编者按
位于珠三角腹地的广东佛山四季如春，这座有着深厚产业基础的制造业城市，正在积极进行产业转型升级。在世界500强企业美的集团，5G智能制造应用之花悄然绽放。以比特驱动瓦特，依托中国电信5G网络建设智慧工厂，“5G 工业互联网”的新技术图景正在这里显现雏形。
让“烟囱”能互通
美的是全球领先的消费电器与机器人集团，拥有以库卡、安川机器人为核心的工业自动化系统，是智能制造的先行者。然而面对新时代、新发展，美的也有自己的痛点。作为消费电器行业的龙头企业，美的集团的产品迭代更新非常快，每次产品迭代更新都涉及生产线的技改或重组。当前美的生产线主要用有线、WiFi等技术连接起来，这是一种烟囱式的网络结构，跨厂商系统间缺乏互通性，协议制式不统一，部署难度大，运维成本高，频率易被干扰，难以适应产品快速迭代的需求。
在这样的背景下，美的集团盯上了5G。5G网络3GPP的标准统一，能够降低各个厂家之间的对接难度，拥有大带宽、低时延、高可靠、多连接等特性，非常适合美的柔性生产、智能制造的需求。
说改就改。美的找到了中国电信和华为公司，三方建立5G智能制造联合创新中心，合作制定5G智慧工厂整体解决方案。这个方案并不仅仅是单个5G应用改造，而是旨在从整体上解决问题。通过中国电信的5GSA网络架构，美的集团工厂内将实现园区、生产线、实验室的全覆盖，4K摄像头、AGV（自动导引运输车）、库卡机器人、MES（生产过程执行管理系统）数据采集、AR（增强现实）工业辅助、智慧看板等应用全部连接起来，以MEC（移动边缘计算）为核心，打通美的云，从而将生产、仓储、在途管理、柔性生产和智能物流串联，最终建成全流程互联互通、透明可视的“5G 工业互联网”平台。
让工厂更智慧
走进美的智慧工厂，不同型号的机器人在自动化生产线、立体仓库环节各司其职，领先的智能网关技术打通了工业互联网各个环节，让不同年代、型号的设备实现无缝连接……
据美的集团首席架构师王文华介绍，在中国电信和华为的支撑下，美的已经在7个厂区试点“5G 智慧工厂网络”。5G智慧工厂整体解决方案项目开展以来，中国电信在美的微清事业部部署了3个5GSA基站用于覆盖厂区，并在两个厂房和美的全球创新中心部署5G室内分布系统，室内覆盖面积超过4万平方米。针对工业控制、数据采集和信息交互类场景，利用部署在厂区的MEC进行切片管理。
以工厂目前已经实现的场景为例：在智能安防方面，园区实现了高清视频监控，监控无死角，4K高清画面回传；在智慧看板方面，利用5G实时获取流水线的生产数据；在MES扫码方面，实现了产品溯源信息的采集，扫码成功率达99.999%。这些应用场景通过5G连线后，都摆脱了对有线的束缚，部署简单，节省了技术改造时间，所有生产设备可以随时随地接入网络，并满足了车间内特有的场景需求。
随着工业自动化的发展，各大工厂越来越喜欢使用高自动化智能设备。能够进行物料转运搬运工作的AGV小车，可随时随地装卸货物，代替工人进行枯燥、高强度、危险的搬运工作，提高自动化水平和工作效率。美的工厂的AGV车辆原先使用WiFi联网，掉线率高。使用5G连接后，AGV运行的稳定性大大提高，满足了交互式需求，可以将物料及时送到生产线上。同时，通过MEC边缘计算，可实现基于视觉导航的云化AGV，解决当前磁条、扫码AGV易受干扰和阻挡的问题。美的集团表示，今后还将把5G网络下的AGV应用从工厂拓展到整个工业园区和港口码头。
2017年，美的集团收购了全球领先的机器人及自动化生产设备和解决方案的供应商库卡公司，布局工业机器人市场。生产线上的库卡机器人对传输时延和稳定性的要求都很高。部署了5G网络后，库卡机器人在接收信息和任务指令等方面更加高效迅速，具有更好的抗干扰性。操作人员可以远程为机械臂安排工作任务，从而实现生产控制；或者在采集流水线上，随时让机械臂抽取样品以检测质量。在现有的5G标准和终端条件下，美的与中国电信、华为成立的5G智能制造联合创新中心，正在探索将库卡云和MEC结合，从而实现库卡机器人的灵活部署和5G实时控制。
基于AR的工业辅助场景对带宽和时延都有一定要求。5G网络部署到位后，可以实时传输工业相机或AR摄像头视频，避免WiFi和布线带来的运维困扰，同时利用MEC视频AI处理，虚实结合，指导一线人员装配操作和质检。
“通过5G采集数据，不仅可以快速找到最优参数，还能根据采集的数据进行故障诊断。”美的集团工业互联网相关负责人介绍。在5G技术的助力下，因保养、备件更换不及时带来的设备停机损失将减少90%。
让典范能复制
智能制造已经成为全球化课题和国家级战略。据美的5G智能制造联合创新中心提供的数据，目前国内规模以上工业企业中，有80%的工业设备尚未联网，20%的联网设备通信协议不统一，工业互联互通困难。美的5G智慧工厂项目的实践证明，5G融入工业互联网将使应用场景进一步拓展：一是可以利用5G大量获取工厂生产实时运行数据，通过大数据和人工智能，提升产品质量、降低成本、节能减排、优化决策；二是在柔性化生产上，5G将使生产线高度灵活化，实现更加灵活、互联、协同的生产；三是在人机协作方面，也有望实现复杂视觉、触觉的同步信息传输。
美的5G智慧工厂项目入选广东省第一批“5G 工业互联网”应用示范园区，并中标工信部2019年工业互联网创新发展工程项目，不仅是粤港澳大湾区5G智能制造的合作典范，也是工业互联网创新的国家名片。2019年9月，中国电信联合美的集团、华为公司发布《5G 智能工厂网络及应用白皮书》，对5G智能制造规模化复制与推广有借鉴意义。
佛山电信党委书记、总经理胡平告诉记者：“未来，示范园区要打造智慧工业园区系统解决体系，实现车间内设备、物料和制成品的无线物联，实现计算本地化，进而实现智能制造、柔性生产。”接下来，中国电信将进一步梳理和优化工业园区等场景应用，以美的工业互联网应用示范园区为标杆，推动5G在工业领域实现更广泛应用，助力企业提升效率。
5G为制造业带来巨大变革，为制造企业的转型升级注入了更多活力，提供了绝佳机遇。美的5G智慧工厂，打造出可复制、可推广的5G智能制造应用模式，以比特驱动瓦特，创造新的工业价值。
记者 晓雅 向晟华 通讯员 王永吉
编辑：曹倩 李文博
监制：郭川
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