巨大的船塢內(nèi)，工人穿梭、焊花閃閃；數(shù)字化車間里，機械臂上下翻飛、快速作業(yè)……滬東中華造船廠一派繁忙景象。屹立于黃浦江畔近百年，滬東中華造船廠創(chuàng)造了中國乃至世界船舶工業(yè)的多個“第一”：國內(nèi)唯一具有完整船舶配套產(chǎn)業(yè)鏈的船廠，第一家獲得“中國工業(yè)大獎”的船廠，我國唯一的大型LNG造船企業(yè)，并建造了全球最大的LNG船……
喜訊頻傳的背后，是源于滬東中華造船廠對數(shù)字化、智能化變革的不懈追求。中國聯(lián)通與滬東中華造船廠合作，將5G結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術(shù)深度融入船舶制造，為其整合生產(chǎn)資源、升級改造傳統(tǒng)工藝設(shè)備及流程提供了創(chuàng)新解決方案，進一步助力百年造船廠開啟智能造船時代。
深度融合焊接工藝5G應(yīng)用為LNG船智造提質(zhì)增效
LNG船被譽為世界造船“皇冠上的三顆明珠”之一，是全球最大最先進的天然氣船。滬東中華造船廠制造的LNG液化天然氣船屢創(chuàng)世界紀錄，為我國的造船事業(yè)不斷實現(xiàn)歷史性突破。LNG船的生產(chǎn)工藝復雜且對質(zhì)量要求非常高。例如，其對焊接工藝的管控要求極為嚴苛，在300多公里的焊縫中，不能有一個漏焊點。特別是在貨艙狹小的不規(guī)則的角落里，必須由殷瓦鋼焊接高手來完成。
殷瓦手工焊接是世界上難度最高的焊接技術(shù)。能夠在超級LNG船上進行全位置殷瓦手工焊接的焊工，必須取得代表焊工最高水平的G證才能上崗作業(yè)。周師傅就是這樣一位超級殷瓦焊接女工。“我主要負責貨艙內(nèi)艙頂位置的焊接，也是全船最難焊接的位置。像焊這種殷瓦件，必須得細心，因為殷瓦板比較薄，很容易燒壞，有的工序比較麻煩，必須得按照工藝一步一步地來完成。”
2020年年初，滬東中華造船廠聯(lián)合中國聯(lián)通，運用5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，深度融合焊接工藝，通過信息化手段來保障焊縫質(zhì)量，提升焊接效率。據(jù)專家介紹，目前滬東中華造船廠切割裝焊車間內(nèi)4萬平方米的廠房已采用5G室分的方式進行了覆蓋，400臺數(shù)字化焊機已通過5G網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)互通，通過焊接群控管理平臺，將“工藝要求、焊接參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)”等質(zhì)量參數(shù)與現(xiàn)場“工程派工、班組人員、物量業(yè)績”等管理信息融為一體，實現(xiàn)了“焊機參數(shù)預控、焊接過程監(jiān)測、焊后質(zhì)量追溯、設(shè)備預測維護”等目標，形成“分、派、領(lǐng)、完、結(jié)”的工程閉環(huán)管理，實現(xiàn)焊接過程規(guī)范、質(zhì)量和成本可控。
周師傅對于5G應(yīng)用為焊接工作帶來的變化表示很滿意，她說：“相比過去，數(shù)字化焊機通過5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了互聯(lián)互通，從啞設(shè)備變成了有腦子會說話的機器，不僅能幫我們高效分配工作，還能在操作層面在線診斷焊機手感參數(shù)，實時指導焊接過程的規(guī)范性操作，并在出現(xiàn)焊縫質(zhì)量問題時及時警示，這對我們的工作有很大幫助，希望未來隨著技術(shù)的進步，能在更多方面實現(xiàn)智能化，降低我們的工作難度，提高制造效率。”
5G時代的顛覆性創(chuàng)新讓敢想不敢做的場景得以實現(xiàn)
5G網(wǎng)絡(luò)與焊機是如何深度結(jié)合的？滬東中華造船廠項目負責人說：“應(yīng)用了5G以后，我們發(fā)現(xiàn)焊機數(shù)據(jù)交互時延從100ms降到了20ms以內(nèi)，丟包率大幅降低，穩(wěn)定性也提升了。很多以前敢想不敢做的場景得以實現(xiàn)。”
項目負責人表示，利用5G的低時延特性，實現(xiàn)了焊機手感參數(shù)的在線診斷。每天工人在焊接之前要做很多準備工作，如起弧、試焊等調(diào)槍工作，調(diào)試時間在500ms內(nèi)，普通網(wǎng)絡(luò)根本無法進行采集。5G低時延特性提高了5~10倍的采樣頻率后，調(diào)槍參數(shù)的采集成為可能。管理平臺通過對3000個工人的調(diào)槍數(shù)據(jù)進行滾動式采集、清洗及分析，選出好用的手感參數(shù)，擇優(yōu)下發(fā)給還未開工的工人，使試焊時間減少60%。同時該技術(shù)降低了船企對于焊工選人用人的門檻，在重工業(yè)就業(yè)人員大量流失的時期，在一定程度上緩解了企業(yè)的用工荒。
而基于5G的大帶寬特性，實現(xiàn)了焊接作業(yè)的數(shù)字孿生。通常作業(yè)派工使用的紙質(zhì)清單，工人邊工作邊看圖紙，易分散注意力，并且紙質(zhì)圖紙容易污濁和丟失�，F(xiàn)在通過5G將三維模型直接投放到現(xiàn)場終端上，工人實時反饋施工情況，系統(tǒng)自動匹配下一步工序和工藝參數(shù)，實現(xiàn)了設(shè)計與生產(chǎn)數(shù)據(jù)協(xié)同。
“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”六大
應(yīng)用場景推動船舶制造行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級
在船舶制造領(lǐng)域，中國聯(lián)通深入探索，與多家大型龍頭造船企業(yè)攜手打造了全球首個結(jié)合5G技術(shù)的船舶自組網(wǎng)應(yīng)用，成功實施了全球第一個5G自動化碼頭改造，并已落地了“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”六大應(yīng)用場景。除了智能焊機聯(lián)網(wǎng)群控相關(guān)應(yīng)用外，還包括基于5G的機器視覺檢測、基于5G的AR/VR應(yīng)用、基于5G的船舶自組網(wǎng)、基于5G的AGV應(yīng)用以及設(shè)計協(xié)同平臺應(yīng)用等，為造船企業(yè)提供了多樣的“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”解決方案，為船舶制造行業(yè)智能化升級提供了多維度助力。
例如，針對大型船舶鋼結(jié)構(gòu)分段精度測量提出的基于5G的機器視覺檢測方案，使用工業(yè)相機﹢靶點的測量模式，通過5G專網(wǎng)及邊緣云，實時回傳、解算現(xiàn)場拍攝圖片并生成點位文件。該在線測量模式替換了傳統(tǒng)的全站儀離線測量模式，測量時間從原來的3~4小時，縮短至30分鐘內(nèi)完成，測量效率提升了400%，加快了分段裝配線的生產(chǎn)節(jié)奏。 
