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一、項(xiàng)目背景

美的集團(tuán)創(chuàng)立于1968年，是一家消費(fèi)電器、暖通空調(diào)、機(jī)器人與自動(dòng)化系統(tǒng)、智能供應(yīng)鏈（物流）的科技集團(tuán)，是《財(cái)富》世界500強(qiáng)榜單中排名第一的中國白色家電制造企業(yè)。美的集團(tuán)旗下?lián)碛腥疑鲜泄?、四大產(chǎn)業(yè)集團(tuán)，美的集團(tuán)有員工8萬人，并在全國設(shè)有強(qiáng)大的銷售網(wǎng)絡(luò)，及在13個(gè)國家設(shè)有海外機(jī)構(gòu)，是中國最具規(guī)模的白色家電生產(chǎn)基地和出口基地之一。

作為國內(nèi)最大的白電生產(chǎn)創(chuàng)造企業(yè)，美的集團(tuán)一直致力于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化全自動(dòng)生產(chǎn)以替代人力生產(chǎn)。2017年1月6日,美的集團(tuán)正式以37億歐元(約合292億人民幣)的價(jià)格完成了對于全球四大工業(yè)機(jī)器人公司——庫卡(KUKA)94.55%股份的收購，通過自動(dòng)化技術(shù)驅(qū)動(dòng)的制造產(chǎn)業(yè)升級。2019年7月，美的集團(tuán)與中國移動(dòng)簽訂了5G戰(zhàn)略合作協(xié)議，計(jì)劃與中國移動(dòng)集團(tuán)合作開展5G智能工廠試點(diǎn)建設(shè)，以進(jìn)一步提高現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化及AI智能化水平，并逐步實(shí)現(xiàn)美的集團(tuán)更多的生產(chǎn)制造線的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)改造。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的通信涉及固定設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備，如注塑機(jī)、沖壓機(jī)、機(jī)械臂、AGV等，目前以有線、Wi-Fi為主的煙囪式工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)難以適應(yīng)產(chǎn)品快速迭代和柔性制造的需求。利用5G低延時(shí)、大連接的特性，可以很好滿足工業(yè)大數(shù)據(jù)采集以及遠(yuǎn)程設(shè)備的要求。5G的大帶寬特性也能夠使得以機(jī)器視覺技術(shù)的人工智能深度學(xué)習(xí)、ORC識別的方式進(jìn)行缺陷檢測成為可能。并將機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用于進(jìn)行融合定位和障礙物判斷，經(jīng)低時(shí)延5G網(wǎng)絡(luò)上傳位置和運(yùn)動(dòng)信息，實(shí)現(xiàn)工業(yè)場景中AGV在接收任務(wù)后或遠(yuǎn)程控制中的自動(dòng)避障。

二、項(xiàng)目實(shí)施

1.總體實(shí)施思路與架構(gòu)

本項(xiàng)目在美的集團(tuán)順德洗滌制造有限公司試點(diǎn)，采用以5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)，更好地滿足美的洗滌公司降本增效、產(chǎn)線柔性化制造、設(shè)備快速迭代的發(fā)展需求，輸出涵蓋美的洗滌智慧工廠總裝、電子、鈑金、注塑等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，同時(shí)升級物流、能源、SCADA、中控等流程的5G 智慧工廠解決方案。

應(yīng)用層：實(shí)現(xiàn)采集類、控制類、交互類業(yè)務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心應(yīng)用。

平臺層：與美的數(shù)據(jù)中心通過光纖專線連接，連接計(jì)算平臺、大數(shù)據(jù)平臺、AI平臺、云平臺。

網(wǎng)絡(luò)層：通過MEC方案將敏感數(shù)據(jù)在園區(qū)內(nèi)計(jì)算，更適應(yīng)實(shí)時(shí)、安全、易于管理等需求。

終端層：接入包括庫卡機(jī)器人、電子看板、MES掃碼器、工業(yè)相機(jī)等工業(yè)設(shè)備。

2.應(yīng)用場景與技術(shù)方案

（1）生產(chǎn)數(shù)據(jù)無線化采集場景：對MES掃碼、聯(lián)機(jī)數(shù)控機(jī)床等設(shè)備進(jìn)行5G化改造，解決生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法實(shí)時(shí)采集和WIFI網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的問題。5G網(wǎng)絡(luò)將在作為試點(diǎn)工廠MES系統(tǒng)的主載體，基于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)升級，縮短IT網(wǎng)絡(luò)檢修和改造對生產(chǎn)影響。

（2）機(jī)器視覺缺陷檢測：通過部署超高清攝像頭采集PCB電路板的圖像，并結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、低延時(shí)特性，將數(shù)據(jù)傳輸至部署在邊緣云上的圖像分析系統(tǒng)，自動(dòng)判斷PCB是否存在缺陷，并反饋分析結(jié)果, 未來，還將部署分揀機(jī)器人可根據(jù)圖像識別系統(tǒng)結(jié)果挑出不良產(chǎn)品。

基于5G大帶寬技術(shù)，生產(chǎn)線機(jī)器視覺檢測直接以無線的方式部署4K清晰度以上的超高清工業(yè)攝像頭，避免了布線成本以及對產(chǎn)線的影響。同時(shí)采集的產(chǎn)品高清圖像通過極低的時(shí)延傳輸至AI平臺，通過人工智能技術(shù)的深度學(xué)習(xí)圖像分類模型進(jìn)行計(jì)算，對產(chǎn)線上的元器件進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)分析，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能實(shí)時(shí)檢測。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷標(biāo)注，杜絕人工檢測過程的漏檢錯(cuò)檢問題；同時(shí)，所有單元無線組網(wǎng)，可按需、快速、靈活組合。

5G高速率所保證的超高清晰度視頻可大大提高人工智能分析的準(zhǔn)確率，并可利用網(wǎng)絡(luò)切片和移動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)在降低傳輸時(shí)延同時(shí)，為美的快速部署端到端工業(yè)專網(wǎng)，解決工業(yè)企業(yè)所關(guān)注的數(shù)據(jù)不出廠問題。

（3）5G AGV控制：采用5G網(wǎng)絡(luò)對電子車間生產(chǎn)路線進(jìn)行改造，在5G AGV機(jī)器人上嵌入RFID，可通過無線連接靈活調(diào)整線路、聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)AGV物料靈活調(diào)度。

部署在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的AGV管理支撐系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的云共享，實(shí)現(xiàn)工作算法迭代優(yōu)化，系統(tǒng)調(diào)度能力的提高，提供技術(shù)人員在遠(yuǎn)端應(yīng)急介入能力。

三、實(shí)施效果

1、降低生產(chǎn)成本

在標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)線中，人較于機(jī)器的生產(chǎn)效率低，成本高，且出錯(cuò)率高，通過機(jī)器換人的方式，可以大大提升產(chǎn)線生產(chǎn)效率。具有智能化行為特征的AGV機(jī)器人應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線的機(jī)器換人，同時(shí)在疫情期間很好地解決工人人員到位不及時(shí)問題，加快企業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)。預(yù)計(jì)三年節(jié)約試點(diǎn)項(xiàng)目工廠的運(yùn)維成本300萬。

2、生產(chǎn)質(zhì)量提升

通過機(jī)器視覺融合5G技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品缺陷檢測，提高0.1%的良品率，對本試點(diǎn)項(xiàng)目中的大規(guī)模制造企業(yè)每年可實(shí)現(xiàn)2000萬以上的經(jīng)濟(jì)效益提升。