自2019年中國5G正式商用以來，5G網絡的建設及其在各行業的商業應用得到迅速推進。尤其在工業制造領域，5G技術的落地被視為產業升級、智改數轉的關鍵。
近日，《每日經濟新聞》記者實地探訪了全國首家獲得五星5G工廠認證的中興通訊南京智能濱江5G工廠（以下簡稱濱江工廠），深入了解5G技術如何在制造業領域落地。
“用5G制造5G”，這句話不僅是園區內隨處可見的標語，更是貫穿了這座位于長江之畔的智能化工廠的整個發展歷程。2019年，這座總投資超過200億元、年產值逾500億元的工廠開始投產，專注于5G基站、服務器、汽車電子等產品的生產。
中興通訊副總裁、產業數字化方案部總經理陸平在接受《每日經濟新聞》記者專訪時表示，濱江工廠發展至今，共經歷了三個階段，在前兩個階段——數字濱江和5G濱江建設期，基于5G工業現場網+數字星云，將5G技術應用于生產環節，實現了24類、120余項5G應用。目前正處于智能濱江的建設階段，將利用5G-A、大模型等人工智能的能力，實現生產質量、能效的極致目標。
五星5G工廠有何特別之處？
《每日經濟新聞》記者走進工廠內部，便能夠感受到這座工廠的高度智能和高效協同。在這里，大量的工作由機器完成，整座工廠的設計猶如一個巨大的仿生體，有靈巧的雙手、靈活的雙腳、敏銳的雙眼、聰明的大腦和遍布全工廠的神經網絡。
廠內，隨處可見5G協作機器人在安靜作業，如同人類雙手一般精巧的機械臂24小時無間斷地運行，走訪生產線時，記者幾乎看不到工人，AGV（自動導引車）就像是人的雙腳，穿梭于工廠之間，這樣端到端的智能物流系統助力柔性生產，提高了物流周轉率。
在生產線上，機器視覺代替人眼進行質檢，基于AI算法能夠快速檢測產品質量，可以將漏檢率降低至0。而以5G為代表的工業現場網絡，連接了工廠內的全部關鍵設備，如同人的神經網絡，打通了工廠的各個生產環節。智能運營中心就像大腦，負責工廠的智能化調度，例如為排產設計最優路線，確保工廠有條不紊的高效運行。
據陸平介紹，在5G技術的牽引帶動下，濱江工廠的自動化效率、工藝優化水平、精益生產規模顯著提升，工廠總產值增長了41%，人均產值提升了81%，交貨周期從20天縮短至14天，碳排放量降低了29%，單臺產品能耗降低了19%。工廠的年產值已經超過500億元。
這樣一座高度智能化的工廠，涉及5G、AI、XR、機器視覺等的多種技術交叉融合，建設起來并不容易。對于普通工廠來說，通常是懂制造卻不懂5G，在實現高度智能、柔性化生產上存在挑戰。懂5G的公司，也面臨將技術深度融合至生產的難題。目前全國已有近3000個5G工廠投入建設，通過五星5G工廠認證的僅濱江工廠一家。
推動廠區現場網絡化、智能化
5G技術提供了高速率、低時延、廣連接的網絡服務，這些特性使得工業設備能夠實現實時數據交換，提高了生產效率和靈活性。而作為基礎設施的5G網絡需要能夠確保數據的穩定。
據陸平介紹，以5G基站工廠為例，2萬平方米的廠區，采用24個Qcell小站實現全方位無死角的5G網絡覆蓋，并且采用中興通訊獨創的SuperMIMO技術，讓5G網絡從單車道變為八車道，網速大幅提升。
陸平向《每日經濟新聞》記者介紹，全方位的網絡覆蓋和5G聯網率，給廠區業務開展帶來三點好處，第一，廠區內隨時隨地都可以提供穩定的5G網絡，為業務部署提供堅實的保障。第二，產線柔性大幅增加，新增業務或者產線調整，不需要重新布線，降低了改造成本，實現換線周期從60分鐘下降到3分鐘。第三，“人機料法環測”生產全要素的聯網，為數據要素流通、工廠智能大腦應用實踐提供了堅實基礎。
5G在賦能制造的過程中也面臨諸多挑戰，陸平向《每日經濟新聞》記者表示，最大的難題是5G網絡如何與生產場景相結合。
陸平舉例稱，第一個是5G網絡通信與工業控制節拍的匹配性問題。傳統的PLC（可編程邏輯控制器）與現場硬件強耦合，不利于跨工序的協同以及與AI等新技術的融合，需要進行云化改造。
所謂的傳統PLC，主要基于工業以太網、現場總線等有線網絡技術，云化PLC則代替了有線網絡，俗稱“剪辮子”，使得工業現場更加容易部署，在不同的生產任務需求下，產線能夠靈活調整。具有移動部署、靈活作業的設備則更有利于柔性化生產。
陸平介紹，云化PLC與現場設備之間通信需要嚴格的確定性網絡保障，中興通訊實現了5G雙向時延小于10毫秒，抖動在1毫秒以內，保障99.999%的確定性網絡能力，匹配了云化PLC場景的控制節拍需求，也促進了PLC產業的國產化進程。
另一個難題是目前工廠還存在一些復雜操作的自動化斷點。中興通訊研發了自動插拔網線和光模塊的具身智能機器人，通過六維力傳感器和雙目相機精準感知環境，通過AI來控制精細操作，構建了全無人化的自動測試線。據了解，目前具身智能機器人打通了十多個自動化業務斷點。
“現在我們還在進一步探索通過星云工業大模型構建多個機器人協作的AI大腦，能夠精準理解用戶意圖，自動規劃任務，高效協同地完成高度復雜的作業。”陸平說。
構建從云到端協同算力架構
在搭建了全方位覆蓋的5G網絡基礎設施，從倉儲、物流到生產各個環節的關鍵應用上，如此龐大的生產協同體系，需要讓設備像人一樣學會協同作業。
在濱江工廠內，一個原材料立體庫就有足足17米高，總庫位超過1.9萬個托盤位和13萬個料箱位，里面存放的是這座工廠生產所需的所有原材料。完成分揀后它們被裝進“黑箱”，在這里入庫，再通過吊裝線被運輸進入車間，AGV會將這些原材料送到需要的產線與工位上，確保整個工廠材料的上料與下料正常運行。
據陸平介紹，濱江工廠基于“5G工業現場網+數字星云”的整體架構，實現了貫穿生產全流程的業務創新，覆蓋工業和信息化部下發的20大5G+工業互聯網應用。將5G引入邊緣計算后，能夠構建“云—邊—端”的協同算力架構，滿足“工廠級”“車間級”“產線級”不同場景的算力需求；數字星云平臺匯聚現場生產數據，對數據進行治理，通過AI大模型對數據進行分析，同時提供業務開發工具和基礎能力，實現各類創新應用的快速開發。
以5G云化AGV為例，基于AI的AGV調度平臺部署在邊緣側，實現路徑規劃和智能調度；向上與云端的MES系統、iWMS系統進行通信，實現廠區物流與生產系統、倉儲系統的無縫融合；向下通過全覆蓋的5G網絡與AGV通信，實現廠區物流的無人化。目前云化AGV讓廠區物流效率提升80%。
“我們還在積極實踐大模型相關的智能化應用，例如智能排產幫助排產周期下降80%；工藝文件智能生成助力工藝文件生成效率提升10倍；采用視覺大模型做AOI（自動光學辨識系統）智能質檢，過檢率下降61%。”陸平向《每日經濟新聞》記者如是介紹道。
濱江工廠的成功實踐不僅在中興通訊的其他制造基地廣泛應用，也在工業制造、水泥化工、礦山、冶鋼、城軌、港口等15個行業領域成功落地，并幫助中國商飛、長安汽車、貴州茅臺、武鋼集團等多個行業頭部企業落地項目。
“5G帶來了無處不在的連接，讓生產數據快速流通，讓生產全流程的信息流和實物流高效智能流轉。5G工廠帶來的不僅僅是提質降本增效，更重要的是生產方式的革新，是新質生產力的典型代表，為新型工業化發展奠定了堅實的基礎。”陸平如是向《每日經濟新聞》記者表示。