路線的靈活按需調(diào)整，車間作業(yè)車流量極大提高，不僅緩解勞動力成本上漲帶來的壓力，而且提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了更加柔性化的生產(chǎn)，降低單位時間內(nèi)的成本，提升了產(chǎn)品品質(zhì)，從而提升企業(yè)的整體效益。
5G+AI視覺檢測賦能，生產(chǎn)效率提高40%
在5G、AI等技術(shù)的加持下，視覺檢測技術(shù)賦予了設(shè)備“眼睛”“大腦”的意義，可以實時感知目標(biāo)、獲取圖像，將人從“產(chǎn)品檢測”的密集型勞動中解放出來。
在傳統(tǒng)制造企業(yè)，對于零件在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的表面瑕疵，例如劃痕、裂紋、螺紋孔的漏加工等都是依靠肉眼識別的，難免出現(xiàn)漏檢的情況。所以，針對這種情況，大連亞明通過自主研發(fā)與高校合作的方式，經(jīng)過一年多的研發(fā)，將四款產(chǎn)品投入到了5G+AI的工業(yè)視覺檢測技術(shù)的應(yīng)用中，在一些柔性工位安裝高清工業(yè)相機，利用5G技術(shù)傳輸速率高的特點將采集到高清圖片上傳至云端，通過云端的數(shù)據(jù)建模和深度學(xué)習(xí)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，將人工質(zhì)檢工作轉(zhuǎn)為AI的工業(yè)視覺，識別出不良品并實時反饋給現(xiàn)場端，最后通過現(xiàn)場工位分揀出不良件，大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的有效控制。
目前，這一場景已成為工業(yè)智能制造的重要標(biāo)志之一。
由于視覺識別技術(shù)的算法相對復(fù)雜，所以在項目實施前期，大連亞明進(jìn)行了為期近一年的研發(fā)。項目初期，檢測的效率和成功率無法滿足需求，但經(jīng)過不斷深入研究，后期項目達(dá)到了客戶的要求標(biāo)準(zhǔn)，所產(chǎn)生的效果是立竿見影的。不僅快速取代了人工進(jìn)行機器檢測，效果也非常顯著，整體效率是傳統(tǒng)有線、WIFI、4G的幾十倍。
“目前，依托5G+AI視覺檢測技術(shù)的四種產(chǎn)品，經(jīng)過一年的試行，總體的生產(chǎn)效率提高了40%，良品率提高了30%，后續(xù)大連亞明將繼續(xù)推動5G在其他產(chǎn)品線上的應(yīng)用。”
5G遠(yuǎn)程運維，提高設(shè)備利用率30%
大連亞明的供應(yīng)商分散在全國各地，通過遠(yuǎn)程運維平臺，專家可以通過VR眼鏡遠(yuǎn)程與現(xiàn)場方進(jìn)行互動，無需到現(xiàn)場就可以及時給出正確的分析與判斷，遠(yuǎn)程指導(dǎo)現(xiàn)場員工進(jìn)行操作，實現(xiàn)了降本增效。肖慶陽表示，遠(yuǎn)程運維系統(tǒng)的上線，不僅可以迅速解決問題，恢復(fù)生產(chǎn)，而且節(jié)省了路上的時間和成本。其次，大連亞明對水電氣基礎(chǔ)能源和一些重點設(shè)備加裝了傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊，通過5G網(wǎng)絡(luò)實時對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控和分析，實現(xiàn)對設(shè)備的維修保養(yǎng)預(yù)測，從被動應(yīng)變轉(zhuǎn)為主動預(yù)防，將設(shè)備的利用率提高了30%以上，大大降低了維修和誤工成本。
維修工程師無需到達(dá)現(xiàn)場就可以通過高清圖像、VR，遠(yuǎn)程進(jìn)行互動，完成設(shè)備的檢修。據(jù)肖慶陽介紹，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障的時候，利用5G技術(shù)，通過設(shè)備傳感器發(fā)送信號給運維人員，讓其無需到達(dá)現(xiàn)場就可以借助5G高清鏡頭，自由調(diào)整攝像頭角度，觀察設(shè)備的故障點。
肖慶陽表示：“基于5G，我們打造了數(shù)字化、可視化、智能化的機房運維系統(tǒng)，可幫助工程師快速現(xiàn)場檢測定位處理故障，并通過VR眼鏡實時與專家遠(yuǎn)程互動，從而打破時空限制，有效提升了運維保障效率。而且由于采集到的是高清圖像，分辨率也非常高，所以可以清晰看到產(chǎn)品細(xì)節(jié)，讓觀看者無需到達(dá)現(xiàn)場也可以分析設(shè)備故障，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。”
肖慶陽還表示，大連亞明的產(chǎn)線非常多，而且多是柔性產(chǎn)線，布局調(diào)整、同時生產(chǎn)不同零件的常態(tài)，所以靈活的5G無線通信是非常適合的，不僅傳輸速度快、效率效果也遠(yuǎn)超以往傳統(tǒng)的通信方式。“之前我們是計劃依托邊緣計算進(jìn)行現(xiàn)場多硬件設(shè)備的布置，但投資成本會非常大，也無法實現(xiàn)柔性化的生產(chǎn)和檢測。5G的應(yīng)用，則解決了這一難題，而且大大提高了生產(chǎn)和檢測效率。”
現(xiàn)階段，對于5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，大連亞明只是在局部進(jìn)行了深化，下一步將繼續(xù)增加設(shè)備互聯(lián)的點數(shù)，最終實現(xiàn)內(nèi)部人機料法環(huán)全鏈條的互聯(lián)互通。
肖慶陽表示，生產(chǎn)現(xiàn)場可視化、透明化的管控，同樣也需要5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將采集到的工藝參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楦庇^的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時、可視化的監(jiān)控，提高現(xiàn)場管控的能力和水平。最后，我們將采集分析出來的數(shù)據(jù)，給到業(yè)務(wù)部門，依托內(nèi)部數(shù)據(jù)模型進(jìn)行業(yè)務(wù)分析，發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)生產(chǎn)過程中的規(guī)律和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，從而對業(yè)務(wù)進(jìn)行改善和拓展，幫助企業(yè)實現(xiàn)降本增效的最終目的。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是工業(yè)要素的互聯(lián)，企業(yè)可以借助傳感器、圖像識別技術(shù)、工業(yè)條碼、FRID等技術(shù)，實現(xiàn)工業(yè)要素之間的互聯(lián)。大連亞明目前已經(jīng)實現(xiàn)了第一階段——設(shè)備的互聯(lián)，下一步我們將進(jìn)行數(shù)字孿生工廠的建設(shè)，通過現(xiàn)有的技術(shù)，實現(xiàn)物理工廠和虛擬工廠的孿生建設(shè)，提高現(xiàn)場的生產(chǎn)管控能力和柔性制造能力，進(jìn)一步加強對設(shè)備的管控能力、設(shè)備柔性制造的能力和設(shè)備遠(yuǎn)程運維的能力，這是我們下一步的重點建設(shè)方向。
