深度“触网”,5G+工业互联网赋能大连亚明“柔性”转型

依托5G+工业互联网,大连亚明汽车部件股份有限公司经过一年的试点,整体生产效率提高40%,良品率提高30%,设备的利用率提高30%,未来大连亚明将持续推动5G在其他产品线上的应用(www.dt51.cn)。

伴随着5G时代的到来,作为重塑生产服务体系、打造未来产业竞争新优势的重要手段,工业互联网与5G的探索实践,顺应了新一代信息技术与实体经济的深度融合。但无论是工业互联网,还是5G,企业都应该回归初心,基于实际业务需求,进行管理和工艺的数字化,最终实现企业的提质、降本、增效,这才是企业应用5G+工业互联网技术的真正价值体现。

作为国家工业互联网试点示范企业、大连市首家5G+工业互联网应用示范企业,大连亚明汽车部件股份有限公司(以下简称“大连亚明”)早在1997年就开始布局信息化,并坚持走自主研发的路线,组建智能制造研发团队,通过对压铸件及其模具制造过程中的智能化装备、在线检测、智能物流等关键技术的研发,建设了基于核心压铸与机加设备的数字化车间、物联网的数据采集与传感系统、车间制造执行系统,并通过二十多年的发展建设,已形成数字化、可视化、网络化、智能化的生产运营新模式。

问题导向 5G务实数字化转型基座

大连亚明作为中国压铸行业龙头企业,有着近七十年的行业深耕经验,主营汽车发动机、变速器铝合金压铸件以及新能源汽车电池、电机、电控三电壳体压铸件的研发和制造。但随着汽车关键压铸件的精度、难度、复杂性不断增加,原有各工序间衔接效率低、过程不透明、流程不受控、数据不协同的局面愈加明显,大连亚明与大连联通携手,进行整个厂区的5G通信网络覆盖,替代了传统的有线网络和WIFI,摆脱了线的束缚,机床、设备的布局调整更加灵活方便。而且,基于5G大带宽、高速率和低时延的特点,厂区通信速度比以往快了十倍以上,加快了数据的收集和信号的传递,实现了对机器和设备的实时控制。

大连亚明汽车部件股份有限公司副总经理兼CIO肖庆阳认为,5G作为一种新兴的技术手段,不能解决所有的问题。对企业而言,数字化转型要遵循规律,循序推进,不能贪功冒进,要根据实际业务需求和生产痛点、难点,合理利用信息化技术进行改善,逐步构建数字化车间。

在构建数字化车间的过程中,企业可以针对特定场景,基于业务,逐步采用5G、大数据、工业视觉、人工智能等技术。对大连亚明而言,当务之急是解决柔性化产线的问题,从设备的智能化改造开启5G+工业互联网的应用。

漫游式AGV机器人

在大连亚明的智能化车间,在5G网络的覆盖下,产线高速运转中,AGV机器人自如穿行在车间内,快速有序地把物料搬运到指定位置。

以往,AGV机器人多采用自调导航和激光导航两种方式,但随着图像识别、大数据分析、5G等技术的发展,催生了新的导航方式。企业可以把厂区、生产线、设备等布局通过建模的方式数字化,运用软件定义的方式实现技术的改良。

肖庆阳表示,基于5G技术,大连亚明对生产车间进行5G智能化升级,赋能车间内的AGV搬运机器人,通过5G网络的超低延时和无死角覆盖,AGV搬运机器人在5G网络上实现实时通讯;结合AI自动驾驶技术,无需依赖地面磁条,摆脱了固定路线,运用图像识别技术进行导航,实现运输速度的灵活实时变化和运输路线的灵活按需调整,车间作业车流量极大提高,不仅缓解劳动力成本上涨带来的压力,而且提高了生产效率,实现了更加柔性化的生产,降低单位时间内的成本,提升了产品品质,从而提升企业的整体效益。

5G+AI视觉检测赋能,生产效率提高40%

在5G、AI等技术的加持下,视觉检测技术赋予了设备“眼睛”“大脑”的意义,可以实时感知目标、获取图像,将人从“产品检测”的密集型劳动中解放出来。

在传统制造企业,对于零件在生产过程中出现的表面瑕疵,例如划痕、裂纹、螺纹孔的漏加工等都是依靠肉眼识别的,难免出现漏检的情况。所以,针对这种情况,大连亚明通过自主研发与高校合作的方式,经过一年多的研发,将四款产品投入到了5G+AI的工业视觉检测技术的应用中,在一些柔性工位安装高清工业相机,利用5G技术传输速率高的特点将采集到高清图片上传至云端,通过云端的数据建模和深度学习进行大数据分析,将人工质检工作转为AI的工业视觉,识别出不良品并实时反馈给现场端,最后通过现场工位分拣出不良件,大大提高了生产效率和产品质量的有效控制。

目前,这一场景已成为工业智能制造的重要标志之一。

由于视觉识别技术的算法相对复杂,所以在项目实施前期,大连亚明进行了为期近一年的研发。项目初期,检测的效率和成功率无法满足需求,但经过不断深入研究,后期项目达到了客户的要求标准,所产生的效果是立竿见影的。不仅快速取代了人工进行机器检测,效果也非常显著,整体效率是传统有线、WIFI、4G的几十倍。

“目前,依托5G+AI视觉检测技术的四种产品,经过一年的试行,总体的生产效率提高了40%,良品率提高了30%,后续大连亚明将继续推动5G在其他产品线上的应用。”

5G远程运维,提高设备利用率30%

大连亚明的供应商分散在全国各地,通过远程运维平台,专家可以通过VR眼镜远程与现场方进行互动,无需到现场就可以及时给出正确的分析与判断,远程指导现场员工进行操作,实现了降本增效。肖庆阳表示,远程运维系统的上线,不仅可以迅速解决问题,恢复生产,而且节省了路上的时间和成本。其次,大连亚明对水电气基础能源和一些重点设备加装了传感器和数据采集模块,通过5G网络实时对数据进行采集、监控和分析,实现对设备的维修保养预测,从被动应变转为主动预防,将设备的利用率提高了30%以上,大大降低了维修和误工成本。

维修工程师无需到达现场就可以通过高清图像、VR,远程进行互动,完成设备的检修。据肖庆阳介绍,当设备出现故障的时候,利用5G技术,通过设备传感器发送信号给运维人员,让其无需到达现场就可以借助5G高清镜头,自由调整摄像头角度,观察设备的故障点。

肖庆阳表示:“基于5G,我们打造了数字化、可视化、智能化的机房运维系统,可帮助工程师快速现场检测定位处理故障,并通过VR眼镜实时与专家远程互动,从而打破时空限制,有效提升了运维保障效率。而且由于采集到的是高清图像,分辨率也非常高,所以可以清晰看到产品细节,让观看者无需到达现场也可以分析设备故障,大大提高了企业的生产效率。”

肖庆阳还表示,大连亚明的产线非常多,而且多是柔性产线,布局调整、同时生产不同零件的常态,所以灵活的5G无线通信是非常适合的,不仅传输速度快、效率效果也远超以往传统的通信方式。“之前我们是计划依托边缘计算进行现场多硬件设备的布置,但投资成本会非常大,也无法实现柔性化的生产和检测。5G的应用,则解决了这一难题,而且大大提高了生产和检测效率。”

现阶段,对于5G+工业互联网的应用,大连亚明只是在局部进行了深化,下一步将继续增加设备互联的点数,最终实现内部人机料法环全链条的互联互通。

肖庆阳表示,生产现场可视化、透明化的管控,同样也需要5G+工业互联网技术,将采集到的工艺参数转变为更直观的数据,实现实时、可视化的监控,提高现场管控的能力和水平。最后,我们将采集分析出来的数据,给到业务部门,依托内部数据模型进行业务分析,发现业务生产过程中的规律和经验数据,从而对业务进行改善和拓展,帮助企业实现降本增效的最终目的。

工业互联网的本质就是工业要素的互联,企业可以借助传感器、图像识别技术、工业条码、FRID等技术,实现工业要素之间的互联。大连亚明目前已经实现了第一阶段——设备的互联,下一步我们将进行数字孪生工厂的建设,通过现有的技术,实现物理工厂和虚拟工厂的孪生建设,提高现场的生产管控能力和柔性制造能力,进一步加强对设备的管控能力、设备柔性制造的能力和设备远程运维的能力,这是我们下一步的重点建设方向。

(图片来源:大连亚明汽车部件有限公司)

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