南京中兴通讯有限公司全球5G+智能制造基地创新研究中心

发布者:陈剑发布时间:2022-10-14浏览次数:10

陈剑

      

 南京中兴通讯有限公司分担工程研究中心的智能制造分中心建设任务,重点开展5G+智能制造的技术创新研究和产业化示范应用工程开发,分中心积极响应国家5G新基建发展规划,利用中兴通讯在南京建设5G全球智能制造基地的契机,将分中心研究成果用于基地5G制造工厂建设,将5G网络、人工智能、云计算和边缘智能等前沿技术用于5G基站智能工厂,充分体现“5G制造5G”的先进理念和5G+行业应用的示范作用。

 图 中兴通讯(南京滨江)全球5G智能制造基地


 中兴通讯全球5G智能制造基地 秉承“用5G制造5G”理念,打造云、网、业三位一体的智能制造标杆,自建设之初就确定了打造5G智慧工厂,生产制造全方位数字化、智能化转型升级并与5G技术深度绑定、融合,探索5G+工业互联网切实降本增效场景、攻克工业现场高要求5G网络技术难题。投产不到一年来产值已约300亿元人民币。滨江5G工厂将成为中兴通讯智能化程度最高的生产基地,并成为集团5G设备生产运营中心,协同深圳、河源、长沙和西安制造基地,为全球用户提供最佳产品与服务。

 中兴通讯滨江全球5G智能制造基地以中兴通讯自身既懂生产、又懂5G网络技术为优势,将自身工厂投入工业互联网建设的实践中,做5G+工业互联网的先行者和探路人,20205月成功中标新基建项目,探索了16大类、40余项5G+工业场景的融合创新应用,场所包括制造生产车间、5G立库、工厂园区一体化管理等,初步实现5G全连接工厂。

 中兴通讯5G应用的部署上线;实现了单位产值所需人力较其他生产制造基地低25%,向柔性化、智能化、少人化、无人化智能制造工厂演进。具体举例而言,5G AGV节省100%物料周转人力,提升柔性化和自动化;机器视觉算法准确率97%以上,大幅提升产品质量和精度,节约每工位每班次2人,并且云化部署能够通过虚拟化技术灵活柔性调度计算资源。

 典型应用包括:

 (1)基于5G机器视觉的机械臂自动叠板

 机器视觉在厂区内有AOI、质检、引导加工等多项应用点,而本点位是产线中第一个使用5G的机器视觉。基于5G+MEC的通用机器视觉平台曾同中国电信一起获得绽放杯一等奖,因为机器视觉是切实提质降本增效的,且5GMEC的引入使得整个体系更加柔性化、便捷化、可发展扩展,具有可靠的商业模式。5G+MEC的使用使得厂区内多点位机器视觉应用的算力可以通过GPU资源虚拟化的技术灵活地进行调配和统筹管理,传统工控机的机器视觉方式所做不到的。

 SMT线AAU叠板工位采用5G机器视觉系统,如图4.35所示,引导机器人自动将子卡叠放在AAU电路基板上,对叠 放准确性要求高,通过智能化机器人替代人工操作,中兴通讯供应链自研机器视觉智能算法,拾取精度可达10微米,将叠板效率提高30%,准确率提高5%

 图  基于机器视觉系统的5G AAU自动装配线

 (2)基于5G工业自然导航AGV的单板周转

 厂区内有四十几台5G云化AGV,自动化完成批次配送和实时配送物料资源。该区域位于SMT线体后,5G工业自然导航AGV自动搬运SMT单板至周转区暂存,接受云端iMESAGV调度系统平台的统一调度(看大屏幕),将合格的单板从SMT产线运到此处暂存,并根据指令将暂存的单板运送至单板测试线,实现与单板测试线的无人化衔接。货物周转效率提升20%,场地建设成本降低15%,周转人力节省100%,人力成本每年节省200多万元。

 较于传统磁条二维码式AGV,极大增强柔性,场地部署成本降低80%且可以4倍以上速度适配产线调整;相较于WiFiAGV能够提供更稳定的网络连接,并能基于MEC实现云化地图构建,与线边仓、JIT提升系统、智慧仓储立库协同,改善精益供应链。

 中兴通讯自研5G工业自然导航AGV采用激光+视觉融合定位导航,通过AGV本地搭载的CCD摄像机和传感器,在行驶过程中动态获取车辆周围环境图像信息,并通过5G网络传送到MEC边缘云端进行统一处理、决策。云化AGV在活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置,运行路线可灵活调整;采用视觉+低成本激光融合精准导航,相比传统单一激光导航方式,单个AGV成本减少10%以上,相比传统磁条导航方式,场地建设成本降低15%以上。

 图  中兴5G云化AGV自动作业场景

 (3)基于5G的小站自动化装配数字孪生

 小站5G数字孪生整机全自动装配线,由十几个机器人自动完成运输上料、点胶、装配、贴标、检查等共几十道工序的自动化作业,整条线只需1名员工监管,人力成本节省80%,效率提升30%,质量提升3%。该装配为全自动数字孪生装配线,每个工位的传感器实时采集数据,并通过5G CPE回传至部署在MEC上的数字孪生后台进行渲染下发,实时反映产线生产状况。

 图  基于5G小站室内覆盖的自动化装配线

 5G生产线数字孪生:生产线数字孪生系统通过5G CPE汇聚实时采集线体的各类设备(包括机械臂、传感器等)的运行数据,在MEC边缘云对生产行为进行建模、模拟、三维可视化,实时反映产线生产状况,进行生产预测、质量追溯以及预测性维护,使生产更加柔性。

 图 5G智能制造数字孪生管理系统

 (4)基于5G+UWB定位的车间资产跟踪

 借助5G+UWB定位技术,10CM精度,UWB全电池供电零布线低成本(降低60%),对移动的贵重仪表、物资物料定位跟踪,对人员巡检打卡,到岗/离岗、施工人员管理,电子围栏的预警,提高生产效率。该方案可节约资产盘点人力1名,盘点效率从“天”提高到“分钟”级。

 图  基于云化控制的AGV自动搬运

 中兴通讯滨江全球5G智能制造基地有两个立库,分别为原材料库和成品库。目前成品库已经开仓,原材料库正处于调试阶段。仓库包含自动化托盘立体库和自动化料箱立体库,以及相配套的5G货到人拣选工作站、5G自动输送系统、5G RGV5G无人叉车等自动化设备,实现原料接收、储存、拣选的自动化操作。在各生产车间之间架设互联互通的输送线,实现原料从库房至产线的自动化输送。接收区采用月台叉车AGV搬运、机械手换箱、RGV入库;发货区机械手拆垛补货、叉车AGV搬运出库;质检区输送机自动进站检验、自动返还入库;拆零拣选区货到人拣选。