在全球通讯设备制造领域,物流智能化正成为破解“多品种、快交付、高精密”生产难题的关键密钥。中兴通讯以南京滨江智能制造基地为试验场,探索“5G+智能物流”技术在厂内物流领域的创新应用,为行业构建“柔性、高效、低成本、可复制”的5G全连接智能物流样板。
作为全球领先的综合信息与通信技术解决方案提供商,中兴通讯拥有南京、西安、长沙、深圳和河源五大智能制造生产基地,可实现每分钟产出8台基站、每秒产出终端超10台、年发货量超100万立方米,产品交付覆盖全球超160个国家和地区,为全球超20亿用户服务。随着5G商用以及人工智能(AI)迅猛发展,中兴通讯顺势而为,加速推进制造与物流的数智化升级,打造高端化、绿色化与智能化标杆工厂。其中,其南京滨江工厂作为国内首个通过中国信息通信研究院认证的“五星5G工厂”,深度融合5G、AI、机器视觉等新技术,构建出一整套覆盖厂内物流全业务场景的“5G+智能物流”综合解决方案,引领行业之先。
为全面了解5G技术与智能制造深度融合下的物流创新实践,本刊记者对中兴通讯股份有限公司无线及算力生产部部长杨雷先生进行专访,主要围绕通讯设备制造领域的物流变革、技术落地、实践成效及未来趋势等话题展开深入对话。
杨雷
中兴通讯股份有限公司无线及算力生产部部长
记者:根据您的观察,通讯行业的生产物流与仓储物流有哪些显著特点?
杨雷:就中兴通讯所处的通讯行业而言,在生产物流与仓储物流方面有以下特殊性:
第一,其产品构成复杂,一块单板往往要由数百种物料、上万颗器件组装而成,其物料的发放和齐套需要多仓储单元和生产单元协同完成,贯穿其中的生产物流与仓储物流较为复杂,传统的人工模式难以支撑,需要多层级、多元化的自动化与智能化物流技术解决方案支撑。
第二,其存在周期要求高、生产计划波动大的交付特点,对交付敏捷性、柔性提出更高要求。而在传统人工模式下,多工序、多环节协同方面容易存在断点导致等待较多,周期难以满足客户需求,同时受制于人力招聘、培养等因素,快速响应波峰需求的能力较弱,应对波谷的灵活性也不足,亟须进行生产物流与仓储物流升级。
智能制造顶层设计
第三,自动化设备的类型较多,多楼层、多库房之间的协同比较困难,如何实现多种物流设备与设备、设备与系统、系统与系统等等之间的多维度贯通、精密协同、柔性调度,也是一大考验。例如,在通讯网络上,传统有线/Wi-Fi通信方式的设备部署复杂、数据传输时延高、稳定性差等技术难点问题,导致AGV等设备多车间调度受限。
记者:在智能制造大发展与全球供应链重构的背景下,中兴通讯近年来是如何规划与推进制造升级战略的?
杨雷:在数字化转型加速的背景下,中兴通讯在制造升级方面始终坚持以创新驱动发展,积极拥抱智能制造带来的变革机遇。我们秉持“数字经济筑路者”的定位,以数字化转型为抓手,勇于创新与变革,持续推进制造升级,构建技术领先、成本领先、质量优异的核心竞争力,以打造电子制造行业标杆为战略目标。
近年来,中兴通讯协同布局五大智能制造基地,以新基地建设为契机,实施智能制造升级,不断提升制造能力和生产效益,提升客户体验,助力公司品牌形象建设。在实施路径上,以“数字星云”工业互联网平台为底座,按照全场景客户价值导向进行智能工厂规划,通过5G、AI等创新技术应用,实现装备智联化、制造数字化和运营智能化。
1.装备智联化。以产品为核心,可自动化设计,降低自动化难度与实施成本;精益是基础,不在落后的流程/工艺上做自动化,装备可组装式开发,最大程度上满足多种产品的兼容生产与快速换线。通过5G+工业PON网络连接、多系统集成与调度,对五大制造基地进行了全方位的5G网络覆盖,实现从研发到生产的全流程智能化贯通、设备数据实时采集、参数自主调节、全流程生产监控与智能预警。
2.制造数字化。以数字化转型为目标,推动IT与OT深度融合,建设设备智能管理平台和生产云平台,完善数据采集,实现生产全流程可视;利用AI、大数据等技术,挖掘数据价值;同时,面向智能制造重构IT系统,实现制造业务与流程的数字化。
3.运营智能化。构建“数据+算法”驱动的制造数字孪生,以“AI智能技术”赋能制造,拉通智能运营、智能研发、智能供应,让设备、系统、数据上云,通过建立“数据+算法”驱动的生产数字孪生,实现运营可视、风险可防、决策可信。
记者:为顺应制造全面升级,中兴通讯在生产物流与仓储物流环节进行了哪些技术与方案创新?
杨雷:随着装备智联化、制造数字化和运营智能化的持续深入,中兴通讯以“信息流智能自动流转、实物流高效自动流转”为愿景牵引,以智能技术为引擎,持续推动生产与仓储自动化升级与数智化转型,逐步向未来超级智能体工厂演进。
作为智能制造的重要组成部分,物流环节以双流自动化为牵引,加快生产物流以及仓储物流技术变革&横推,AI突破赋能落地,构建拥有“聪明的大脑、灵敏的神经、锐利的眼睛、灵巧的双手、灵活的双脚”的物流智能体。
1.聪明的大脑。继续推进“数字星云”的建设和推广,发挥AI和大模型在智能决策方面的作用,打造集“运筹优化、智能决策、精准调度、预警反馈”的智慧物流系统,助力精准调度与敏捷交付。中兴通讯应用AI+运筹算法对库房布局和拣料业务进行数学建模,开发库位冷热度智能分配算法模型,通过自动测算各物料的出入库频率,系统智能输出最佳库位布局规划及调整方案,并进行仿真验证,在物料入库时即可按照模型推荐的最优方案进行上架,避免后期调整。同时,算法支持业务人员根据库房特点,自定义配置相关约束因子,灵活满足不同库房模式的应用需求。通过智能算法的应用,相比于人工经验做法,拣选路径缩短43%,拣选周期缩短54%。
2.灵敏的神经。推动5G+工业现场网实现生产要素泛在连接,运用传感+数字孪生实时感知物理世界。通过智能传感技术将生产物料、库位、产线生产数据等要素实时感知并收集,再通过5G+工业现场网将数据传输到智慧物流系统中,智慧物流系统对数据进行处理后,迅速下发指令给各个库位/物料组,并对各生产物料的安全库存进行更新和预警,实现实时感知、数据互联、指令下发、库存预警等功能。
3.锐利的眼睛。深入研究AI+机器视觉代替人眼的解决方案,在识别、定位、检测、安防等领域持续应用与优化,在原材料入库、盘点、成品出库的物流全流程替代人眼。通过构建多模态智能感知安防系统,推行数字化信息管理平台,改变传统库房的人工巡检模式,对视频监控、消防报警、断路器、传感器等设备进行工业互联,运用AI多模态感知融合算法,自动分析、识别异常,对库房进行无死角的安全防控,提升风险预警的及时性和准确性,缩短事件响应与处置时间。
4.灵巧的双手。推动“5G+工业/协作/具身智能机器人”方案落地,和供应商一道探索具身智能在来料拆包、芯片拣选、小料分包等复杂工业场景的应用。例如,中兴通讯在人形机器人自动拣选电子原材料场景的应用方面,可使物料按照生产需求高效拣选,并通过AGV自动调度精准配送到生产线,实现物料从拣选到运输上线的无人化、柔性化作业。
5.灵活的双脚。5G+工业大模型助力更智能的AGV厂区物流,将“AGV+X”技术应用到更复杂的场景中。例如,AGV与提升机、电梯、线体工位等多种设备进行智能联动,并通过路径寻优算法,从而实现各“支线物流”的“快速精准配送”;AGV与AI视觉的深度融合,通过AI视觉实时感知生产线物料的使用情况,在物料到达“预警水位”时,自动呼叫AGV送料,实现信息流自感知、自分析、自决策地驱动各类型智能装备高效完成搬运等任务。
记者:近年来,中兴通讯在构建现代化物流体系方面有哪些重要举措?可结合中兴通讯南京滨江工厂进行介绍。
杨雷:在5G商用以及AI大势下,中兴通讯积极探索并实践智能化生产与仓储管理模式,加速推进智能制造与物流数智化转型升级。通过技术创新、流程优化与生态协同,构建起具有行业领先水平的现代化物流体系,具体如下:
1.推进智慧物流园区建设,实现生产物流与仓储物流自动化升级。作为中兴通讯物流自动化升级的重要代表,南京滨江工厂建设的智慧物流园区内集成了自动存储与检索系统、AGV、智能分拣系统等多种先进技术。其中,基于5G网络部署的AGV集群实现了从原材料入库到产线再到成品出库的全流程自动化,能做到智能适应订单、计划、物流等内外部环境变化,实现多品种、小批量、短交期的柔性化生产,进而提升作业效率,减少人工依赖,提高生产效率。
2.加强物流的透明度、可视性及风险管理,提升韧性与抗压能力。与客户、供应商、合作伙伴系统全面贯通,实时共享订单、物流等信息,提升整体运作效率。加快数智化转型,持续推进“线下-线上-在线-智能在线”,使各个环节的信息和风险透明化,并通过AI智能决策系统,可及时规避风险点。
3.强化绿色物流理念,践行可持续发展战略。中兴通讯在2023年确定了“数字林荫路”的绿色发展战略。以南京滨江工厂为例,通过全面部署光伏发电,每年发电2300万度,绿色电力已能满足工厂15%以上的用电需求,实现规模化绿色能源部署;深度融合5G、光纤、AI机器人、数字孪生等技术,使90%以上的生产区域实现全自动化,打造名副其实的“黑灯工厂”;通过全流程数智化提效,将交付周期从20天缩短至14天,碳排放降低约30%,实现能源效率、生产效率和环境效益的三重飞跃。
4.深度参与行业标准,赋能生态合作伙伴。在标准制定方面,中兴通讯参与了《智能制造能力成熟度模型》(GB/T 39116-2020)、《5G全连接工厂》、《工业互联网与电子信息行业融合应用指南》、《物流园区数字化通用技术要求》、《仓库库存状态智能监测与盘点技术要求》等智能工厂相关的国标/行标的编写和审核工作。中兴通讯总结自身智能物流体系实践经验,开放原子能力,沉淀“算网底座+数字星云”双轮驱动的数字化转型架构,以连接、算力、智能融合为核心,实现生产单元广泛连接、IT/OT/CT深度融合、数据要素充分利用,赋能美的芜湖工厂、三一重工、吉利汽车等合作伙伴,共促新质生产力。
记者:具体到仓储物流的智能化升级方面,中兴通讯有哪些技术与模式创新?取得了怎样的效果?
杨雷:在仓储物流方面,中兴通讯构建了一整套基于“5G+X”技术的厂内智能物流全流程综合解决方案,其中包括立库智能仓储系统、“高铁-公交-的士”厂内智能物流模式、“用5G制造5G”的先进制造理念等一系列创新应用,不仅有效地弥补了传统技术方案的短板问题,而且通过“5G+X”技术的赋能加持,进一步丰富与拓展了智能物流技术的应用场景。
“高铁”模式
“公交”模式
“的士”模式
1.原材料立库和成品立库的智能仓储系统。原材料立库智能仓储系统主要由托盘立体库、箱式立体库以及配套的自动化拣选与输送系统构成。通过应用“5G自动叉车”、“5G+机器视觉+机器人”换箱/拆垛、“智能货到人拣选工作站”及“5G智能安防系统”等多种物流技术与设备,在数字化系统的智能调度下,可实现原材料从接收入库至拣选发货全流程的自动化、少人化与智能化作业。
原材料立库智能仓储
成品智能仓储系统主要由5G空中走廊全自动转仓线、托盘立体库、货到人拣选箱式库以及配套的自动化输送系统构成。通过建设5G空中走廊全自动转仓线,集成应用5G自动叉车、AGV货到人拣选及自动化输送等技术与设备,在“5G+数字孪生”系统智能调度下,可实现成品下线转运、存储分拣和出库发货全流程自动化、智能化作业模式。
成品立库智能仓储
2.“高铁-公交-的士”的厂内“5G+智能物流”模式。“高铁”是指采用提升机、空中输送线与环形穿梭车与中央仓无缝衔接,实现原材料/成品立库与生产车间线边仓之间“专线物流”的极速配送。“公交”是指采用自动叉车、云化AGV自动搬运,实现生产车间周转库与线边仓间“干线物流”的柔性配送。“的士”则是指采用云化AGV与生产线对接,实现线边仓与生产线体工位间“支线物流”的精准配送。
“高铁-公交-的士”模式为制造行业提供了厂内物流顶层设计的理论指导与技术借鉴,可在行业内进行推广应用。通过实际应用来看,可提升园区物流周转效率50%~80%,缩短在制品库存周转天数20%,减少物流搬运人力40%,原材料、在制品与成品物流信息全程可视可控,信息流驱动实物流,实现JIT拉动式的柔性化、敏捷化物流配送。
3.中兴通讯“5G云化AGV”技术创新。利用业界首款内置5G模组的自然导航AGV,可有效解决传统Wi-Fi不稳定、不安全等问题;基于MEC云端提供大数据、AI平台和大算力的支持,为AGV提供了类人类全脑的能力,提升AGV的智能化水平;AGV计算资源云化,便于企业数字化系统打通,通过采用“5G网络连接+中间件控制”的通用化技术方案,将AGV与生产环境中多种周边设施进行柔性联动,有效解决传统对接方案的部署复杂、维护不便、投入成本高等问题,满足更多复杂场景下AGV的柔性化对接需求。此外,利用AI打造AGV“滴滴打车”调度平台,具备丰富的任务分配策略、灵活的路径规划、全面的交通管制,助力派单效率、运行效率提升20%。
5G云化AGV自动接驳出入库
4.基于“5G+MEC”的机器视觉多场景应用创新。依托中兴通讯基于MEC的分布式机器视觉平台,应用“基于5G企业虚拟专网的云化机器视觉”技术,实现数据的自动采集与设备的精准定位,成功孵化基于此技术的“5G+机器人”自动换箱/拆垛、“5G+货到机器人(GTR)”全自动拣选线边仓及“5G+电子围栏”等多个应用场景方案,比传统方案的柔性与灵活性更好,部署成本更低。通过“5G+机器视觉”技术方案应用,将传统模式下的“人找货”作业方式转变为“货到人”方式,减少人员走动,缩短备料齐套时间50%,提升备料准确率至100%,通过拣选工作站双作业位多订单拣选的设计,有效提升订单量波动时的业务稳定性与柔性。
记者:您认为,通讯设备制造业的生产与物流升级将呈现哪些趋势?对此中兴通讯今后有哪些规划?
杨雷:展望未来,电子制造业特别是通讯设备制造业将继续向全域自动化、深度数智化方向演进发展,中兴通讯致力于打造“信息流智能自动流转、实物流高效自动流转”的极致生产与物流系统。
中兴通讯将持续推进自身生产与物流自动化变革,采用自动化立体仓、AGV+X、智能传感与控制、多形态机器人等多种智能装备,构建从原材料仓储、柔性物流、SMT极致少人化生产、单板黑灯测试、整机自动装配、测试与包装,到成品智能理货发运全流程的自动化生产解决方案。未来通过采用机器人灵巧手、柔性夹爪、机器视觉、强化学习、多模态大模型与边缘智能算力支持下的智能设备控制等技术,使得自动化装备向“具身智能”演进,实现装备程序、动作等的自适应调整与作业执行的智能控制闭环,适应多种产品的柔性敏捷生产,促进生产提质增效。
拆垛机器人
中兴通讯也将积极探索研究AI大模型、AI视觉、具身智能、智能优化算法等智能技术在制造业典型场景的价值应用,形成智能排产与调度、智能物流、精密组装、智能质检、智能维修、智能安防、智能运营等多种场景的智能化解决方案,赋能企业数智化转型。未来通过采用大模型、机器学习、运筹优化等技术,构建工厂大脑,实现基于大模型的数据分析与智能调度;在工厂智能大脑统筹调度下,通过多Agents协同,打通系统流程断点,驱动实物生产执行,实现信息流与实物流的智能自动流转。通过数字孪生技术,实现物理工厂与虚拟工厂的实时映射,通过虚拟建模与仿真,实现故障风险预测与生产流程优化,实现工厂大脑的智能控制闭环,逐步迈向虚实融合的智能化工厂。