唯快不破丨5G全連接讓這座工廠上演“大象奔跑”

2021.10.08

9月27日，世界經(jīng)濟(jì)論壇（WEF）正式發(fā)布新一期全球制造業(yè)領(lǐng)域“燈塔工廠”名單，三一重工北京樁機(jī)工廠成功入選，成為全球重工行業(yè)首家獲認(rèn)證的“燈塔工廠”。

兩年前的三一樁機(jī)工廠，還是傳統(tǒng)制造工廠的樣子：4萬平方米的廠房內(nèi)，充斥著機(jī)器的轟鳴聲，800多個(gè)工人爬上爬下，油污滿身，月產(chǎn)能僅150臺(tái)，生產(chǎn)周期長達(dá)30天。

走進(jìn)今天的三一樁機(jī)燈塔工廠，上百臺(tái)機(jī)器人干得熱火朝天，生產(chǎn)節(jié)拍加快了不止4倍，7天就能交付一臺(tái)旋挖鉆機(jī)，月產(chǎn)能更是翻了一番達(dá)到300臺(tái)，現(xiàn)代化、無人化、自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化，正是大家心中“燈塔工廠”的模樣。

圖丨三一樁機(jī)燈塔工廠內(nèi)部

三一樁機(jī)燈塔工廠4倍速生產(chǎn)變革之上，正是一張看不見的5G大網(wǎng)，在讓這座龐大的重型裝備制造工廠，展現(xiàn)出大象奔跑的速度和力量。

5G，打通“大象的任督二脈”

2018年3月13日，三一重工董事長梁穩(wěn)根先生在十三屆全國人大會(huì)上表示，“三一的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，要么翻身，要么翻船！”

而彼時(shí)的三一樁機(jī)工廠，面對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，就如同大象般龐大且笨重，困難重重。

作為重型裝備，樁工機(jī)械的生產(chǎn)模式屬于典型的離散制造，各零部件加工過程相互獨(dú)立，互不配合，生產(chǎn)線之間無法銜接。同時(shí)，工廠生產(chǎn)設(shè)備繁多，內(nèi)網(wǎng)主要使用Wifi、老舊五類線、光纖，布線復(fù)雜，往往牽一發(fā)而動(dòng)全身，部署和調(diào)整周期長，成本高。

設(shè)備、生產(chǎn)等各類信息的互通互聯(lián)，成為了這頭傳統(tǒng)制造大象的“任督二脈”。

圖丨三一樁機(jī)燈塔工廠內(nèi)部

5G時(shí)代的到來，讓三一樁機(jī)工廠找到了突破口。2019年，三一樁機(jī)工廠改造項(xiàng)目啟動(dòng)，全面引入5G技術(shù)，探索5G技術(shù)與工業(yè)領(lǐng)域的深度融合。

通過部署上行容量在1Gpbs/萬平米以上、單終端達(dá)到300Mbps以上、時(shí)延在20ms左右的5G虛擬專網(wǎng)，三一樁機(jī)工廠將8個(gè)柔性工作中心、16條智能化產(chǎn)線、375臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備、上千臺(tái)水電油氣儀表實(shí)現(xiàn)全連接，讓整個(gè)工業(yè)制造全流程高效互聯(lián)互通。

三一樁機(jī)工廠以5G連接為神經(jīng)，就像打通“任督二脈”一般，把肌肉、骨骼、大腦協(xié)調(diào)起來一樣，組成了智能制造的有機(jī)整體。

5G全連接，驅(qū)動(dòng)“大象快跑”

打通任督二脈的“大象”，已經(jīng)具備了在數(shù)字化轉(zhuǎn)型路上奔跑的基本條件，如何跑起來是三一樁機(jī)工廠的關(guān)鍵。

依托5G技術(shù)大帶寬、廣連接、低時(shí)延、高可靠等特性，很多受限于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、速度慢、時(shí)延高等而無法實(shí)現(xiàn)的功能，在三一樁機(jī)工廠一一落地。

應(yīng)用1：5G+設(shè)備互聯(lián)提升設(shè)備作業(yè)效率

圖丨可視化大屏

基于設(shè)備互聯(lián)及5G攝像頭3600多個(gè)采集點(diǎn)收集的工業(yè)大數(shù)據(jù)，樹根互聯(lián)打造的“根云平臺(tái)”在后臺(tái)日夜計(jì)算，三一樁機(jī)燈塔工廠中375臺(tái)設(shè)備哪一臺(tái)處于瓶頸、哪一臺(tái)效率低下、哪一臺(tái)暫時(shí)冗余，一舉一動(dòng)盡在掌握。

更進(jìn)一步的，是通過采取減少輔助作業(yè)時(shí)間、優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍及工藝參數(shù)、提升設(shè)備負(fù)載率等措施，成功將樁機(jī)設(shè)備作業(yè)率從66.3%提升到86.7%。

應(yīng)用2：5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無人化作業(yè)

圖丨無人化作業(yè)

基于5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，三一樁機(jī)燈塔工廠也實(shí)現(xiàn)了無人化作業(yè)。以樁機(jī)下料區(qū)切割機(jī)為例，改造前，工廠中5臺(tái)等離子切割機(jī)需要5名人員現(xiàn)場操作，不僅作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境差，而且人身安全存在風(fēng)險(xiǎn)。

通過5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建立管理駕駛艙后，8臺(tái)激光切割機(jī)只需2人巡檢，而且現(xiàn)場情況通過5G視頻和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳，加工任務(wù)的開始、復(fù)位、尋邊操作均可遠(yuǎn)程無人化操作，遠(yuǎn)程控制延時(shí)低于10ms，實(shí)現(xiàn)切割下料安全、高效的無人化作業(yè)。

應(yīng)用3：首創(chuàng)5G重載AGV雙車聯(lián)動(dòng)

圖丨基于5G的雙AGV聯(lián)動(dòng)

更值得一提的是，三一樁機(jī)燈塔工廠還首創(chuàng)基于5G技術(shù)的重載雙車聯(lián)動(dòng)AGV，解決鉆桿運(yùn)輸問題。

鉆桿是樁機(jī)的核心工作部件，單節(jié)桿長度27米，重8.0噸，在以往的生產(chǎn)中，都采用“叉車”“行車”進(jìn)行工序間的轉(zhuǎn)運(yùn)，效率低、安全隱患大，如何實(shí)現(xiàn)這一過程的自動(dòng)化，是三一樁機(jī)燈塔工廠改造過程中最大的技術(shù)難點(diǎn)之一。

圖丨超長超重的鉆桿

若使用一臺(tái)AGV運(yùn)輸鉆桿，則需要一臺(tái)超大型AGV，不僅對(duì)路線要求高而且成本也很高，且使用率低。而使用兩臺(tái)AGV聯(lián)動(dòng)，又受限于WIFI信號(hào)不可靠，兩臺(tái)設(shè)備之間通訊有時(shí)延，無法同步運(yùn)行。

5G解決了這一難題，三一樁機(jī)燈塔工廠行業(yè)首創(chuàng)采用5G精準(zhǔn)授時(shí)、激光slam定位、舵輪雙車聯(lián)動(dòng)重載AGV，實(shí)現(xiàn)雙車同步舉升、同步行走，時(shí)間精度10ms，定位精度10mm，成功實(shí)現(xiàn)超長超重物料的雙車協(xié)同搬運(yùn)，使得鉆桿焊接生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間縮短50%，既高效又安全。

除此之外，在生產(chǎn)制造、視覺管理、智慧物流、設(shè)備互聯(lián)、智慧園區(qū)、智能研發(fā)、能源管理、智慧營銷與服務(wù)等8大類共計(jì)30余個(gè)細(xì)分場景中，更多5G應(yīng)用正在落地，并逐步在三一集團(tuán)內(nèi)進(jìn)行推廣復(fù)制。

圖丨無處不在的5G應(yīng)用

當(dāng)前，三一集團(tuán)30家工廠均已接入設(shè)備互聯(lián)進(jìn)行管理，并成功將設(shè)備總數(shù)由12000臺(tái)優(yōu)化降低至7782臺(tái)，產(chǎn)值反由752億元增加至1368億元，真正實(shí)現(xiàn)“大象奔跑”。

未來，三一樁機(jī)燈塔工廠的諸多5G智能應(yīng)用還將實(shí)現(xiàn)能力外溢，對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈伙伴、行業(yè)、乃至整個(gè)“中國智造”賦能，共同成長，切實(shí)發(fā)揮世界級(jí)“燈塔工廠”的領(lǐng)航作用。