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唯快不破丨5G全连接让这座工厂上演“大象奔跑”

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:4万平米的厂房内,充斥着机器的轰鸣声、刺鼻的焊接味,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。

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”。

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台全联网生产设备、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

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

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

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。

若使用一台AGV运输钻杆,则需要一台超大型AGV,不仅体积大对路线要求高而且成本高使用率低,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。

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