占地 360 亩的洗衣机生产园区内,每日进出货车数量超千辆,在职员工 8000 多人,开动数十条产线,每日生产的 4 万台洗衣机成品运往世界各地——
这是美的集团无锡小天鹅电器有限公司(以下简称 " 无锡小天鹅 "),成立于 1958 年,研发了中国第一台洗衣机,作为全球三大洗衣机制造企业之一,拥有研发团队超千人,要实现数字化、智能化转型,是开启万物数联时代的新挑战。
△无锡小天鹅开启生产园区的智慧化升级之路。
如今,无锡小天鹅联手中国电信江苏公司(以下简称 " 江苏电信 ")交出答卷——电信 5G+" 全连接 " 赋能,结合十大应用场景,以高速网络、实时数据、边缘计算、人工智能等技术为支撑,再造云上数字孪生工厂,迸发产业升级的新动力。作为江苏电信与无锡小天鹅、华为共同打造的 5G+ 工业互联网项目,获得第四届绽放杯江苏区三等奖。
△依托电信 5G+" 全连接 ",小天鹅打造 5G 智慧工厂。
5G 赋能,云上再造一个数字工厂
在无锡小天鹅,安防物流井井有条。员工可刷脸进出厂,园区道路上走路看手机会被抓拍大屏警告。大货车提前预约进厂,按照指定停车位停放,定位精度高,即使 200-300 车次 / 小时的峰值,工厂内部道路依然通畅。工厂能耗数据实时记录,园区空气、温度、粉尘、噪音等有监测数据实时反馈。对已销售产品,如各个高校的 U 净洗衣机,大数据中心实时滚动着订单数。波轮或滚筒洗衣机的开机情况、洗涤耗水耗电等情况都有明确的数据记录。
△江苏电信为无锡小天鹅打造 5G+ 全连接的数字工厂。
这是在无锡小天鹅 " 洗衣机数据运营中心 ",分别用三块大屏清晰展示了 5G+ 工业互联网项目的实时运营数据,最具想象空间的,是正在建设中的基于 5G+ 全连接的数字工厂。
数字工厂,与实体工厂互为镜像,成为制造业实现产业升级的新蓝海——用终端精准扫描收集实体工厂的海量数据,将频繁活动的实体映射进虚拟空间,再现实时更新的 " 动态 " 工厂。
" 我们的规划是打造完整的智能制造工厂。" 无锡小天鹅电器有限公司数字化运营部部长于家和表示,通过数字孪生技术,直观呈现了数字工厂中的生产、能源、物流、安防等重要数据," 通过数字孪生技术,把园区做到一眼看全、一眼看穿、一眼看透。"
△依托 5G 完成海量实时数据传输,数字孪生技术让管理者一眼掌控全局。
数字工厂中,一块重要拼图是数字孪生(数字映像)技术,即在创建数字世界中的 " 完整分身 " 上,通过模拟、验证、预测、控制物理实体全生命周期过程,实现对实体工厂的了解、分析和提升。
江苏电信与无锡小天鹅做的正是这样的开创性项目,这一项目从 2019 年正式规划,随着近两年电信 5G 建设日趋成熟——基于 5G、全连接、万物互联、人工智能等新技术,无锡小天鹅全面开展智能工厂建设,深化场景建设,落地产业应用,以点带面,打造 5G+ 全连接赋能下的数字孪生工厂,为白色家电制造行业的升级赋予新动力。
十大应用,多项独创技术助推数字升级
为了实现数字工厂的建设目标,江苏电信依托 5G 核心网下沉构建专属的无锡小天鹅 5G 企业专网,在小天鹅园生产区部署独立 5G 专线,保证数据不出园区,与此同时通过 5G 专线连接外地供应商和经销商,确保渠道数据安全,实时高速回传。
目前江苏电信在无锡小天鹅生产园区已经建设 4 个 5G 专用基站,通过工业级 CPE、F-5G 终端、5G 双链路保护,链接超 20 台 AGV 运输设备、300+ 定位终端、300+ 产线数采模块、68 台机器人、100+ 能耗采集终端等。
基于此,围绕总装、钣金、注塑、电子、物流、仓储等家电制造流程,实现了十大 5G 应用场景,包括 5G+ 数字孪生园区、5G+UWB+ 北斗融合定位、5G+COLMO 高端全柔性产线、5G Inside 智能洗衣机、5G+ 智慧叉车等。
△围绕无锡小天鹅制造流程,江苏电信打造十大 5G 应用场景。
货车预约进厂指定位置停放,这是 5G+ 数字孪生园区应用后的物流流程梳理体现场景之一。
在无锡小天鹅生产园区内,主干道的路灯上、一些重要路口及园区道路分支都安排了 5G 工业级 CPE,由点到面,标注在天翼云端,搭建起 5G+ 数字孪生园区虚拟的坐标系。
△ 5G 工业级 CPE 与定位技术结合,为数字孪生工厂提供精准数据。
" 将 5G+UWB+ 北斗进行融合定位,实际定位精度可达 10 厘米,这是电信独创应用之一 , 是行业首例车载北斗 +UWB 室内外融合定位应用。" 中国电信无锡分公司工业互联网行业总监董晨表示,基于精准定位的实时数据采集,对于数字孪生工厂来说是非常重要的数据来源,在企业安防和物流管理方面发挥强大的作用。
在 5G+COLMO 高端全柔性产线上,机械臂全自动化生产,要求精度高、时延低,以往如果要调整机械臂生产方式,需要通过平板,一台一台更换程序。" 现在只需通过 5G 网络,云端连接,在办公室远程下发指令,即可实现数百台机械臂同步更换生产程序,大幅提高了生产效率。" 董晨说。
△通过 5G 网络可以为数百台机械臂实时同步更换生产程序。
5G Inside 智能洗衣机,即在出售的洗衣机内置 5G NB-IoT 芯片,可以通过 5G 公网接入。可以清晰了解洗衣机工作状态、能耗变化等。
5G+ 智慧叉车应用中,带有人脸识别,仅有专业驾驶员能在授权时间内进行工作,驾驶员驾驶行为 AI 视觉分析,发现违规驾驶行为及时告警。此外,还以红色光圈环绕叉车,红圈外是安全区,声光同步提醒来往人员车辆不能靠近。如果靠近,自动降低车速,确保作业安全。
△ 5G+ 智慧叉车的应用提高园区安全生产效率。
值得一提的是,通过十大 5G+ 应用场景,江苏电信帮助无锡小天鹅等生产企业建立了 C2M 全柔性产线,即订单驱动生产,这对于制造企业良性发展大有裨益。" 以往的储备式生产是链条式的单线流程,现在则围绕客户订单同步运作,从下单到交付只需十天,交付缩短了一倍,人员效率提升了 25%。" 于家和表示。
在数字工厂最关键的融合定位数据采集上,通过 5G+UWB 新应用,江苏电信实现厘米级高精度融合定位,获得了 2 项原创国家发明专利。
降本增效,灯塔效应带动千亿制造业
"5G 全连接产线,接入 5G 终端,车间节点少维护方便,产线调整周期降低 50%。精确测算显示,调整 14 条产线,原本需要 1120 小时,现在下降到 500 小时。" 董晨说,以往有线连接带来的痛点,如车间杂乱维护困难,产线不灵活,调整牵一发动全身等问题迎刃而解。
来自产线的一系列数据证实了 5G 赋能数字工厂的强大动力,预计项目可降低综合管理成本 3600 万元 / 年,可形成综合利润 3.6 亿元 / 年。具体来看——
成本降低:设备运维成本下降 150 万 / 年,叉车部分运维成本下降 48 万 / 年,物流车运维成本下降 72 万 / 年,柔性产线运维成本下降 30 万 / 年,柔性产线调整时间降低 50%,过去平均 4 小时降低为目前 1.2 小时。产线质检人员由 14 人下降至 4 人,年均人工成本降低 120 万。
效率提高:叉车工作效率提升 15%;物流车工作效率提升 20%;安防管理效率提升 50%;带动仓储物流效率提升 32%;质检节拍从人工检的 6 个 / 分钟提升到 11 个 / 分钟;单位产品能耗降低 13%。
据于家和介绍,至 2022 年下半年,这一项目将会实现生产车间的全智能化,数字孪生车间上云,实现人机匹配的智能化生产,即 " 人、机、料、法、环 " 全生产要素可视化。人和机器的匹配,原材料与物料零部件的准备,生产标准的适配,以及对生产环境影响。" 至 2025 年,数字孪生将会精准至每一位产线员工的映射,颗粒度会越来越细,越来越精准。产线效率提升 70%,现有员工减少 50%。"
△无锡小天鹅按照规划路径持续推进数字工厂建设进度。
值得关注的是,5G+ 数字孪生实践浪潮正在到来,2021 年 11 月 30 日,工信部连发三个规划,部署 " 十四五 " 期间的数字化工作,三个规划涉及的重点任务之一是数字孪生,包括技术发展与应用。
企业对于数字孪生的实践也在不断推进。根据埃森哲《技术展望 2021》高管调研,44% 的中国企业表示,他们正在进行数字孪生实验;同时,39% 的中国企业计划在今年扩展数字孪生的规模;88% 的中国高管期望未来三年内,所在企业会加大对智能数字孪生的投资。
显而易见,江苏电信与无锡小天鹅的 "5G+ ‘全连接’赋能白色家电制造行业数字孪生工厂新动力 " 走在了行业前列,共同提交了一份令人满意的答卷。
△电信 5G+" 全连接 " 赋能无锡小天鹅打造数字工厂。
在国内白色家电制造行业中,无锡小天鹅的项目有着明显的灯塔效应,项目应用已辐射至无锡地区其他企业,带动白色家电相关企业产生投资 1876 万。数字工厂的新蓝海,正待 5G 扬帆,天翼致远。
现代快报 + 记者 何玥颐 通讯员 黄卫平 董英飞
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