輪胎制造業(yè)首個5G全連接工廠的背后：他們破解了一個“燒腦題”

來源：數(shù)據(jù)觀 時間：2021-08-03 14:37:09 作者：徐夏夏

2019年，貴州輪胎股份有限公司（以下簡稱：貴州輪胎）、中國聯(lián)通有限公司貴州分公司（以下簡稱：聯(lián)通）齊聚一堂，就輪胎生產鏈的智慧化改造展開一場討論，沒有高端的觀點，只有樸實無華的技術性解決辦法，激烈討論過后，兩家企業(yè)希望整合各自優(yōu)勢，用“5G+工業(yè)互聯(lián)網”的方案為行業(yè)智慧化轉型賦能。

歷時一年，2021年2月由貴州輪胎、聯(lián)通、華為三方攜手搭建定制的“5G全連接工廠”項目完成驗收，貴州省首個5G全連接工廠正式建成，這也是輪胎制造行業(yè)首個“5G全連接工廠”。

該項目在實施過程中，被納入2020年貴州省工信廳優(yōu)秀案例、GMSA中國5G垂直行業(yè)應用案例。

老牌國有企業(yè)邁出現(xiàn)代化“步伐”

貴州輪胎股份有限公司

貴州輪胎始建于1958年，在那一年，用傳統(tǒng)方法生產出自己的第一條輪胎，并賦予響亮的名字——“前進”。而這63年來，貴州輪胎也確實從未停止前進的步伐。

如今的貴州輪胎，除“前進”牌外，還有“大力士”“多力通”“勁虎”“金剛”等品牌卡客車輪胎、工程機械輪胎、農業(yè)機械輪胎、林業(yè)機械輪胎、工業(yè)車輛輪胎、礦用輪胎、實心輪胎和特種輪胎等大型工程輪胎，規(guī)格品種多達3000多個，是國內規(guī)格品種較為齊全的輪胎制造企業(yè)之一，全球商用輪胎規(guī)格品種最全的輪胎企業(yè)之一。2020年，“中國輪胎企業(yè)排行榜”中位列第10位，在全球輪胎行業(yè)75強企業(yè)中排行32位。

貴州輪胎生產園區(qū)

2021年7月5日，數(shù)據(jù)觀記者帶著好奇和諸多疑問來到位于扎佐的貴州輪胎生產園區(qū)。園區(qū)面積2300來畝，歷經三期建設，一期建起了工程子午胎生產線；二期建起了特種工程胎和工業(yè)輪胎生產線；第三期為在建的年產300萬條全鋼子午胎的5G全連接工廠。

干凈整潔的車間

智能化立庫

硫化車間內景

走進用智能制造替代傳統(tǒng)生產的第三期5G全連接工廠，映入眼簾的是空地一體的自動化物流調度、智能化立庫、智能攝像頭、5G基站。整潔、智能、高效的生產車間，全無勞動強度大，生產環(huán)境惡劣的傳統(tǒng)勞動密集型生產車間的雜亂身影。

貴州輪胎信息技術部部長韓洪川

貴州輪胎信息技術部部長韓洪川介紹，貴州輪胎歷來重視技術改造與創(chuàng)新，隨著產品迭代加快，貴州輪胎現(xiàn)有產線需要生產的品類越來越多，品質要求也越來越高，對較強的柔性編排能力生產需求持續(xù)加深。于是在2018年底，貴州輪胎啟動了“一核、兩翼、三支撐、三保障”的智能化核心戰(zhàn)略，開始對公司的采購、生產、營銷、研發(fā)等方面進行信息化項目的升級改造。5G全連接工廠便是其中的項目之一。

何為5G全連接工廠？即通過在工廠園區(qū)內構建5G虛擬專網和工廠原有網絡互通、融合，5G連接充分滲透企業(yè)，在行業(yè)業(yè)務層面5G連接企業(yè)生產制造、企業(yè)運營、產業(yè)鏈協(xié)同等環(huán)節(jié)，在系統(tǒng)層面連接工廠全域生產環(huán)節(jié)、全次級系統(tǒng)，結合工業(yè)互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計算等技術優(yōu)化工廠的生產制造模式，提升企業(yè)的運營效率，并形成以數(shù)字化、網絡化、智能化為特征的綜合解決方案。

今年1月，工信部發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021—2023）》，行動計劃提出支持工業(yè)企業(yè)建設5G全連接工廠。到2023年，在10個重點行業(yè)打造30個5G全連接工廠，推動5G應用從外圍輔助環(huán)節(jié)向核心生產環(huán)節(jié)滲透，加快典型場景推廣。行動計劃的發(fā)布加深了5G全連接工廠的重要性。

破解5G適配“燒腦題”

聯(lián)通為貴州輪胎定制的專屬5G全連接工廠方案，即以5G專網傳輸技術支撐一條完整生產線，實現(xiàn)全工序、全場景的無線工業(yè)互聯(lián)及車間生產調度，將每道工序數(shù)據(jù)化，實現(xiàn)數(shù)字化工廠生產“人、機、料、法、環(huán)、測”要素全面互聯(lián)管控。

2020年10月14日，貴州輪胎第三期工廠搭建定制化5G工業(yè)園區(qū)專網，為未來實現(xiàn)5G全連接工廠打下基礎。

貴州聯(lián)通政企事業(yè)部工業(yè)互聯(lián)網BU首席專家劉達

“鋪網簡單，連接難?！辟F州聯(lián)通政企事業(yè)部工業(yè)互聯(lián)網BU首席專家劉達介紹，輪胎生產運輸流程有密煉、膠部件準備、輪胎成型、硫化、檢驗、運輸六個工序。這全生產鏈有90套多功能AGV、50套射頻識別系統(tǒng)傳感器（RFID），以及工業(yè)攝像頭、PLC、工控機等設備，網絡建設成功，但是設備與5G網絡如何連接成了最大“燒腦題”。

貴州輪胎生產所需的PLC、AGV等設備種類繁多，設備的系統(tǒng)傳輸協(xié)議不開放，且接口標準碎片化，導致設備與設備之間，設備與5G之間無法連接。針對這個問題，聯(lián)通通過開源系統(tǒng)的5G工業(yè)網關連接AGV信息傳輸接口，對AGV原始數(shù)據(jù)進行采集、編碼，在利用專網系統(tǒng)的無線+專網傳輸鏈路，以及“1*N”方式（1條信令、多幀冗余傳輸），實現(xiàn)低延時、大寬帶、高穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，并提升了系統(tǒng)穩(wěn)定性。針對冗余信令，通過平臺前置解析處理再一同傳入AGV原生調度系統(tǒng)進行封包機制，以支撐車間AGV的指揮調度。

系統(tǒng)運行協(xié)議數(shù)據(jù)在5G的加持下，解決了協(xié)議格式無法識別而導致的數(shù)據(jù)無法采集或傳輸不全面，無法支撐調度系統(tǒng)正常調度作業(yè)的問題；同時信令冗余傳輸及冗余判定的機制也提升了系統(tǒng)運行的可靠性。

正在運行的AGV

這一實踐探索突破了工業(yè)場景中底層數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的適配難題問題，提升了固有設備5G改造的兼容能力，打破傳統(tǒng)生產設備升級壁壘，使上層的應用和中間的傳輸能自我掌控，不受原有進口設備的的限制，也為更多的5G應用提供低成本、易部署的方案，具有可復制性。

該5G全連接工廠5G+MEC混合專網的方案，打造了一張強帶寬、低延時、可拓展、具兼容性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)不出園，數(shù)據(jù)自主可控，并降低運維成本，提升系統(tǒng)彈性的要求。如用戶面網元UPF/MEC私有化部署，無線基站、控制面根據(jù)客戶需求靈活定制，與生產業(yè)務緊密結合，最大化發(fā)揮生產效率；用生產現(xiàn)場級MEC邊緣云服務平臺，可承載AI及大數(shù)據(jù)能力，上收上位機算力，減少設備側大量投入；可將云端算力下層至廠內的現(xiàn)場，減少傳輸鏈路與時延，提升傳輸效率的同時保障數(shù)據(jù)安全。

韓洪川談到，該項目的成功應用，不僅提升了生產效率，提前預測設備運行狀況，同時降低近三分之一的運維成本，實現(xiàn)少人化且敏捷柔性的生產線，工廠協(xié)同生產，產線變更生產任務的調整周期也大大地縮短，還提升了整體效率。

2021年下半年，貴州輪胎將落地更多5G應用，包括人員管理、設備資產管理、能耗管理、安消一體管理等，把智慧園區(qū)管理與5G全連接柔性工廠有機結合起來，深入挖掘數(shù)據(jù)融合應用，打造一體化全連接綜合管理現(xiàn)代化工廠。

5G助力傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)字化轉型

從2019年6月我國正式發(fā)放5G商用牌照至今，我國5G商用已經走過兩個年頭。當前，加速數(shù)字化轉型已經成為行業(yè)共識，依托5G技術和設備，全球都將迎來新一輪的創(chuàng)新浪潮。那么貴州輪胎的智能化改造案例是否能夠實現(xiàn)1+N的復制，形成“燈塔工廠”，發(fā)揮出標桿效應？

中國工程院院士鄔賀銓近期在接受媒體采訪時，針對5G的應用提出相關觀點，其表示5G與前幾代移動通信技術相比，作為工業(yè)生產裝備跟工控設備的連接，5G的高帶寬、低時延是比較能適合工業(yè)應用的。但工業(yè)應用與消費應用有很大不同：消費應用是共性的，而工業(yè)應用會因行業(yè)與企業(yè)的需求個性化問題，需要逐一尋找到相適應的5G需求；與前幾代移動通信技術不同，5G在工業(yè)上是新的應用，需要有一個重新的開發(fā)。

在新場景的探索與嘗試，聯(lián)通、華為有所行動。

華為貴州政企業(yè)務部負責人王志濤

聯(lián)通已在醫(yī)療、酒、電網、煙草等行業(yè)進行5G應用探索。在釀酒領域，通過5G銜接酒的勾調、戶外運輸、倉儲等生產環(huán)節(jié)；電網領域，通過5G智慧臺區(qū)配網管理，縮減人力人本，精細化控電；煙草領域，可通過5G+AI審核煙草質量，在運輸環(huán)節(jié)進行車輛調度，同時可將5G和新零售結合，分析用戶畫像，幫助公司進行產品設計。

華為技術有限公司為貴州輪胎數(shù)字化建設提供相關設備支撐。該公司貴州政企業(yè)務部負責人王志濤介紹，數(shù)字化轉型中難度較大的場景就是制造業(yè)，若在該場景中能有更深的探索成果，其他行業(yè)也可以進行借鑒。此外，華為還在應急、生態(tài)環(huán)保、水利水務、海關、冷鏈等數(shù)字化政務管理，以及數(shù)字化的行業(yè)應用方面，嘗試用5G去支撐數(shù)字化轉型?！耙獢?shù)字化不僅只是轉變底層技術或者IP架構，更多的是需要轉變管理思維，以及企業(yè)組織的專業(yè)化團隊打造。”王志濤說。

“企業(yè)數(shù)字化轉型是中國制造業(yè)換道超車世界巨頭的機會，傳統(tǒng)的產業(yè)生產模式會造成巨大的人力等成本的浪費，數(shù)字化轉型可有效地促進企業(yè)提質降本增效?！表n洪川認為，企業(yè)數(shù)字化轉型是傳統(tǒng)企業(yè)應抓住的發(fā)展機會。

（數(shù)據(jù)觀記者 徐夏夏）

責任編輯：陳近梅