揭開“國內首座五星5G工廠”背後的智造祕密

數字化企業
09/19

在全球通訊設備製造領域,物流智能化正成爲破解“多品種、快交付、高精密”生產難題的關鍵密鑰。中興通訊以南京濱江智能製造基地爲試驗場,探索“5G+智能物流”技術在廠內物流領域的創新應用,爲行業構建“柔性、高效、低成本、可複製”的5G全連接智能物流樣板。

內容提要/OVERVIEW

- 文章信息 -

本文作者:趙皎雲。由“物流技術與應用”原創首發, 數字化企業經授權發佈。

作爲全球領先的綜合信息與通信技術解決方案提供商,中興通訊擁有南京、西安、長沙、深圳和河源五大智能製造生產基地,可實現每分鐘產出8臺基站、每秒產出終端超10臺、年發貨量超100萬立方米,產品交付覆蓋全球超160個國家和地區,爲全球超20億用戶服務。

隨着5G商用以及人工智能(AI)迅猛發展,中興通訊順勢而爲,加速推進製造與物流的數智化升級,打造高端化、綠色化與智能化標杆工廠。其中,其南京濱江工廠作爲國內首個通過中國信息通信研究院認證的“五星5G工廠”,深度融合5G、AI、機器視覺等新技術,構建出一整套覆蓋廠內物流全業務場景的“5G+智能物流”綜合解決方案,引領行業之先。

爲全面瞭解5G技術與智能製造深度融合下的物流創新實踐,《物流技術與應用》記者對中興通訊股份有限公司無線及算力生產部部長楊雷先生進行專訪,主要圍繞通訊設備製造領域的物流變革、技術落地、實踐成效及未來趨勢等話題展開深入對話。

楊雷

中興通訊股份有限公司無線及算力生產部部長

Q

記者:根據您的觀察,通訊行業的生產物流與倉儲物流有哪些顯著特點?

楊雷:就中興通訊所處的通訊行業而言,在生產物流與倉儲物流方面有以下特殊性:

第一,其產品構成複雜,一塊單板往往要由數百種物料、上萬顆器件組裝而成,其物料的發放和齊套需要多倉儲單元和生產單元協同完成,貫穿其中的生產物流與倉儲物流較爲複雜,傳統的人工模式難以支撐,需要多層級、多元化的自動化與智能化物流技術解決方案支撐。

第二,其存在週期要求高、生產計劃波動大的交付特點,對交付敏捷性、柔性提出更高要求。而在傳統人工模式下,多工序、多環節協同方面容易存在斷點導致等待較多,週期難以滿足客戶需求,同時受制於人力招聘、培養等因素,快速響應波峯需求的能力較弱,應對波谷的靈活性也不足,亟須進行生產物流與倉儲物流升級。

智能製造頂層設計

第三,自動化設備的類型較多,多樓層、多庫房之間的協同比較困難,如何實現多種物流設備與設備、設備與系統、系統與系統等等之間的多維度貫通、精密協同、柔性調度,也是一大考驗。例如,在通訊網絡上,傳統有線/Wi-Fi通信方式的設備部署複雜、數據傳輸時延高、穩定性差等技術難點問題,導致AGV等設備多車間調度受限。

Q

記者:在智能製造大發展與全球供應鏈重構的背景下,中興通訊近年來是如何規劃與推進製造升級戰略的?

楊雷:在數字化轉型加速的背景下,中興通訊在製造升級方面始終堅持以創新驅動發展,積極擁抱智能製造帶來的變革機遇。我們秉持“數字經濟築路者”的定位,以數字化轉型爲抓手,勇於創新與變革,持續推進製造升級,構建技術領先、成本領先、質量優異的核心競爭力,以打造電子製造行業標杆爲戰略目標。

近年來,中興通訊協同佈局五大智能製造基地,以新基地建設爲契機,實施智能製造升級,不斷提升製造能力和生產效益,提升客戶體驗,助力公司品牌形象建設。在實施路徑上,以“數字星雲”工業互聯網平臺爲底座,按照全場景客戶價值導向進行智能工廠規劃,通過5G、AI等創新技術應用,實現裝備智聯化、製造數字化和運營智能化。

1.裝備智聯化。以產品爲核心,可自動化設計,降低自動化難度與實施成本;精益是基礎,不在落後的流程/工藝上做自動化,裝備可組裝式開發,最大程度上滿足多種產品的兼容生產與快速換線。通過5G+工業PON網絡連接、多系統集成與調度,對五大製造基地進行了全方位的5G網絡覆蓋,實現從研發到生產的全流程智能化貫通、設備數據實時採集、參數自主調節、全流程生產監控與智能預警。

2.製造數字化。以數字化轉型爲目標,推動IT與OT深度融合,建設設備智能管理平臺和生產雲平臺,完善數據採集,實現生產全流程可視;利用AI、大數據等技術,挖掘數據價值;同時,面向智能製造重構IT系統,實現製造業務與流程的數字化。

3.運營智能化。構建“數據+算法”驅動的製造數字孿生,以“AI智能技術”賦能製造,拉通智能運營、智能研發、智能供應,讓設備、系統、數據上雲,通過建立“數據+算法”驅動的生產數字孿生,實現運營可視、風險可防、決策可信。

Q

記者:爲順應制造全面升級,中興通訊在生產物流與倉儲物流環節進行了哪些技術與方案創新?

楊雷:隨着裝備智聯化、製造數字化和運營智能化的持續深入,中興通訊以“信息流智能自動流轉、實物流高效自動流轉”爲願景牽引,以智能技術爲引擎,持續推動生產與倉儲自動化升級與數智化轉型,逐步向未來超級智能體工廠演進。

作爲智能製造的重要組成部分,物流環節以雙流自動化爲牽引,加快生產物流以及倉儲物流技術變革&橫推,AI突破賦能落地,構建擁有“聰明的大腦、靈敏的神經、銳利的眼睛、靈巧的雙手、靈活的雙腳”的物流智能體。

1.聰明的大腦。繼續推進“數字星雲”的建設和推廣,發揮AI和大模型在智能決策方面的作用,打造集“運籌優化、智能決策、精準調度、預警反饋”的智慧物流系統,助力精準調度與敏捷交付。中興通訊應用AI+運籌算法對庫房佈局和揀料業務進行數學建模,開發庫位冷熱度智能分配算法模型,通過自動測算各物料的出入庫頻率,系統智能輸出最佳庫位佈局規劃及調整方案,並進行仿真驗證,在物料入庫時即可按照模型推薦的最優方案進行上架,避免後期調整。同時,算法支持業務人員根據庫房特點,自定義配置相關約束因子,靈活滿足不同庫房模式的應用需求。通過智能算法的應用,相比於人工經驗做法,揀選路徑縮短43%,揀選週期縮短54%。

2.靈敏的神經。推動5G+工業現場網實現生產要素泛在連接,運用傳感+數字孿生實時感知物理世界。通過智能傳感技術將生產物料、庫位、產線生產數據等要素實時感知並收集,再通過5G+工業現場網將數據傳輸到智慧物流系統中,智慧物流系統對數據進行處理後,迅速下發指令給各個庫位/物料組,並對各生產物料的安全庫存進行更新和預警,實現實時感知、數據互聯、指令下發、庫存預警等功能。

3.銳利的眼睛。深入研究AI+機器視覺代替人眼的解決方案,在識別、定位、檢測、安防等領域持續應用與優化,在原材料入庫、盤點、成品出庫的物流全流程替代人眼。通過構建多模態智能感知安防系統,推行數字化信息管理平臺,改變傳統庫房的人工巡檢模式,對視頻監控、消防報警、斷路器、傳感器等設備進行工業互聯,運用AI多模態感知融合算法,自動分析、識別異常,對庫房進行無死角的安全防控,提升風險預警的及時性和準確性,縮短事件響應與處置時間。

4.靈巧的雙手。推動“5G+工業/協作/具身智能機器人”方案落地,和供應商一道探索具身智能在來料拆包、芯片揀選、小料分包等複雜工業場景的應用。例如,中興通訊在人形機器人自動揀選電子原材料場景的應用方面,可使物料按照生產需求高效揀選,並通過AGV自動調度精準配送到生產線,實現物料從揀選到運輸上線的無人化、柔性化作業。

5.靈活的雙腳。5G+工業大模型助力更智能的AGV廠區物流,將“AGV+X”技術應用到更復雜的場景中。例如,AGV與提升機、電梯、線體工位等多種設備進行智能聯動,並通過路徑尋優算法,從而實現各“支線物流”的“快速精準配送”;AGV與AI視覺的深度融合,通過AI視覺實時感知生產線物料的使用情況,在物料到達“預警水位”時,自動呼叫AGV送料,實現信息流自感知、自分析、自決策地驅動各類型智能裝備高效完成搬運等任務。

Q

記者:近年來,中興通訊在構建現代化物流體系方面有哪些重要舉措?可結合中興通訊南京濱江工廠進行介紹

楊雷:在5G商用以及AI大勢下,中興通訊積極探索並實踐智能化生產與倉儲管理模式,加速推進智能製造與物流數智化轉型升級。通過技術創新、流程優化與生態協同,構建起具有行業領先水平的現代化物流體系,具體如下:

1.推進智慧物流園區建設,實現生產物流與倉儲物流自動化升級。作爲中興通訊物流自動化升級的重要代表,南京濱江工廠建設的智慧物流園區內集成了自動存儲與檢索系統、AGV、智能分揀系統等多種先進技術。其中,基於5G網絡部署的AGV集羣實現了從原材料入庫到產線再到成品出庫的全流程自動化,能做到智能適應訂單、計劃、物流等內外部環境變化,實現多品種、小批量、短交期的柔性化生產,進而提升作業效率,減少人工依賴,提高生產效率。

2.加強物流的透明度、可視性及風險管理,提升韌性與抗壓能力。與客戶、供應商、合作伙伴系統全面貫通,實時共享訂單、物流等信息,提升整體運作效率。加快數智化轉型,持續推進“線下-線上-在線-智能在線”,使各個環節的信息和風險透明化,並通過AI智能決策系統,可及時規避風險點。

3.強化綠色物流理念,踐行可持續發展戰略。中興通訊在2023年確定了“數字林蔭路”的綠色發展戰略。以南京濱江工廠爲例,通過全面部署光伏發電,每年發電2300萬度,綠色電力已能滿足工廠15%以上的用電需求,實現規模化綠色能源部署;深度融合5G、光纖、AI機器人、數字孿生等技術,使90%以上的生產區域實現全自動化,打造名副其實的“黑燈工廠”;通過全流程數智化提效,將交付週期從20天縮短至14天,碳排放降低約30%,實現能源效率、生產效率和環境效益的三重飛躍。

4.深度參與行業標準,賦能生態合作伙伴。在標準制定方面,中興通訊參與了《智能製造能力成熟度模型》(GB/T 39116-2020)、《5G全連接工廠》、《工業互聯網與電子信息行業融合應用指南》、《物流園區數字化通用技術要求》、《倉庫庫存狀態智能監測與盤點技術要求》等智能工廠相關的國標/行標的編寫和審覈工作。中興通訊總結自身智能物流體系實踐經驗,開放原子能力,沉澱“算網底座+數字星雲”雙輪驅動的數字化轉型架構,以連接、算力、智能融合爲核心,實現生產單元廣泛連接、IT/OT/CT深度融合、數據要素充分利用,賦能美的蕪湖工廠、三一重工吉利汽車等合作伙伴,共促新質生產力。

Q

記者:具體到倉儲物流的智能化升級方面,中興通訊有哪些技術與模式創新?取得了怎樣的效果?

楊雷:在倉儲物流方面,中興通訊構建了一整套基於“5G+X”技術的廠內智能物流全流程綜合解決方案,其中包括立庫智能倉儲系統、“高鐵-公交-的士”廠內智能物流模式、“用5G製造5G”的先進製造理念等一系列創新應用,不僅有效地彌補了傳統技術方案的短板問題,而且通過“5G+X”技術的賦能加持,進一步豐富與拓展了智能物流技術的應用場景。

“高鐵”模式

“公交”模式

“的士”模式

1.原材料立庫和成品立庫的智能倉儲系統。原材料立庫智能倉儲系統主要由托盤立體庫、箱式立體庫以及配套的自動化揀選與輸送系統構成。通過應用“5G自動叉車”、“5G+機器視覺+機器人”換箱/拆垛、“智能貨到人揀選工作站”及“5G智能安防系統”等多種物流技術與設備,在數字化系統的智能調度下,可實現原材料從接收入庫至揀選發貨全流程的自動化、少人化與智能化作業。

原材料立庫智能倉儲

成品智能倉儲系統主要由5G空中走廊全自動轉倉線、托盤立體庫、貨到人揀選箱式庫以及配套的自動化輸送系統構成。通過建設5G空中走廊全自動轉倉線,集成應用5G自動叉車、AGV貨到人揀選及自動化輸送等技術與設備,在“5G+數字孿生”系統智能調度下,可實現成品下線轉運、存儲分揀和出庫發貨全流程自動化、智能化作業模式。

成品立庫智能倉儲

2.“高鐵-公交-的士”的廠內“5G+智能物流”模式。“高鐵”是指採用提升機、空中輸送線與環形穿梭車與中央倉無縫銜接,實現原材料/成品立庫與生產車間線邊倉之間“專線物流”的極速配送。“公交”是指採用自動叉車、雲化AGV自動搬運,實現生產車間週轉庫與線邊倉間“幹線物流”的柔性配送。“的士”則是指採用雲化AGV與生產線對接,實現線邊倉與生產線體工位間“支線物流”的精準配送。

“高鐵-公交-的士”模式爲製造行業提供了廠內物流頂層設計的理論指導與技術借鑑,可在行業內進行推廣應用。通過實際應用來看,可提升園區物流週轉效率50%~80%,縮短在製品庫存週轉天數20%,減少物流搬運人力40%,原材料、在製品與成品物流信息全程可視可控,信息流驅動實物流,實現JIT拉動式的柔性化、敏捷化物流配送。

3.中興通訊“5G雲化AGV”技術創新。利用業界首款內置5G模組的自然導航AGV,可有效解決傳統Wi-Fi不穩定、不安全等問題;基於MEC雲端提供大數據、AI平臺和大算力的支持,爲AGV提供了類人類全腦的能力,提升AGV的智能化水平;AGV計算資源雲化,便於企業數字化系統打通,通過採用“5G網絡連接+中間件控制”的通用化技術方案,將AGV與生產環境中多種周邊設施進行柔性聯動,有效解決傳統對接方案的部署複雜、維護不便、投入成本高等問題,滿足更多複雜場景下AGV的柔性化對接需求。此外,利用AI打造AGV“滴滴打車”調度平臺,具備豐富的任務分配策略、靈活的路徑規劃、全面的交通管制,助力派單效率、運行效率提升20%。

5G雲化AGV自動接駁出入庫

4.基於“5G+MEC”的機器視覺多場景應用創新。依託中興通訊基於MEC的分佈式機器視覺平臺,應用“基於5G企業虛擬專網的雲化機器視覺”技術,實現數據的自動採集與設備的精準定位,成功孵化基於此技術的“5G+機器人”自動換箱/拆垛、“5G+貨到機器人(GTR)”全自動揀選線邊倉及“5G+電子圍欄”等多個應用場景方案,比傳統方案的柔性與靈活性更好,部署成本更低。通過“5G+機器視覺”技術方案應用,將傳統模式下的“人找貨”作業方式轉變爲“貨到人”方式,減少人員走動,縮短備料齊套時間50%,提升備料準確率至100%,通過揀選工作站雙作業位多訂單揀選的設計,有效提升訂單量波動時的業務穩定性與柔性。

Q

記者:您認爲,通訊設備製造業的生產與物流升級將呈現哪些趨勢?對此中興通訊今後有哪些規劃?

楊雷:展望未來,電子製造業特別是通訊設備製造業將繼續向全域自動化、深度數智化方向演進發展,中興通訊致力於打造“信息流智能自動流轉、實物流高效自動流轉”的極致生產與物流系統。

中興通訊將持續推進自身生產與物流自動化變革,採用自動化立體倉、AGV+X、智能傳感與控制、多形態機器人等多種智能裝備,構建從原材料倉儲、柔性物流、SMT極致少人化生產、單板黑燈測試、整機自動裝配、測試與包裝,到成品智能理貨發運全流程的自動化生產解決方案。未來通過採用機器人靈巧手、柔性夾爪、機器視覺、強化學習、多模態大模型與邊緣智能算力支持下的智能設備控制等技術,使得自動化裝備向“具身智能”演進,實現裝備程序、動作等的自適應調整與作業執行的智能控制閉環,適應多種產品的柔性敏捷生產,促進生產提質增效。

拆垛機器人

中興通訊也將積極探索研究AI大模型、AI視覺、具身智能、智能優化算法等智能技術在製造業典型場景的價值應用,形成智能排產與調度、智能物流、精密組裝、智能質檢、智能維修、智能安防、智能運營等多種場景的智能化解決方案,賦能企業數智化轉型。未來通過採用大模型、機器學習、運籌優化等技術,構建工廠大腦,實現基於大模型的數據分析與智能調度;在工廠智能大腦統籌調度下,通過多Agents協同,打通系統流程斷點,驅動實物生產執行,實現信息流與實物流的智能自動流轉。通過數字孿生技術,實現物理工廠與虛擬工廠的實時映射,通過虛擬建模與仿真,實現故障風險預測與生產流程優化,實現工廠大腦的智能控制閉環,逐步邁向虛實融合的智能化工廠。

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