國內(nèi)首家5G五星工廠，到底有什么特別？

前段時間，中興通訊南京智能濱江工廠獲得中國信通院泰爾認(rèn)證中心頒發(fā)的5G五星工廠認(rèn)證，引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

這個工廠我剛好去過，所以，今天我打算給大家介紹一下。

首先，我要祝賀中興通訊能夠獲此殊榮，而且是國內(nèi)首家。

五星5G工廠認(rèn)證，并不是一個普通的證書。要知道，全國一共有幾百萬家工廠，之前被認(rèn)定為5G工廠的，只有不到3000家。這次，中興通訊南京智能濱江工廠獲得的，又是5G工廠中的“五星級（最高等級）”，可以說是“best of best”，萬里挑一。

證書的頒發(fā)單位，是中國信息通信研究院下屬的泰爾認(rèn)證中心。熟悉通信行業(yè)的人都知道，信通院是工信部直屬的科研單位，牽頭和參與了國內(nèi)外眾多標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃和技術(shù)體系設(shè)計。而泰爾認(rèn)證中心，則是國內(nèi)信息通信領(lǐng)域最專業(yè)、最權(quán)威的認(rèn)證機構(gòu)之一。這個證書的含金量，毋庸置疑。

大家都知道，自從2019年國內(nèi)5G正式商用以來，國家一直都在大力建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)，推動5G在各行各業(yè)的商用落地。工業(yè)制造領(lǐng)域，作為國民經(jīng)濟的一個支柱性產(chǎn)業(yè)，也是5G落地的一個重點方向。

為了推動這項工作，2022年，工信部發(fā)布了《5G全連接工廠建設(shè)指南》。后來，到了2023年底，又發(fā)布了《2023年5G工廠名錄》，有300多個項目位列其中。也是在那個時候，信通院啟動了5G工廠認(rèn)證工作，在全國范圍內(nèi)進(jìn)行評級和認(rèn)定。

說完了這個認(rèn)證的背景，我們再來看看，這個中興通訊南京智能濱江工廠，到底有什么絕活，能夠獲得首個五星5G工廠認(rèn)證。

█ 用5G制造5G

中興通訊南京智能濱江工廠，不僅在南京，甚至在整個長三角地區(qū)，都很有名氣。

工廠正式動工建設(shè)，是在2018年，投資了大約200億。在建設(shè)之初，工廠就已經(jīng)被定為5G智能制造的標(biāo)桿示范基地。從設(shè)計到建造，再到運營，都是按照最高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行要求。

在5G、數(shù)字化、智能化方面，中興通訊本身就是行業(yè)頂級專家。所以，業(yè)界最新的數(shù)字科技，包括5G機器視覺、5G云化AGV、5G云化PLC、數(shù)字孿生等，全部都用上了，科技含量直接拉滿。

對于這個工廠，當(dāng)時中興通訊就喊出了一句很響亮的口號——“用5G制造5G”。它主要生產(chǎn)的產(chǎn)品，是5G基站和服務(wù)器。

整個工廠其實是一個大園區(qū)，占地面積1300畝。工廠里面，設(shè)有5G基站智能工廠、服務(wù)器存儲產(chǎn)品智能工廠、5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心、5G智能數(shù)據(jù)中心、原材料立體分揀中心以及成品立體分揀中心等多個部門和設(shè)施。

除了制造生產(chǎn)車間之外，工廠里還有研發(fā)和辦公的區(qū)域，是一個綜合性的現(xiàn)代化生產(chǎn)基地。

工廠的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率達(dá)到了100%，實現(xiàn)了生產(chǎn)要素的全連接，擁有業(yè)界領(lǐng)先的自動化、數(shù)字化、智能化產(chǎn)線，覆蓋組裝、測試、包裝各個流程，具備從原材料到成品端到端的先進(jìn)制造工藝能力。

上面這段話，大家聽起來可能有點懵。接下來，我就基于場景，說說5G到底給這個工廠帶來了什么。

█ 從園區(qū)網(wǎng)到現(xiàn)場網(wǎng)

《5G全連接工廠建設(shè)指南》中明確提出，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的連接層次，包含“工廠級”、“車間級”、“產(chǎn)線級”三級。

在“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的應(yīng)用落地過程中，一般會分為兩個階段。

第一個階段，是建設(shè)“工廠級”的“園區(qū)網(wǎng)”，也叫“行業(yè)虛擬專網(wǎng)”。這個網(wǎng)絡(luò)，以IT網(wǎng)絡(luò)為主，主要滿足一些上云需求，在大多數(shù)情況下，與公眾用戶網(wǎng)絡(luò)是共享的。

第二個階段，是建設(shè)面向“車間級”和“產(chǎn)線級”的“現(xiàn)場網(wǎng)”，也叫“生產(chǎn)現(xiàn)場網(wǎng)”。

“現(xiàn)場網(wǎng)”，以O(shè)T（運營）網(wǎng)絡(luò)為主，是真正用在生產(chǎn)一線的網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)時延、抖動、可靠性方面有更高的要求。它需要完全確保OT域的可靠連接，也需要能夠完美支撐本地的算力部署。

傳統(tǒng)的“現(xiàn)場網(wǎng)”通信協(xié)議，主要是現(xiàn)場總線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。前者擁有較高的可靠性，后者具有較大的傳輸速率。兩者一直都被業(yè)界所接受，是行業(yè)通用規(guī)范。

5G崛起之后，給用戶帶來了新的選擇。它的優(yōu)點非常明顯，就是不再需要布置供電線路和網(wǎng)絡(luò)線纜，而且能夠連接更多監(jiān)測和控制點。

5G作為一項無線通信技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)速率、容量、時延、可靠性等各個方面，都有出色表現(xiàn)，完全能夠滿足“現(xiàn)場網(wǎng)”的需求。

█ 剪掉PLC的“辮子”

中興通訊南京智能濱江工廠基于5G網(wǎng)絡(luò)，采用5G云化PLC，就是5G替代傳統(tǒng)有線通信協(xié)議的一個典型案例。

PLC的中文名是可編程邏輯控制器（programmable logic controller）。它是工業(yè)控制的基石，也是傳統(tǒng)現(xiàn)場工控網(wǎng)的核心。以前，PLC基于工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，部署難度大、故障率高、調(diào)整移動困難。而且，生態(tài)封閉，國產(chǎn)化程度低，成本高。

如今，工廠全面采用5G云化PLC，不僅剪掉了“辮子”，更加容易部署，而且生態(tài)更加開放，成本也大幅下降。

生產(chǎn)車間的機械臂

現(xiàn)在我們經(jīng)常聽說的“柔性制造”，是指生產(chǎn)系統(tǒng)具有更高的靈活性，以及更強的應(yīng)變能力，能夠隨時進(jìn)行產(chǎn)線調(diào)整，滿足不同類型的生產(chǎn)任務(wù)需求。5G云化PLC，就大大增加了產(chǎn)線的靈活性，有利于柔性化生產(chǎn)。高性能的5G柔性自動化生產(chǎn)線，使生產(chǎn)線換線時間縮短了95%（整機裝配換線時間由30min縮短為3min）。

PLC的一些南向應(yīng)用（PLC與其直接控制的設(shè)備或傳感器之間的交互），對時延和可靠性的要求更高，一般要達(dá)到<10ms@99.999%。這時，就需要引入5G uRLLC和TSN來提供助力。

大家也許聽說過TSN，也就是Time-Sensitive Networking，時間敏感網(wǎng)絡(luò)。

5G和TSN（時間敏感網(wǎng)絡(luò)）結(jié)合，將TSN部署于PLC和現(xiàn)場設(shè)備之間，可實現(xiàn)控制信號的高質(zhì)量確定性時延傳輸。將TSN部署于PLC之間，實現(xiàn)協(xié)同信號的高精度同步傳輸。將TSN部署于IT網(wǎng)絡(luò)與OT網(wǎng)絡(luò)之間，可實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)向信息系統(tǒng)的上傳以及控制管理信息向生產(chǎn)設(shè)備的下發(fā)。

總而言之，中興通訊南京智能濱江工廠通過將5G深入落地，為現(xiàn)場生產(chǎn)要素提供了一個穩(wěn)定且高速的數(shù)據(jù)通道，為生產(chǎn)效率提升以及打造柔性產(chǎn)線奠定了堅實的基礎(chǔ)。

█ “云-邊-端”架構(gòu)的優(yōu)勢

除了無線空口之外，5G網(wǎng)絡(luò)在架構(gòu)上的演進(jìn)升級，也給中興通訊南京智能濱江工廠帶來了很多優(yōu)勢。

5G作為通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，核心價值在于數(shù)據(jù)的高效搬運，以及算力的靈活調(diào)度。

5G引入邊緣計算后，能夠構(gòu)建“云-邊-端”的協(xié)同算力架構(gòu)，滿足“工廠級”、“車間級”、“產(chǎn)線級”不同場景的算力需求。這樣可以將最適合的業(yè)務(wù)系統(tǒng)就近部署，最大程度減少因網(wǎng)絡(luò)迂回帶來的時延，也減少了數(shù)據(jù)安全的風(fēng)險。

中興的算力服務(wù)器（R5300）

而且，將邊緣算力部署在園區(qū)內(nèi)部，由企業(yè)自己進(jìn)行管理，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)不出廠，按照企業(yè)的安全策略統(tǒng)一管理算力資源及上層應(yīng)用，大幅減少了數(shù)據(jù)安全的風(fēng)險。

在工廠園區(qū)里，除了單獨部署5G基站之外，還可以單獨部署UDM、AMF、SMF、UPF等5G核心網(wǎng)網(wǎng)元，實現(xiàn)這部分功能的下沉。當(dāng)外部出口傳輸出現(xiàn)問題時，這些網(wǎng)元能夠保障園區(qū)內(nèi)的5G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)不中斷，也不會影響生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運行。

█ AI，賦能智能制造

中興通訊南京智能濱江工廠既然是一個智能制造基地，肯定也包含了大量的AI要素和場景。

在這里，中興通訊基于5G網(wǎng)絡(luò)+數(shù)字星云（中興通訊打造的助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的整體能力架構(gòu)平臺），實現(xiàn)了生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集和控制、AI質(zhì)量檢測、智能倉儲、AGV轉(zhuǎn)運，以及園區(qū)智慧安防、能耗優(yōu)化、便捷通行、安全生產(chǎn)等，實現(xiàn)整個園區(qū)的數(shù)字孿生，打造了行業(yè)標(biāo)桿。

以質(zhì)檢場景為例，他們采用了“5G+機器視覺”云質(zhì)檢方案，替代人工進(jìn)行產(chǎn)品檢測，漏檢率從3%降低到0。也就是說，人工目檢漏檢率是3%。采用機器視覺質(zhì)檢之后，漏檢率直接被降為了0，效果非常明顯。

“5G+機器視覺”智能檢測

█ 五星工廠，名至實歸

中興通訊南京智能濱江工廠的數(shù)智化落地場景還有很多。

根據(jù)初步統(tǒng)計，他們目前共計完成24大類，110種5G融合應(yīng)用場景的業(yè)務(wù)示范落地，5G行業(yè)終端數(shù)超過400個，獲得了19項核心專利（20項發(fā)明專利，16項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），并持續(xù)增加。

在先進(jìn)數(shù)字科技的加持下，工廠的產(chǎn)能相比傳統(tǒng)工廠有了大幅的提升，每月能夠生產(chǎn)AAU（5G天線）5萬臺，5G小基站7萬臺，服務(wù)器4萬臺。5G和服務(wù)器產(chǎn)品制造成本降低了23%，生產(chǎn)線操作人員減少了53%。

5G AGV無人搬運小車

值得一提的是，工廠除了提升產(chǎn)能之外，在節(jié)能減排方面同樣花了不少心思。他們結(jié)合工廠的用能特點，從高溫自動斷電、高溫環(huán)境優(yōu)化、降高溫時間、高溫變功率測試等多方面進(jìn)行節(jié)能降耗，單臺產(chǎn)品能耗降低9.3%。

如今，中興通訊南京智能濱江工廠已經(jīng)成為了真正的5G工廠標(biāo)桿，獲獎無數(shù)。工廠的一些成熟應(yīng)用和技術(shù)，不僅在中興其它基地進(jìn)行了共享和推廣，也被全國很多的制造業(yè)企業(yè)借鑒和復(fù)制。

這個工廠充分驗證了“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的可行性，大大提升了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的影響力，也推動了整個全連接工廠新興產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

█ 結(jié)語

那天參觀完工廠，我個人內(nèi)心是非常震撼的。中國改革開放和推進(jìn)工業(yè)現(xiàn)代化，迄今只有幾十年的時間。從無到有，從弱到強，如今，我們也能夠自主建設(shè)如此強大的工廠，達(dá)到全球領(lǐng)先水平。這是不斷奮斗和創(chuàng)新的成果，證明了我們中國人也可以駕馭世界上最好的科技。

面向未來，這場科技賽跑仍然繼續(xù)下去。希望國內(nèi)能夠涌現(xiàn)出更多的5G五星工廠，推動國內(nèi)制造業(yè)的全面升級，加速讓我們國家真正從制造大國邁向制造強國。