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5G﹢工业互联网,琢磨出“巨轮”  浙江兆丰机电探索打造“5G+柔性作业车间”

2020年1月6日 14:45 CCTIME飞象网 作 者:顾瑾

 

28岁的李新宇,是浙江兆丰机电股份有限公司(下称“兆丰机电”)的零部件质检员,曾经每天的工作是对流水线上的成品进行抽样检查,对抽样产品进行切片、镶嵌、预磨、抛光等一系列工序,凭借肉眼发现劣质品和生产线故障。由于工厂每天产出海量零部件,仅凭人力只能抽样检查。最近,他有了“神器”助力——车间引入了5G技术,质检能力产生了质的飞跃。借助5G技术,可以检查每个零部件,及时发现问题,再小的缺陷也逃不过5G这双“火眼金睛”。

  这,只是引入5G后兆丰机电迎来的改变之一。2019年4月,中国电信浙江公司和兆丰机电签署5G战略合作协议,共同打造“5G﹢柔性作业车间”,探索5G在工业信息化中的应用。仅仅半年时间,新技术带来的改变在兆丰机电的园区、车间中已经清晰可见。

5G助力解决智能制造痛点

  对于普通消费者来说,位于浙江杭州萧山区的兆丰机电名头似乎并不响亮,但这却是一家地地道道的“实力派”工业强企。该公司是商务部与发改委联合授牌的全国首批百家“汽车零部件出口基地企业”之一,是中国汽车轮毂轴承单元行业的龙头制造企业,拥有3000多种型号的产品,产品销量和出口额均居国内前列,产品远销美国、加拿大、德国、意大利、韩国等30多个国家和地区。

  兆丰机电在工业信息化方面始终是一个积极的践行者。多年来,该公司持续投巨资提升企业信息化能力,驱动产线升级,提高产品质量和生产效率。在轴承行业内率先通过机器换人、黑灯工厂,全面推进工厂智能化改造。

  但是,随着定制化生产需求越来越多,该公司生产线的灵活性受到了巨大的挑战。在个性化产品需求的驱动下,生产线的调整频率将大大提高。但在传统车间的固定场景中,传感信息与控制指令等的传递大多依赖于有线接入方式,当生产线需要调整时,线缆的重新布置将会耗费巨大的成本和时间。而移动场景如AGV(自动导引车),使用工业WiFi又面临着信号不稳定、带宽受限和可接入终端数量受限等问题,大大影响生产效率。

  针对兆丰机电这一痛点,中国电信浙江公司为其特别设计了解决方案——运用中国电信天翼云平台的快速部署、强大的云计算能力以及5G大带宽、低时延和广连接的特性,助力兆丰机电打造“5G﹢柔性作业车间”,打造5G工业数据采集、AGV云边协同、5G智能淬火、5G低时延机械臂、5G AR设计与培训等应用场景。

  兆丰机电董事长孔爱祥对于5G非常看好,他希望公司能充分利用5G通信带来的工业互联网和物联网的发展机遇,在现有数字化智能制造的基础上,充分发挥5G高带宽、低时延、高稳定、海量连接等特性,通过基于5G﹢AI的全域数据采集,探索建立全域感知、全局协同、全线智能的5G﹢智能制造工厂。

打造5G﹢智能制造工厂

  在兆丰机电的自动化车间,刚刚完成改装的无人运输车正来回穿梭,兆丰机电副总经理付海滨介绍,这些设备由5G系统控制,以前覆盖同样多设备需要上下楼层布置多个WiFi系统,如今,借助5G技术不仅实现一个系统全覆盖,响应速度也从秒级提升到毫秒级。记者注意到,生产线旁边有一个个不起眼的白色盒子,这就是中国电信部署的5G商业终端CPE,通过它控制机组,进而控制无人运输车,网络传输速率理论上达到1.5个G,比4G提升了5到10倍。

  部署了5G技术后,兆丰机电在多个领域实现了效能的显著提升,智能制造工厂雏形初现。

  工业数据采集数量、质量显著提升。兆丰机电车间里的大量设备原先依赖有线和WiFi,存在信号不稳定、接入数受限等问题,限制了生产线的柔性化改造。目前在兆丰车间实现5G网络全覆盖,实现最多同时接入百万I/O节点,车间机床设备的数据通过5G网络实时上传,连接的数量和质量都大大提升;通过MEC边缘计算实时处理,响应更及时。生产线的部署更为灵活,为车间柔性生产提供了有效支撑。付海滨说:“5G技术让我们更能实时地采集信息,采集的频次也更高,这样设备一旦有故障可以及时知道。”据估算,5G大规模运用到采集方面,设备故障率会有5%到10%的降低。

  AGV云边协同助力效能提升。大量AGV的运行,对无线网络的带宽、时延有着非常高的要求。通过云化部署和5G网络,降低AGV成本,实现AGV的灵活调度和控制。据测算,未来5G AGV全面部署后,兆丰车间整体搬运效能提升5%。

  5G淬火练就“火眼金睛”。兆丰机电生产轴承的淬火工艺,涉及电压、电流、冷却时间等20多个数据,但凡有一个数据出差错,就会出现不合格产品。如今,与淬火相关的20多个数据全部通过5G网络实时控制,同时部署了基于边缘计算的视觉分析模块,对淬火工艺进行智能分析,从事后检验改进为加工过程直接判定,不仅保证生产安全,同时提高轴承的良品率。目前,兆丰机电现实中的轴承生产甚至达到了实验室运算的理论状态,不再会出现迟一秒碎了、早一秒钻孔伸不进去的状况,轴承的废品率降低到500ppm(注:500ppm为百万分之五百)。

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  兆丰机电,这家轮毂巨头,借助5G的助力,正“琢磨”出更好的自己。它的实践,也为“5G﹢工业互联网”解决方案的落地增加了成功的案例,积累了宝贵的经验。据悉,下一步,中国电信浙江公司将继续探索,携手兆丰机电,在5G产业链成熟过程中分步部署云化AGV系统,同时也在大流量机器数据采集及分析、工业视觉识别上下料、高算力淬火工艺质量评估模型建设、AR/VR教育等典型5G场景中加速应用落地。兆丰机电对5G加持满怀信心,该公司计划到2021年在所有工厂中实现5G覆盖,并将先进技术进一步融入企业管理,促进企业更快更高效发展。

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