唯快不破丨5G全连接让这座工厂上演“大象奔跑”
2021.10.08
9月27日，世界经济论坛（WEF）正式发布新一期全球制造业领域“灯塔工厂”名单，三一重工北京桩机工厂成功入选，成为全球重工行业首家获认证的“灯塔工厂”。
两年前的三一桩机工厂，还是传统制造工厂的样子：4万平方米的厂房内，充斥着机器的轰鸣声，800多个工人爬上爬下，油污满身，月产能仅150台，生产周期长达30天。
走进今天的三一桩机灯塔工厂，上百台机器人干得热火朝天，生产节拍加快了不止4倍，7天就能交付一台旋挖钻机，月产能更是翻了一番达到300台，现代化、无人化、自动化、数字化、智能化，正是大家心中“灯塔工厂”的模样。
图丨三一桩机灯塔工厂内部
三一桩机灯塔工厂4倍速生产变革之上，正是一张看不见的5G大网，在让这座庞大的重型装备制造工厂，展现出大象奔跑的速度和力量。
5G，打通“大象的任督二脉”
2018年3月13日，三一重工董事长梁稳根先生在十三届全国人大会上表示，“三一的数字化转型，要么翻身，要么翻船！”
而彼时的三一桩机工厂，面对数字化转型，就如同大象般庞大且笨重，困难重重。
作为重型装备，桩工机械的生产模式属于典型的离散制造，各零部件加工过程相互独立，互不配合，生产线之间无法衔接。同时，工厂生产设备繁多，内网主要使用Wifi、老旧五类线、光纤，布线复杂，往往牵一发而动全身，部署和调整周期长，成本高。
设备、生产等各类信息的互通互联，成为了这头传统制造大象的“任督二脉”。
图丨三一桩机灯塔工厂内部
5G时代的到来，让三一桩机工厂找到了突破口。2019年，三一桩机工厂改造项目启动，全面引入5G技术，探索5G技术与工业领域的深度融合。
通过部署上行容量在1Gpbs/万平米以上、单终端达到300Mbps以上、时延在20ms左右的5G虚拟专网，三一桩机工厂将8个柔性工作中心、16条智能化产线、375台生产设备、上千台水电油气仪表实现全连接，让整个工业制造全流程高效互联互通。
三一桩机工厂以5G连接为神经，就像打通“任督二脉”一般，把肌肉、骨骼、大脑协调起来一样，组成了智能制造的有机整体。
5G全连接，驱动“大象快跑”
打通任督二脉的“大象”，已经具备了在数字化转型路上奔跑的基本条件，如何跑起来是三一桩机工厂的关键。
依托5G技术大带宽、广连接、低时延、高可靠等特性，很多受限于传统网络不稳定、速度慢、时延高等而无法实现的功能，在三一桩机工厂一一落地。
应用1：5G+设备互联提升设备作业效率
图丨可视化大屏
基于设备互联及5G摄像头3600多个采集点收集的工业大数据，树根互联打造的“根云平台”在后台日夜计算，三一桩机灯塔工厂中375台设备哪一台处于瓶颈、哪一台效率低下、哪一台暂时冗余，一举一动尽在掌握。
更进一步的，是通过采取减少辅助作业时间、优化生产节拍及工艺参数、提升设备负载率等措施，成功将桩机设备作业率从66.3%提升到86.7%。
应用2：5G+工业互联网实现无人化作业
图丨无人化作业
基于5G+工业互联网，三一桩机灯塔工厂也实现了无人化作业。以桩机下料区切割机为例，改造前，工厂中5台等离子切割机需要5名人员现场操作，不仅作业现场环境差，而且人身安全存在风险。
通过5G+工业互联网建立管理驾驶舱后，8台激光切割机只需2人巡检，而且现场情况通过5G视频和工业互联网数据实时回传，加工任务的开始、复位、寻边操作均可远程无人化操作，远程控制延时低于10ms，实现切割下料安全、高效的无人化作业。
应用3：首创5G重载AGV双车联动
图丨基于5G的双AGV联动
更值得一提的是，三一桩机灯塔工厂还首创基于5G技术的重载双车联动AGV，解决钻杆运输问题。
钻杆是桩机的核心工作部件，单节杆长度27米，重8.0吨，在以往的生产中，都采用“叉车”“行车”进行工序间的转运，效率低、安全隐患大，如何实现这一过程的自动化，是三一桩机灯塔工厂改造过程中最大的技术难点之一。
图丨超长超重的钻杆
若使用一台AGV运输钻杆，则需要一台超大型AGV，不仅对路线要求高而且成本也很高，且使用率低。而使用两台AGV联动，又受限于WIFI信号不可靠，两台设备之间通讯有时延，无法同步运行。
5G解决了这一难题，三一桩机灯塔工厂行业首创采用5G精准授时、激光slam定位、舵轮双车联动重载AGV，实现双车同步举升、同步行走，时间精度10ms，定位精度10mm，成功实现超长超重物料的双车协同搬运，使得钻杆焊接生产准备时间缩短50%，既高效又安全。
除此之外，在生产制造、视觉管理、智慧物流、设备互联、智慧园区、智能研发、能源管理、智慧营销与服务等8大类共计30余个细分场景中，更多5G应用正在落地，并逐步在三一集团内进行推广复制。
图丨无处不在的5G应用
当前，三一集团30家工厂均已接入设备互联进行管理，并成功将设备总数由12000台优化降低至7782台，产值反由752亿元增加至1368亿元，真正实现“大象奔跑”。
未来，三一桩机灯塔工厂的诸多5G智能应用还将实现能力外溢，对产业链伙伴、行业、乃至整个“中国智造”赋能，共同成长，切实发挥世界级“灯塔工厂”的领航作用。
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