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联想5G工厂实践:量子线掘金“5G红利”

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文 穆岚

直线电机左右腾挪,配合机器视觉技术及智能电机的数据反馈,将一个个螺丝毫厘不差地打入钉孔内;机械手臂抓拿取放,轻松覆盖3个测试站的任务,完全无需人工的参与……

这是联想武汉基地内,联想自主开发的自动化量子线”产线现场。作为业界首条5G IoT自动化组装线,这条产线已于今年6月中旬投产。

“我们的一款新品上线,可以在4个小时内切换产线,准备完成。”一位量子线现场人员介绍,相较之下业内平均水平约需要8个小时,目前量子线自动化率达到了41%,相较之下传统组装线的自动化率仅15%至20%。“这还只是一期工程,二期我们进行模块化设计后,将根据工艺继续提升自动化水平至48%。”

颇具亮点的是,这条量子线基于5G+IoT的布局设计,整条产线的设备均通过传感器及5G技术,将底层数据采集并分发至整个后台系统,工作人员即便在后台远程也能即时知晓整个产线的运行状态。“有了大数据支持后,我们整个线体可以进行预防性管理,不用等设备出问题后便可进行调试。”该工作人员介绍。

量子线是联想5G工厂的起点,但联想对于5G工厂的探索不止于此。本月,联想合肥联宝工厂内,“水星线”和“哪吒线”正式开通并将实现5G局部应用。“5G是未来的一个发展方向。”联想武汉基地负责人齐岳指出,“对于企业而言,5G能够传输更大的数据量,我相信未来5G最大的应用是在商业上。”

  5G产线落地

在联想武汉基地,每秒便有一部手机或平板下线。每天,超过10万部手机从这里运往世界各地。

如今,它们可能会打上“5G产线”的标签。

全线覆盖5G网络,提供1Gbps/秒以上的空口下行;集成SIoT、3D仿真、Face ID等技术;采用模块化设计提升柔性制造能力…… 谈及联想武汉基地最新投入生产的5G产线,联想武汉产业基地园区管理总监、“量子线负责人”周迅语气里不无自豪。

作为业界首条5G IoT自动化组装线,这条包含手机组装、测试、检验产出工艺的生产线,确实是当前前沿技术的集大成者。而它首先应用于联想武汉基地三层的3C设备人工组装生产线上——这是消费电子传统生产中公认难以自动化的部分。

据介绍,量子线一共有18个工作站,包括15个组装站和3个测试站,其设计理念是将重复的简单作业及高精度作业交付设备完成,人机交互配合。而在导入量子线项目后,产线的自动化率一跃提升了2倍,达至41%,后期更将进一步提升至48%。

不单是武汉,在联想智能制造“铁三角”的另一端——联想合肥联宝工厂内,本月新开通的“水星线”与“哪吒线”,同样在进行着自己的5G化尝试。

与武汉基地类似,这个2019年全年出货量超过2600万台的PC工厂,每天面对着海量订单,需要高速反应及超强质量控制。

联想集团副总裁、联宝科技首席执行官柏鹏在两条产线的投产仪式中介绍,5G自动机器人、5G下载和5G生产无线化三大应用场景成为新无线工厂的效率倍增器。目前,“哪吒线”自动化率达到业界领先的90%以上,作为PC整机生产线,“水星线”自动化率超过50%,拥有61套自动化设备、23台机器人,能够有效保证产线可以24小时不间断生产。

不仅是产线自动化率的提升,5G技术支持下设备联网与互动,也为后续大数据、AI技术的应用带来了想象空间。在高速率、海量接入的5G技术支撑下,无论是生产线上员工操作细节,还是自动化产线上的传感器数据都可以实现本地收集、本地管理。此后,通过人工智能和大数据算法进行深度分析,进行质量检测、生产过程控制中的行为识别与轨迹追踪,从而优化产能、提高运作效率。

不过,最令人兴奋的,还是5G环境内设备“无线化”所形成的真正柔性化的生产线。“过去在做测试软件下载时,线边位置是固定的,但线边维护是随机的,因而有线方式易受限制,”柏鹏介绍道,“但有了5G技术后,由于传输速度加快,我们可以非常灵活地进行布置。”

“传统产线都是靠皮带线或桌椅传递线,比较死板,”围绕生产环节的柔性化,齐岳进一步解释道,“如今产线上工作站的设备都使用了可推拉的地轮,切换起来速度很快。”

“量子线首当其冲的特点就是高柔性,”周迅指出,“我们所有自动化模块涉及、尺寸、外形、外观都一模一样,相关工作站位自动化技术成熟后可以马上设计推入。同时,如果生产过程中某个站点出现问题也可马上抽取出来,由人工补进从而保证生产线正常运行,人机互换极为顺畅。”

此外,由于机台生产能力的多样性,量子线也适用于不同类型与形态的产品。这意味着,面对平均每隔4-6个月就会更新换代的手机市场,面对平均每月都要处理约1000多单30台以下的个性化定制产品,引入量子线的联想武汉基地将更加胸有成竹。

 5G智力内循环

“去年六七月时,量子线还是我们几个人脑海中一个概念性的东西,”齐岳回忆道,“如今在集团内部各部门的支持下,它终于成为了现实。”

确实,无论是量子线、水星线或是哪吒线,背后其实是联想整个集团的智力体现。早在去年,当量子线还仅是一个想法时,联想云网融合事业部已基于联想自有技术,部署完成了两条60米长,10米宽的5G技术网络监控系统。

如今,5G生产线更是联想众多业务部门的共同“结晶”。依托联想自有云网融合技术的5G专网优势,员工操作细节和自动化生产线上的传感器数据均可被实时连接。搭载联想智能设备业务所提供的自有硬件,每个工序都能够被实时记录并实现生产溯源。

与此同时,联想自有数据中心业务以及联想物联网及工业大数据业务,为海量的生产数据提供了稳定且可靠的存储服务。量子线上的AI技术,则来自于联想研究院的能力积累。“在量子线项目上,我们实现了联想集团智能化转型的自有技术内循环。”齐岳强调。

这也成为联想与市面上其它5G工厂最大的差别所在。近年来,目前我国基于5G的工业互联网应用成果及示范项目纷纷落地,5G工业互联网应用呈现加速跑的趋势,涉及家电、钢铁、通信产品制造等诸多细分领域。

例如,浙江移动与中兴通讯、浙江中控、新安化工携手打造了智能制造示范项目中,5G工业数据采集及控制系统成功上线;中兴通讯携手山东联通助力山东临工集团共同打造的5G远程遥控挖掘机操作项目成功展示等。

不过,目前看到的5G智能工厂化改造,大多是由运营商、设备商与传统制造企业的合作推出。相较于外部合作模式,联想5G工厂的自有技术内循环则有自己的特点。

据齐岳透露,量子线的建线成本总计1100万元,“由于产线是自主研发的,研发相关便少了许多费用,”齐岳表示,“包括组网也是内部云网融合事业部团队联合去做的,如果交给运营商来操作,仅建网预计就需要四五百万元。”

同时,这样的循环进一步提升了内部的协作性,而它正是国内大部分企业所匮乏的。根据埃森哲最新研究显示,超过九成(92%)的受访中国工业企业高管表示,各部门在推进数字化过程中缺乏有效合作,导致成本增加,有损营收增长,该比例高于全球平均水平(75%)。

相较之下,量子线的诞生过程打通了联想集团部门间的壁垒。齐岳介绍称,在完全自主的5G生产线研发过程中,研发端与业务层难免需要多方讨论,固化一些关键的设计节点及产品,这与传统情形下研发先行、工厂在后续组装阶段介入确定的流程有所不同,也意味着一旦配合不够默契,将提升相应的沟通成本及研发成本。

“好在倒推的过程中没有想象中那么难,大家毕竟都是同一个集团,只要把道理讲通了,大家还是一个团队,这也是联想文化一贯倡导的。”齐岳回忆道。

  对外打包复制

自有技术内部循环打通的优势,不仅在于成本、团队配合等方面。事实上,更具想象空间的是,在联想制造工厂“跑通”业务之后,集各团队之力形成的“5G经验”,有望整体打包输出,形成联想集团的一体化5G工厂生产线解决方案。

首当其冲的应用对象,或将是联想大手笔投资20亿元、正在深圳兴建的南方智能制造基地。“现在的武汉其实是作为试验田,落地量子线其实就是为了探索5G、Smart IoT等领域的应用。”周迅表示,“未来我们能够孕育出更多的应用及产线,也都会原封不动地复制过去,复制到南方智能制造基地去。”

除了将“试验田”成果在内部大规模复制之外,联想相关5G工厂解决方案也进一步可对外赋能。

事实上,业内对5G技术在制造业的落地应用也相当期待。中国工程院院士谭建荣指出,5G就像“信息高速公路”,速度快、效率高、延迟低是最大特点。“这样的优势和特点,使得5G能在工业领域‘大展拳脚’,最典型的是在工业互联网领域的应用。”

“5G是数字化转型的关键支撑,工业互联网是第四次工业革命的重要基石。工业互联网催生出更多数据,利用大数据工具和人工智能算法,可以改进各行各业效率和决策方式,加快各行各业智能化步伐。”联想集团董事长兼CEO杨元庆表示,“5G+工业互联网+智能化”作为有效抓手,对加快制造业高质量发展至关重要。

不过,在5G真正落地的过程中也存在诸多难点,首当其冲的是数字基础设施能力的不足。在实际应用中,企业数字化程度不均衡、工厂设备联网率有待提升等问题仍然比较突出。”杨元庆认为。

这意味着,传统制造业特别是中小企业的设备联网率低,针对高速率、广覆盖、大流量的工业无线网络技术标准尚不明确;各类工业数据无法整合,互联互通难。因此,制造企业内网改造在网络互联、数据互通、应用创新等方面依旧存在较大阻力。

“面对不同应用场景、不同业务对通信网络能力的差异化需求,需要寻找5G适当的实施模式,构建更多5G解决方案,以最大限度地提高运营商、用户企业的投资回报率。”杨元庆表示。

目前,联想通过自身的实践落地,正在向行业提供自己的智慧和能力。“我们正与许多相关企业进行合作,去年是DIBG(数据智能业务集团)创立第一年,营业额就达到了1亿元,”齐岳强调,联想已经从传统提供硬件的厂商,过渡到提供全面解决方案的企业。

以量子线为代表的5G工厂产线解决方案也将是其中之一。“这条生产线肩负着许多看不到的意义,”齐岳感慨道,“我们相当于提供了一个实验平台,产品形成后可对外交付解决方案。这1100万投下去,我们希望看到为联想带来更多的生意。”

2019年6月6日,工信部正式发出5G商用牌照,标志着中国正式进入5G商用元年。一年以来,高速率、大带宽、低延时的5G技术,开始逐渐进入工业领域,为工厂插上“翅膀”。数据显示,到2030年,亚太地区5G数字工厂市场价值将超过600亿美元。5G在商业用领域,尤其是数字工厂的应用空间发展空间广阔,将是未来智能制造进一步升级的趋势方向,联想通过自身技术内循环,走在了时代的浪潮之巅。

(作者:穆岚 )

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