国内首家5G五星工厂，到底有什么特别？

原创鲜枣课堂 2024-09-11 18:25

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前段时间，中兴通讯南京智能滨江工厂获得中国信通院泰尔认证中心颁发的5G五星工厂认证，引起了业界的广泛关注。

这个工厂我刚好去过，所以，今天我打算给大家介绍一下。

首先，我要祝贺中兴通讯能够获此殊荣，而且是国内首家。

五星5G工厂认证，并不是一个普通的证书。要知道，全国一共有几百万家工厂，之前被认定为5G工厂的，只有不到3000家。这次，中兴通讯南京智能滨江工厂获得的，又是5G工厂中的“五星级（最高等级）”，可以说是“best of best”，万里挑一。

证书的颁发单位，是中国信息通信研究院下属的泰尔认证中心。熟悉通信行业的人都知道，信通院是工信部直属的科研单位，牵头和参与了国内外众多标准的规划和技术体系设计。而泰尔认证中心，则是国内信息通信领域最专业、最权威的认证机构之一。这个证书的含金量，毋庸置疑。

大家都知道，自从2019年国内5G正式商用以来，国家一直都在大力建设5G网络，推动5G在各行各业的商用落地。工业制造领域，作为国民经济的一个支柱性产业，也是5G落地的一个重点方向。

为了推动这项工作，2022年，工信部发布了《5G全连接工厂建设指南》。后来，到了2023年底，又发布了《2023年5G工厂名录》，有300多个项目位列其中。也是在那个时候，信通院启动了5G工厂认证工作，在全国范围内进行评级和认定。

说完了这个认证的背景，我们再来看看，这个中兴通讯南京智能滨江工厂，到底有什么绝活，能够获得首个五星5G工厂认证。

█ 用5G制造5G

中兴通讯南京智能滨江工厂，不仅在南京，甚至在整个长三角地区，都很有名气。

工厂正式动工建设，是在2018年，投资了大约200亿。在建设之初，工厂就已经被定为5G智能制造的标杆示范基地。从设计到建造，再到运营，都是按照最高标准进行要求。

在5G、数字化、智能化方面，中兴通讯本身就是行业顶级专家。所以，业界最新的数字科技，包括5G机器视觉、5G云化AGV、5G云化PLC、数字孪生等，全部都用上了，科技含量直接拉满。

对于这个工厂，当时中兴通讯就喊出了一句很响亮的口号——“用5G制造5G”。它主要生产的产品，是5G基站和服务器。

整个工厂其实是一个大园区，占地面积1300亩。工厂里面，设有5G基站智能工厂、服务器存储产品智能工厂、5G工业互联网创新中心、5G智能数据中心、原材料立体分拣中心以及成品立体分拣中心等多个部门和设施。

除了制造生产车间之外，工厂里还有研发和办公的区域，是一个综合性的现代化生产基地。

工厂的5G网络覆盖率达到了100%，实现了生产要素的全连接，拥有业界领先的自动化、数字化、智能化产线，覆盖组装、测试、包装各个流程，具备从原材料到成品端到端的先进制造工艺能力。

上面这段话，大家听起来可能有点懵。接下来，我就基于场景，说说5G到底给这个工厂带来了什么。

█ 从园区网到现场网

《5G全连接工厂建设指南》中明确提出，工业互联网的连接层次，包含“工厂级”、“车间级”、“产线级”三级。

在“5G+工业互联网”的应用落地过程中，一般会分为两个阶段。

第一个阶段，是建设“工厂级”的“园区网”，也叫“行业虚拟专网”。这个网络，以IT网络为主，主要满足一些上云需求，在大多数情况下，与公众用户网络是共享的。

第二个阶段，是建设面向“车间级”和“产线级”的“现场网”，也叫“生产现场网”。

“现场网”，以OT（运营）网络为主，是真正用在生产一线的网络，在网络时延、抖动、可靠性方面有更高的要求。它需要完全确保OT域的可靠连接，也需要能够完美支撑本地的算力部署。

传统的“现场网”通信协议，主要是现场总线技术和工业以太网技术。前者拥有较高的可靠性，后者具有较大的传输速率。两者一直都被业界所接受，是行业通用规范。

5G崛起之后，给用户带来了新的选择。它的优点非常明显，就是不再需要布置供电线路和网络线缆，而且能够连接更多监测和控制点。

5G作为一项无线通信技术，在网络速率、容量、时延、可靠性等各个方面，都有出色表现，完全能够满足“现场网”的需求。

█ 剪掉PLC的“辫子”

中兴通讯南京智能滨江工厂基于5G网络，采用5G云化PLC，就是5G替代传统有线通信协议的一个典型案例。

PLC的中文名是可编程逻辑控制器（programmable logic controller）。它是工业控制的基石，也是传统现场工控网的核心。以前，PLC基于工业以太网、现场总线等有线网络技术，部署难度大、故障率高、调整移动困难。而且，生态封闭，国产化程度低，成本高。

如今，工厂全面采用5G云化PLC，不仅剪掉了“辫子”，更加容易部署，而且生态更加开放，成本也大幅下降。

生产车间的机械臂

现在我们经常听说的“柔性制造”，是指生产系统具有更高的灵活性，以及更强的应变能力，能够随时进行产线调整，满足不同类型的生产任务需求。5G云化PLC，就大大增加了产线的灵活性，有利于柔性化生产。高性能的5G柔性自动化生产线，使生产线换线时间缩短了95%（整机装配换线时间由30min缩短为3min）。

PLC的一些南向应用（PLC与其直接控制的设备或传感器之间的交互），对时延和可靠性的要求更高，一般要达到<10ms@99.999%。这时，就需要引入5G uRLLC和TSN来提供助力。

大家也许听说过TSN，也就是Time-Sensitive Networking，时间敏感网络。

5G和TSN（时间敏感网络）结合，将TSN部署于PLC和现场设备之间，可实现控制信号的高质量确定性时延传输。将TSN部署于PLC之间，实现协同信号的高精度同步传输。将TSN部署于IT网络与OT网络之间，可实现生产数据向信息系统的上传以及控制管理信息向生产设备的下发。

总而言之，中兴通讯南京智能滨江工厂通过将5G深入落地，为现场生产要素提供了一个稳定且高速的数据通道，为生产效率提升以及打造柔性产线奠定了坚实的基础。

█ “云-边-端”架构的优势

除了无线空口之外，5G网络在架构上的演进升级，也给中兴通讯南京智能滨江工厂带来了很多优势。

5G作为通信网络技术，核心价值在于数据的高效搬运，以及算力的灵活调度。

5G引入边缘计算后，能够构建“云-边-端”的协同算力架构，满足“工厂级”、“车间级”、“产线级”不同场景的算力需求。这样可以将最适合的业务系统就近部署，最大程度减少因网络迂回带来的时延，也减少了数据安全的风险。

中兴的算力服务器（R5300）

而且，将边缘算力部署在园区内部，由企业自己进行管理，可以实现数据不出厂，按照企业的安全策略统一管理算力资源及上层应用，大幅减少了数据安全的风险。

在工厂园区里，除了单独部署5G基站之外，还可以单独部署UDM、AMF、SMF、UPF等5G核心网网元，实现这部分功能的下沉。当外部出口传输出现问题时，这些网元能够保障园区内的5G网络业务不中断，也不会影响生产系统的正常运行。

█ AI，赋能智能制造

中兴通讯南京智能滨江工厂既然是一个智能制造基地，肯定也包含了大量的AI要素和场景。

在这里，中兴通讯基于5G网络+数字星云（中兴通讯打造的助力企业数字化转型的整体能力架构平台），实现了生产线数据采集和控制、AI质量检测、智能仓储、AGV转运，以及园区智慧安防、能耗优化、便捷通行、安全生产等，实现整个园区的数字孪生，打造了行业标杆。

以质检场景为例，他们采用了“5G+机器视觉”云质检方案，替代人工进行产品检测，漏检率从3%降低到0。也就是说，人工目检漏检率是3%。采用机器视觉质检之后，漏检率直接被降为了0，效果非常明显。

“5G+机器视觉”智能检测

█ 五星工厂，名至实归

中兴通讯南京智能滨江工厂的数智化落地场景还有很多。

根据初步统计，他们目前共计完成24大类，110种5G融合应用场景的业务示范落地，5G行业终端数超过400个，获得了19项核心专利（20项发明专利，16项行业标准），并持续增加。

在先进数字科技的加持下，工厂的产能相比传统工厂有了大幅的提升，每月能够生产AAU（5G天线）5万台，5G小基站7万台，服务器4万台。5G和服务器产品制造成本降低了23%，生产线操作人员减少了53%。

5G AGV无人搬运小车

值得一提的是，工厂除了提升产能之外，在节能减排方面同样花了不少心思。他们结合工厂的用能特点，从高温自动断电、高温环境优化、降高温时间、高温变功率测试等多方面进行节能降耗，单台产品能耗降低9.3%。

如今，中兴通讯南京智能滨江工厂已经成为了真正的5G工厂标杆，获奖无数。工厂的一些成熟应用和技术，不仅在中兴其它基地进行了共享和推广，也被全国很多的制造业企业借鉴和复制。

这个工厂充分验证了“5G+工业互联网”的可行性，大大提升了工业互联网的影响力，也推动了整个全连接工厂新兴产业链的发展。

█ 结语

那天参观完工厂，我个人内心是非常震撼的。中国改革开放和推进工业现代化，迄今只有几十年的时间。从无到有，从弱到强，如今，我们也能够自主建设如此强大的工厂，达到全球领先水平。这是不断奋斗和创新的成果，证明了我们中国人也可以驾驭世界上最好的科技。

面向未来，这场科技赛跑仍然继续下去。希望国内能够涌现出更多的5G五星工厂，推动国内制造业的全面升级，加速让我们国家真正从制造大国迈向制造强国。

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