长城精工自动化技术有限公司5G-A工业互联网实验室内的工业机器人。 保定日报记者 罗大庆 摄
有一种技术,能让机器“变”人。
5G的应用就是这样的,不仅让机械不打折扣地听令,而且成为更敏感回应的钢铁执行者。
眼前有一个实验室,位于市区莲池南大街,在国内率先应用5G-A通信技术,对汽车产线进行工艺流程再造,已让所有“连”起来的设备执行指令更快,变得更“听话”。至今,这条线的试制成效已得到知名专业机构验证,待装备到整车企业中会助力汽车制造更加快产、稳产和提质、降本。这让保定造车的数智转型新添一项“中国唯一”。
7月7日上午,当记者走进这家实验室时,紧张工作的科技人员正通过技术集成,让西门子、博世、发那科、ABB……这些世界顶级品牌的机械快速运转、有序蠕动,采集分析着一项项运行数据。
此前,这些机器也是应用自动化技术“连”在一起的。不过,在机器相连中,在主控与终端之间的信息传输有一根根硬线。这里的科技工作者所做的,就是将硬线去掉,改用无线控制。为什么这么做呢?
这个实验室是保定市长城精工自动化技术有限公司的一个试制平台。公司精工自动化5G业务负责人袁占江说,随着机器反复翻转移动,长期拽拉会造成硬线磨损,从而带来网络故障,致使生产中断,修复中费时间。无线控制可帮助企业生产减少停机,提高生产效率,降低维护成本。
试制线旁的屏幕上,显示着有线和无线控制的运行比对情况。其中,列出的有线控制带来的停机、维护保养设备、工具切换,每年每项分别会有6亿元、0.8亿元、1亿元的损失,影响汽车订单交付总计超过8亿元。不仅如此,应用无线控制还提升柔性化生产水平,可让生产线承载更多新车型,提高企业新车投放市场的速度。
一般而言,一家整车生产企业有冲压、焊接、涂装、总装4类生产线。这个实验室内是试制的一条焊接线,名为“5G超可靠低时延汽车柔性产线”。袁占江说,此条线已在2023年6月工信部、江苏省主办的工业互联网大会开幕式上,由长城精工自动化公司与中国联合网络通信集团有限公司、中国信息通信研究院、华为技术有限公司、上海勃傲自动化系统有限公司共同发布。
现场看到,这条试制线以长城精工自动化的生产车间为试验室,建有720平方米的柔性化、智能化工业控制示范区。袁占江说,此前国内5G技术主要应用到手机上,长城精工联合科研院所和科技公司,应用到工业制造领域的产线级操作技术层面,还是首开先河。
5G通信技术是工业智能化升级的关键环节之一,2019年国内正式商用;5G-A是5G的演进版,介于5G至6G技术的中间层级。袁占江说,这条焊接试制线5G-A应用分四个阶段实施,2021年8月正式启动;到2022年7月基于华为测试中端,完成了第一阶段验证;2023年8月将测试中端转成高端芯片,完成了第二阶段验证。 按计划,2023年底试制线用到整车车门的焊接生产线上,到2024年可整体应用于各种智能化工厂。
试制现场,在长和宽22.5米、15.5米范围内的车间区域建立了局域专网,翻转的机械臂上和厂房其他位置安装着智能模块。袁占江说,这个无线控制系统可适用于包括汽车制造核心生产环节在内,所有工业领域90%以上的生产场景,成为行业转型发展的创新样板。
一项新技术表达,绕不开专业术语。2022年12月,中国信息通信研究院组织对这条5G-A URLLC测试床进行了验收。专家认定,这是首次在工控核心领域打通5G-A在工业生产操作层面的控制,在此技术领域已达到“极低时延4毫秒、高可靠性99.999%的性能指标,成为国内首个5G-A柔性应用试点。袁占江解释,极低时延4毫秒是指发出指令到达设备端时间,而目前商用5G的时延仅能实现20毫秒、稳定性达到99.99%。可见,这是一项在前探路的新技术。
设备旁,有多位华为科技人员在场。袁占江说,与多家单位合作将这项5G主控技术落地实际操作层面,会有力支撑汽车制造厂自动化产线建设,助力整车企业的设备升级。为此,实施此项工艺创新,仅长城精工自动化公司已投入试制费用超过0.5亿元。
“换线”实非易事,也意义非凡。“现在,国内多家整车企业也对此试点充满期待,等待技术成熟后应用到自己的生产线上。”在场的实验室管理人员黄晓笠如是说。