文/本刊編輯部 李國慶

　　在“數(shù)字大腦”的指揮下，機械臂在集成電路板上揮舞，60s內(nèi)貼合7 000多個比螞蟻還小的零部件，旁邊是半人高的AGV無人運輸車，有序穿梭在生產(chǎn)車間里……

　　在杭州蕭山區(qū)，一座集合了5G、人工智能和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的新華三未來工廠，成為智能工廠建設(shè)的一面旗幟。

　　近日，在由機械工業(yè)信息研究院旗下《智能制造》雜志與新華三集團聯(lián)合主辦的2023智能制造高端沙龍期間，近百位來自制造業(yè)信息化領(lǐng)域的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)專家一道參觀了新華三未來工廠。

　　作為業(yè)界先進(jìn)的智能制造樣板工廠，同時也是浙江杭州智能制造實踐的“網(wǎng)紅打卡地”，新華三未來工廠應(yīng)用的系列數(shù)字化解決方案，業(yè)已收獲實效，同時具備可復(fù)制性，能夠面向行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用，真正實現(xiàn)行業(yè)賦能。

　　為智能制造立標(biāo)桿，為落地賦能樹旗幟

　　回溯新華三未來工廠的建設(shè)時間節(jié)點，2019年8月，工廠正式舉行開工儀式；2021年8月，工廠完成交付并全面啟動設(shè)備進(jìn)場和人員入駐。其中，一期投產(chǎn)的智能產(chǎn)線有2條，主要用于新華三高端服務(wù)器的生產(chǎn)制造，年產(chǎn)服務(wù)器50萬臺。

　　這座工廠建設(shè)初期便設(shè)立了幾個重要目標(biāo)。首先在高端智能制造方面，新華三要持續(xù)推進(jìn)自主創(chuàng)新及研發(fā)能力，去打造世界級的高科技生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈；其次是優(yōu)化供應(yīng)鏈，其目的是為了今后企業(yè)能夠擁有自研、自制和自銷的全鏈化流程，能夠?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量有更好的把控，對市場需求也能更快地做出響應(yīng)；此外，在高端服務(wù)器制造方面，依托于新華三現(xiàn)有的信息技術(shù)，致力于打造業(yè)界領(lǐng)先的智能工廠樣板點，并形成可復(fù)制的數(shù)字化工廠解決方案，向業(yè)界輸出，推動整個產(chǎn)業(yè)鏈向數(shù)字化、智能化的轉(zhuǎn)型持續(xù)邁進(jìn)，整體帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提升行業(yè)競爭力。

　　工廠落成之后，從智能研發(fā)、智能生產(chǎn)、智能物流到智能銷售、智能服務(wù)和智慧園區(qū)等各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)了數(shù)字化的打通，具有精益、智能、柔性、物聯(lián)和綠色的先進(jìn)性特征。

　　比如在精益方面，這座工廠實現(xiàn)了設(shè)計精益化、倉儲物流精益化和生產(chǎn)精益化。通過設(shè)計立庫打破各樓層限制，實現(xiàn)同等場地的儲位最大化，利用U型線體和穿層物流，大大提高了周轉(zhuǎn)效率，利用立庫、多穿庫、環(huán)形庫協(xié)同AGV實現(xiàn)物料按需精準(zhǔn)配送，使得物流自動化運作效率成倍提升。同時，工廠還打造了行業(yè)首創(chuàng)的全自動服務(wù)器主板組裝線，實現(xiàn)單板加工（SMT）、單板組測、整機組測和包裝的自動化生產(chǎn)，目前這座工廠人員同比減少60%，同時人均產(chǎn)出提升了5倍。

　　此外，在智能生產(chǎn)管理方面，基于工業(yè)4.0理念，通過數(shù)字孿生手段，工廠引入AI+5G技術(shù)，實現(xiàn)單板和整機檢測方式的創(chuàng)新；使用智能測試系統(tǒng)，實現(xiàn)全面定制化測試創(chuàng)新。針對產(chǎn)品特點智能化配置，實現(xiàn)產(chǎn)線的柔性化與定制化業(yè)務(wù)需求。靈活、精準(zhǔn)地開展智能產(chǎn)線規(guī)劃。

　　值得一體的是，通過產(chǎn)品和工藝設(shè)計創(chuàng)新，高精度機器人和AGV自動上下料，首次實現(xiàn)單板加工無人化，整機加工少人化，整體加工自動化率達(dá)到88%，業(yè)界第一。同時，通過數(shù)字化運營管理中心，可實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場可視化，生產(chǎn)各類實時數(shù)據(jù)的量化分析，現(xiàn)場管理效率提升50%。

　　而在智能設(shè)備管理方面，工廠通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺對全廠所有生產(chǎn)、物流設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)設(shè)備的可視化和統(tǒng)一化管理。通過對設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析，可實現(xiàn)設(shè)備的異常主動預(yù)警、預(yù)防性維護等智能化應(yīng)用，使設(shè)備稼動率提升15%。

　　深入核心場景，重塑“工廠上云”新價值

　　針對新華三未來工廠的整體業(yè)務(wù)戰(zhàn)略，工廠還設(shè)計了一個既滿足于當(dāng)下，也能隨需迭代的技術(shù)體系架構(gòu)?？偟膩碚f，它脫胎于新華三的“數(shù)字大腦”計劃，包括4個基礎(chǔ)模塊和N 個業(yè)務(wù)應(yīng)用。其中的基礎(chǔ)模塊包括基于一體化設(shè)計的云邊協(xié)同架構(gòu)及主動安全和統(tǒng)一運維模塊。

　　據(jù)了解，工廠設(shè)備通過各種邊緣節(jié)點接入到本地云上，被采集的數(shù)據(jù)在云端匯總分析，在智能算法的加持下，管理員可以實時精準(zhǔn)地掌握工廠的運營狀態(tài)。在整個平臺上能夠同時支持傳統(tǒng)的和云智原生的應(yīng)用，可實現(xiàn)應(yīng)用的敏態(tài)智能開發(fā)。目前已經(jīng)上線了幾十個應(yīng)用，涵蓋設(shè)備物聯(lián)、MES、WMS、品控管理、物流和園區(qū)管理等。

　　通過此架構(gòu)為新華三未來工廠提供一套穩(wěn)定的、高性能的、可靠的和智能的支撐系統(tǒng)，在數(shù)字化、全連接、自動化和智能化等幾個方面的能力取得了領(lǐng)先行業(yè)的地位。

　　電子信息制造行業(yè)正在由傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)向市場需求導(dǎo)向的模式。新的模式要求在運營管理過程中，需要對各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行良好的運營管理。工廠面臨的挑戰(zhàn)就是在運營管理過程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)體量大、分布廣泛、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且維度多，導(dǎo)致不能精準(zhǔn)掌握企業(yè)現(xiàn)狀，無法及時決策并有效預(yù)測企業(yè)未來狀況，進(jìn)而帶來企業(yè)效率、質(zhì)量和成本等方面的問題。

　　對此，新華三設(shè)計了一套基于智能架構(gòu)的工廠治理云圖系統(tǒng)。它能支持業(yè)務(wù)自定義的擴展模式，支持私有云、公有云及混合部署方式，能將工廠所有數(shù)據(jù)集中管理。支持業(yè)務(wù)場景化、可視化實時展現(xiàn)，現(xiàn)場感強，提升企業(yè)整體形象。通過數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)模型和預(yù)測模型，對工廠數(shù)據(jù)進(jìn)行立體實時分析，對未來業(yè)務(wù)場景進(jìn)行模擬，為決策管理提供參考依據(jù)，降低運營風(fēng)險。

　　設(shè)備智連和數(shù)據(jù)采集是新華三未來工廠實現(xiàn)數(shù)據(jù)化管理的基礎(chǔ)條件。目前工廠已經(jīng)可以實現(xiàn)對全廠設(shè)備資產(chǎn)的數(shù)字化統(tǒng)一管理，包括生產(chǎn)設(shè)備物聯(lián)狀態(tài)實時監(jiān)控、設(shè)備參數(shù)程序隨業(yè)務(wù)需求的自動調(diào)整和設(shè)備運維的全流程管控，通過構(gòu)建新華三未來工廠設(shè)備物聯(lián)互聯(lián)互通的數(shù)采標(biāo)準(zhǔn)、接入標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)集成標(biāo)準(zhǔn)等基礎(chǔ)能力，有效支撐生產(chǎn)管理的運轉(zhuǎn)與執(zhí)行。設(shè)備物聯(lián)管理平臺提供多源的邊緣設(shè)備接入能力與強大的邊緣計算能力，支持多種工業(yè)協(xié)議解析，提供可視化流式管理，提供設(shè)備精準(zhǔn)運維管理，助力企業(yè)數(shù)字化生產(chǎn)，打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)桿工廠。

　　同時，為交付質(zhì)量更優(yōu)的電子產(chǎn)品，新華三未來工廠設(shè)置了數(shù)字化產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)基地，其中包括了人工智能技術(shù)的引入，主要是使用AI結(jié)合傳統(tǒng)機器視覺對產(chǎn)品外觀進(jìn)行缺陷判斷，并利用云計算技術(shù)，進(jìn)行模型的迭代升級?；贏I模型的一體化品控服務(wù)，采用云、邊、端一體化的架構(gòu), 云端實現(xiàn)在線標(biāo)注、數(shù)據(jù)增廣、模型訓(xùn)練、模型測試和模型下發(fā)等功能，采集端支持圖像采集，邊緣端進(jìn)行圖像處理和上傳。

　　整個方案包括自動化設(shè)備、視覺系統(tǒng)、邊緣工控機及軟件。通過對接客戶流水線產(chǎn)線，完成采圖、OCR識別和缺陷分析判斷等功能，具備可視化界面、復(fù)判功能服務(wù)及網(wǎng)絡(luò)存儲等功能，支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信對接，實現(xiàn)產(chǎn)品缺陷特征的自動識別、歸類及精準(zhǔn)判斷。

　　此外，品控云服務(wù)結(jié)合當(dāng)下5G技術(shù)與AI深度學(xué)習(xí)技術(shù)的運用，克服了傳統(tǒng)人工檢驗的過程質(zhì)量不穩(wěn)定問題，以及傳統(tǒng)視覺模型無法優(yōu)化升級等問題。

　　基于AI深度學(xué)習(xí)技術(shù)，實現(xiàn)隨機瑕疵的有效判斷，是生產(chǎn)制造企業(yè)成品外觀檢驗新風(fēng)向，基于云端模型可實現(xiàn)行業(yè)方案的快速復(fù)制快速應(yīng)用到新產(chǎn)線，將大量減少產(chǎn)線人員，推進(jìn)制造工廠檢測升級，提高品質(zhì)管控的量化水平，提升行業(yè)的數(shù)字化運作能力，提高企業(yè)的生產(chǎn)力和生產(chǎn)效益，推動產(chǎn)業(yè)的智能化進(jìn)程。

　　“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”實踐標(biāo)桿

　　在服務(wù)器中，單板作為硬件智能控制的中樞平臺，是整個生產(chǎn)制造流程的核心之一。在新華三未來工廠的單板生產(chǎn)線上，5G的創(chuàng)新技術(shù)全方位地融入到了生產(chǎn)、控制和檢測的各個環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在，SPI錫膏檢測設(shè)備、AOI自動光學(xué)檢測機等專業(yè)設(shè)備都能通過5G專網(wǎng)接入邊緣算力平臺，在5G網(wǎng)絡(luò)的加持之下，智能化的生產(chǎn)線能讓幾千個零部件在極短時間內(nèi)快速組合，全方位的AI視覺檢測更保證了產(chǎn)品品質(zhì)，為數(shù)字世界筑造起了堅實有力的算力中樞。

　　在服務(wù)器的生產(chǎn)過程中，把內(nèi)存條、電源和硬盤等等組件快速精準(zhǔn)地組合在一起，是整個制程中最復(fù)雜、難度最高的工序之一。在智能工廠全國第一條全自動服務(wù)器整機組裝線上，無數(shù)的機械臂通過5G網(wǎng)絡(luò)接受著來自云端的統(tǒng)一指令，僅用幾分鐘就能快速變線，生產(chǎn)完之后還要經(jīng)過工業(yè)相機360°的全面檢測，不放過任何一處細(xì)小的缺陷。

　　新華三未來工廠已成為“5G+智能工廠”實踐的標(biāo)桿。在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，通過應(yīng)用5G相關(guān)技術(shù)，達(dá)到了降本增效的目的，為“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用樹立了行業(yè)典范。

　　面對未來工廠全設(shè)備感知及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的特點，為了滿足未來工廠在業(yè)務(wù)協(xié)同和數(shù)據(jù)交互方面的新需求，對應(yīng)的5G技術(shù)也需要不斷更新迭代。在智能工廠中，通過5G定制專網(wǎng)及定制云網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的精細(xì)化切分，以滿足內(nèi)部外部不同場景的需求。

　　基于5G技術(shù)的超強能力，提供3C制造業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的高帶寬、低時延和海量接入的新的想象空間，使能制造業(yè)降本增效。新華三未來工廠也在若干場景采用了5G方案。

　　首先是場內(nèi)物流5G + AGV，AGV在不同物料搬運中體現(xiàn)的柔性化、準(zhǔn)時化優(yōu)勢，從而形成一個完整的無標(biāo)識智能搬運AGV系統(tǒng)，提升貨物管理、安全和準(zhǔn)確性。

　　其次是質(zhì)量品質(zhì)管理。5G+AOI/AXI/SPI，通過5G網(wǎng)絡(luò)為無線通信底座，結(jié)合AOI/AXI/SPI進(jìn)行自動化檢測，準(zhǔn)確無誤的發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品瑕疵，精確定位問題產(chǎn)品，提升產(chǎn)品高質(zhì)量和良好口碑，減少停機時間，優(yōu)化生產(chǎn)質(zhì)量并減少操作員的工作負(fù)荷，使用集中式的控制和數(shù)據(jù)分析進(jìn)行互操作。

　　第三方面是5G+AR/VR的應(yīng)用，實現(xiàn)裝配工藝的模擬和優(yōu)化，提高概念設(shè)計的效率，精簡設(shè)計單位和更加有效地進(jìn)行工廠規(guī)劃、客戶溝通,虛擬現(xiàn)實與智能制造的“虛實融合”。

　　據(jù)了解，整個5G端到端解決方案分為5個部分，分別是生產(chǎn)設(shè)備地終端層、完成終端設(shè)備接入5G網(wǎng)絡(luò)地接入設(shè)備層、5G網(wǎng)絡(luò)部分、提供云服務(wù)的園區(qū)數(shù)據(jù)中心及在其之上運行的各種行業(yè)應(yīng)用服務(wù)層。新華三具備端到端全場景解決方案的能力，涵蓋了基礎(chǔ)工程、網(wǎng)絡(luò)、平臺、應(yīng)用服務(wù)和運營管理，提供多種網(wǎng)絡(luò)接入方式：有線、無線wifi、5G和UWB；在平臺側(cè)通過新華三園區(qū)數(shù)字平臺和紫光工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行納管，并實現(xiàn)工廠的智能安防、AGV調(diào)度、能耗管理和高精度定位等智慧工廠業(yè)務(wù)；實現(xiàn)制造行業(yè)數(shù)字智能化轉(zhuǎn)型。

　　在這座智能工廠里，新華三集團以5G、AI等云智原生的技術(shù)創(chuàng)新，定義了未來工廠進(jìn)化的方向。

　　在工廠里掀起綠色化浪潮

　　作為一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革，實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和是我國一項重大戰(zhàn)略決策。在“雙碳”戰(zhàn)略和“數(shù)字浙江”目標(biāo)指引下，新華三集團一直致力于積極探索雙碳演化路徑。

　　新華三未來工廠是雙碳時代下節(jié)能減排領(lǐng)域的標(biāo)桿案例，也是新華三在零碳智慧園區(qū)建設(shè)中的典型代表。新華三未來工廠數(shù)字化和綠色化轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，新華三集團充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，同時集結(jié)行業(yè)生態(tài)資源，以新華三數(shù)字大腦為核心底座，整合物聯(lián)、視頻、5G、云計算、大數(shù)據(jù)、AI和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等最新技術(shù)能力，形成數(shù)字化雙碳智慧平臺，并從產(chǎn)業(yè)層、企業(yè)層和園區(qū)層3層實踐電子行業(yè)全面雙碳數(shù)字化管理，打造國內(nèi)領(lǐng)先的工業(yè)4.0樣板點，最終實現(xiàn)“智能工廠”解決方案的產(chǎn)品化。

　　在新能源方面，通過利用新能源技術(shù)和儲能技術(shù)，可明顯改善廠區(qū)碳排放現(xiàn)狀并減少能源支出。以新華三未來工廠實施光伏工程為例，可根據(jù)工廠可用屋頂面積進(jìn)行屋頂光伏鋪設(shè)，光伏鋪設(shè)面積1萬m2，裝機容量1 000kW，實現(xiàn)電力自發(fā)自用，并利用余電上網(wǎng)，使屋頂利用率最大化。

　　新華三智慧園區(qū)解決方案以綠洲平臺為核心底座，整合物聯(lián)、視頻、大數(shù)據(jù)和AI等新ICT能力，賦能各行業(yè)園區(qū)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。當(dāng)前已服務(wù)超過50個智慧園區(qū)。

　　近年來，新華三集團加快推進(jìn)“數(shù)實融合”，將數(shù)字化變革與促進(jìn)“碳中和”結(jié)合起來，并針對零碳智慧園區(qū)建設(shè)，在業(yè)界率先提出“1+4+N”頂層設(shè)計理念，從源、探、管和服4個維度，全面賦能傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)加快綠色低碳轉(zhuǎn)型。如今，新華三除率先通過在新華三未來工廠開展數(shù)據(jù)驅(qū)動的雙碳實踐，樹立行業(yè)標(biāo)桿之外，還以模塊化自由組合的方式對外輸出方案能力。截至目前，該方案已在百行百業(yè)的眾多園區(qū)落地實施。

　　寫在最后

　　當(dāng)前，新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)融合發(fā)展，已成為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的鮮明特色，正在驅(qū)動全球產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈發(fā)生深刻變化。黨的十八大以來，我國智能制造應(yīng)用規(guī)模和發(fā)展水平大幅躍升，制造業(yè)智能化發(fā)展成效明顯。目前，我國已建成2 100多個高水平的數(shù)字化車間和智能工廠。其中，209家示范標(biāo)桿工廠開展智能化改造后，產(chǎn)品研發(fā)周期縮短20.7%，生產(chǎn)效率提升34.8%，不良品率降低27.4%，碳排放減少21.2%。

　　據(jù)悉，未來，工信部將落實《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》，持續(xù)開展智能制造試點示范行動，特別是圍繞設(shè)計、生產(chǎn)、管理和服務(wù)等制造全流程，挖掘一批低成本、模塊化、可落地、易推廣且?guī)右饬x強的智能制造典型場景，建設(shè)細(xì)分行業(yè)智能制造示范工廠，探索智能制造最佳實踐推廣路徑。

　　新華三未來工廠在戰(zhàn)略規(guī)劃、管理運營、模式創(chuàng)新和信息網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)等方面全面布局。通過利用新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的融合，建立全鏈條、高效協(xié)同的全生命周期的服務(wù)型制造模式，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化、集成化、平臺化，正在成為智能工廠的新標(biāo)桿。同時，新華三也正在積極發(fā)揮旗艦型企業(yè)、鏈主型企業(yè)作用，將這座未來工廠打造為智能工廠樣板點，向外界輸出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字化智能工廠解決方案”最佳實踐，助力制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

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