联想的5G工厂实践：量子线掘金“5G红利”技术内循环智联未来工厂!
2019年6月6日，工信部正式发出5G商用牌照，标志着中国正式进入5G商用元年。一年以来，高速率、大带宽、低延时的5G技术，开始逐渐进入工业领域，为工厂插上“翅膀”。数据显示，到2030年，亚太地区5G数字工厂市场价值将超过600亿美元。5G在商业用领域，尤其是数字工厂的应用空间发展空间广阔，将是未来智能制造进一步升级的趋势方向，联想通过自身技术内循环，走在了时代的浪潮之巅。
直线电机左右腾挪，配合机器视觉技术及智能电机的数据反馈，将一个个螺丝毫厘不差地打入钉孔内；机械手臂抓拿取放，轻松覆盖3个测试站的任务，完全无需人工的参与……
这是联想武汉基地内，联想自主开发的自动化“量子线”产线现场。作为业界首条5G IoT自动化组装线，这条产线已于今年6月中旬投产。
“我们的一款新品上线，可以在4个小时内切换产线，准备完成，”一位量子线现场人员介绍，相较之下业内平均水平约需要8个小时，目前量子线自动化率达到了41%，相较之下传统组装线的自动化率仅15%至20%。“这还只是一期工程，二期我们进行模块化设计后，将根据工艺继续提升自动化水平至48%。”
颇具亮点的是，这条量子线基于5G+IoT的布局设计，整条产线的设备均通过传感器及5G技术，将底层数据采集并分发至整个后台系统，工作人员即便在后台远程也能即时知晓整个产线的运行状态。“有了大数据支持后，我们整个线体可以进行预防性管理，不用等设备出问题后便可进行调试。”该工作人员介绍。
量子线是联想5G工厂的起点，但联想对于5G工厂的探索不止于此。本月，联想合肥联宝工厂内，“水星线”和“哪吒线”正式开通并将实现5G局部应用。“5G是未来的一个发展方向，”联想武汉基地负责人齐岳指出，“对于企业而言，5G能够传输更大的数据量，我相信未来5G最大的应用是在商业上。”
5G产线落地
在联想武汉基地，每秒便有一部手机或平板下线。每天，超过10万部手机从这里运往世界各地。
如今，它们可能会打上“5G产线”的标签。
全线覆盖5G网络，提供1Gbps/秒以上的空口下行；集成SIoT、3D仿真、Face ID等技术；采用模块化设计提升柔性制造能力…… 谈及联想武汉基地最新投入生产的5G产线，联想武汉产业基地园区管理总监、“量子线负责人”周迅语气里不无自豪。
作为业界首条5G IoT自动化组装线，这条包含手机组装、测试、检验产出工艺的生产线，确实是当前前沿技术的集大成者。而它首先应用于联想武汉基地三层的3C设备人工组装生产线上——这是消费电子传统生产中公认难以自动化的部分。
据介绍，量子线一共有18个工作站，包括15个组装站和3个测试站，其设计理念是将重复的简单作业及高精度作业交付设备完成，人机交互配合。而在导入量子线项目后，产线的自动化率一跃提升了2倍，达至41%，后期更将进一步提升至48%。
不单是武汉，在联想智能制造“铁三角”的另一端——联想合肥联宝工厂内，本月新开通的“水星线”与“哪吒线”，同样在进行着自己的5G化尝试。
与武汉基地类似，这个2019年全年出货量超过2600万台的PC工厂，每天面对着海量订单，需要高速反应及超强质量控制。
联想集团副总裁、联宝科技首席执行官柏鹏在两条产线的投产仪式中介绍，5G自动机器人、5G下载和5G生产无线化三大应用场景成为新无线工厂的效率倍增器。目前，“哪吒线”自动化率达到业界领先的90%以上，作为PC整机生产线，“水星线”自动化率超过50%，拥有61套自动化设备、23台机器人，能够有效保证产线可以24小时不间断生产。
不仅是产线自动化率的提升，5G技术支持下设备联网与互动，也为后续大数据、AI技术的应用带来了想象空间。在高速率、海量接入的5G技术支撑下，无论是生产线上员工操作细节，还是自动化产线上的传感器数据都可以实现本地收集、本地管理。此后，通过人工智能和大数据算法进行深度分析，进行质量检测、生产过程控制中的行为识别与轨迹追踪，从而优化产能、提高运作效率。
不过，最令人兴奋的，还是5G环境内设备“无线化”所形成的真正柔性化的生产线。“过去在做测试软件下载时，线边位置是固定的，但线边维护是随机的，因而有线方式易受限制，”柏鹏介绍道，“但有了5G技术后，由于传输速度加快，我们可以非常灵活地进行布置。”
“传统产线都是靠皮带线或桌椅传递线，比较死板，”围绕生产环节的柔性化，齐岳进一步解释道，“如今产线上工作站的设备都使用了可推拉的地轮，切换起来速度很快。”
“量子线首当其冲的特点就是高柔性，”周迅指出，“我们所有自动化模块涉及、尺寸、外形、外观都一模一样，相关工作站位自动化技术成熟后可以马上设计推入。同时，如果生产过程中某个站点出现问题也可马上抽取出来，由人工补进从而保证生产线正常运行，人机互换极为顺畅。”
此外，由于机台生产能力的多样性，量子线也适用于不同类型与形态的产品。这意味着，面对平均每隔4-6个月就会更新换代的手机市场，面对平均每月都要处理约1000多单30台以下的个性化定制产品，引入量子线的联想武汉基地将更加胸有成竹。
5G智力内循环
“去年六七月时，量子线还是我们几个人脑海中一个概念性的东西，”齐岳回忆道，“如今在集团内部各部门的支持下，它终于成为了现实。”
确实，无论是量子线、水星线或是哪吒线，背后其实是联想整个集团的智力体现。早在去年，当量子线还仅是一个想法时，联想云网融合事业部已基于联想自有技术，部署完成了两条60米长，10米宽的5G技术网络监控系统。
如今，5G生产线更是联想众多业务部门的共同“结晶”。依托联想自有云网融合技术的5G专网优势，员工操作细节和自动化生产线上的传感器数据均可被实时连接。搭载联想智能设备业务所提供的自有硬件，每个工序都能够被实时记录并实现生产溯源。
与此同时，联想自有数据中心业务以及联想物联网及工业大数据业务，为海量的生产数据提供了稳定且可靠的存储服务。量子线上的AI技术，则来自于联想研究院的能力积累。“在量子线项目上，我们实现了联想集团智能化转型的自有技术内循环。”齐岳强调。
这也成为联想与市面上其它5G工厂最大的差别所在。近年来，目前我国基于5G的工业互联网应用成果及示范项目纷纷落地，5G工业互联网应用呈现加速跑的趋势，涉及家电、钢铁、通信产品制造等诸多细分领域。
例如，浙江移动与中兴通讯、浙江中控、新安化工携手打造了智能制造示范项目中，5G工业数据采集及控制系统成功上线；中兴通讯携手山东联通助力山东临工集团共同打造的5G远程遥控挖掘机操作项目成功展示等。
不过，目前看到的5G智能工厂化改造，大多是由运营商、设备商与传统制造企业的合作推出。相较于外部合作模式，联想5G工厂的自有技术内循环则有自己的特点。
据齐岳透露，量子线的建线成本总计1100万元，“由于产线是自主研发的，研发相关便少了许多费用，”齐岳表示，“包括组网也是内部云网融合事业部团队联合去做的，如果交给运营商来操作，仅建网预计就需要四五百万元。”
同时，这样的循环进一步提升了内部的协作性，而它正是国内大部分企业所匮乏的。根据埃森哲最新研究显示，超过九成（92%）的受访中国工业企业高管表示，各部门在推进数字化过程中缺乏有效合作，导致成本增加，有损营收增长，该比例高于全球平均水平（75%）。
相较之下，量子线的诞生过程打通了联想集团部门间的壁垒。齐岳介绍称，在完全自主的5G生产线研发过程中，研发端与业务层难免需要多方讨论，固化一些关键的设计节点及产品，这与传统情形下研发先行、工厂在后续组装阶段介入确定的流程有所不同，也意味着一旦配合不够默契，将提升相应的沟通成本及研发成本。
“好在倒推的过程中没有想象中那么难，大家毕竟都是同一个集团，只要把道理讲通了，大家还是一个团队，这也是联想文化一贯倡导的。”齐岳回忆道。
对外打包复制
自有技术内部循环打通的优势，不仅在于成本、团队配合等方面。事实上，更具想象空间的是，在联想制造工厂“跑通”业务之后，集各团队之力形成的“5G经验”，有望整体打包输出，形成联想集团的一体化5G工厂生产线解决方案。
首当其冲的应用对象，或将是联想大手笔投资20亿元、正在深圳兴建的南方智能制造基地。“现在的武汉其实是作为试验田，落地量子线其实就是为了探索5G、Smart IoT等领域的应用。”周迅表示，“未来我们能够孕育出更多的应用及产线，也都会原封不动地复制过去，复制到南方智能制造基地去。”
除了将“试验田”成果在内部大规模复制之外，联想相关5G工厂解决方案也进一步可对外赋能。
事实上，业内对5G技术在制造业的落地应用也相当期待。中国工程院院士谭建荣指出，5G就像“信息高速公路”，速度快、效率高、延迟低是最大特点。“这样的优势和特点，使得5G能在工业领域‘大展拳脚’，最典型的是在工业互联网领域的应用。”
“5G是数字化转型的关键支撑，工业互联网是第四次工业革命的重要基石。工业互联网催生出更多数据，利用大数据工具和人工智能算法，可以改进各行各业效率和决策方式，加快各行各业智能化步伐。”联想集团董事长兼CEO杨元庆表示，“5G+工业互联网+智能化”作为有效抓手，对加快制造业高质量发展至关重要。
不过，在5G真正落地的过程中也存在诸多难点，首当其冲的是数字基础设施能力的不足。在实际应用中，企业数字化程度不均衡、工厂设备联网率有待提升等问题仍然比较突出。”杨元庆认为。
这意味着，传统制造业特别是中小企业的设备联网率低，针对高速率、广覆盖、大流量的工业无线网络技术标准尚不明确；各类工业数据无法整合，互联互通难。因此，制造企业内网改造在网络互联、数据互通、应用创新等方面依旧存在较大阻力。
“面对不同应用场景、不同业务对通信网络能力的差异化需求，需要寻找5G适当的实施模式，构建更多5G解决方案，以最大限度地提高运营商、用户企业的投资回报率。”杨元庆表示。
目前，联想通过自身的实践落地，正在向行业提供自己的智慧和能力。“我们正与许多相关企业进行合作，去年是DIBG（数据智能业务集团）创立第一年，营业额就达到了1亿元，”齐岳强调，联想已经从传统提供硬件的厂商，过渡到提供全面解决方案的企业。
以量子线为代表的5G工厂产线解决方案也将是其中之一。“这条生产线肩负着许多看不到的意义，”齐岳感慨道，“我们相当于提供了一个实验平台，产品形成后可对外交付解决方案。这1100万投下去，我们希望看到为联想带来更多的生意，”
