轮胎制造业首个5G全连接工厂的背后：他们破解了一个“烧脑题”

2019年，贵州轮胎股份有限公司（以下简称：贵州轮胎）、中国联通有限公司贵州分公司（以下简称：联通）齐聚一堂，就轮胎生产链的智慧化改造展开一场讨论，没有高端的观点，只有朴实无华的技术性解决办法，激烈讨论过后，两家企业希望整合各自优势，用“5G+工业互联网”的方案为行业智慧化转型赋能。

历时一年，2021年2月由贵州轮胎、联通、华为三方携手搭建定制的“5G全连接工厂”项目完成验收，贵州省首个5G全连接工厂正式建成，这也是轮胎制造行业首个“5G全连接工厂”。

该项目在实施过程中，被纳入2020年贵州省工信厅优秀案例、GMSA中国5G垂直行业应用案例。

老牌国有企业迈出现代化“步伐”

贵州轮胎股份有限公司

贵州轮胎始建于1958年，在那一年，用传统方法生产出自己的第一条轮胎，并赋予响亮的名字——“前进”。而这63年来，贵州轮胎也确实从未停止前进的步伐。

如今的贵州轮胎，除“前进”牌外，还有“大力士”“多力通”“劲虎”“金刚”等品牌卡客车轮胎、工程机械轮胎、农业机械轮胎、林业机械轮胎、工业车辆轮胎、矿用轮胎、实心轮胎和特种轮胎等大型工程轮胎，规格品种多达3000多个，是国内规格品种较为齐全的轮胎制造企业之一，全球商用轮胎规格品种最全的轮胎企业之一。2020年，“中国轮胎企业排行榜”中位列第10位，在全球轮胎行业75强企业中排行32位。

贵州轮胎生产园区

2021年7月5日，数据观记者带着好奇和诸多疑问来到位于扎佐的贵州轮胎生产园区。园区面积2300来亩，历经三期建设，一期建起了工程子午胎生产线；二期建起了特种工程胎和工业轮胎生产线；第三期为在建的年产300万条全钢子午胎的5G全连接工厂。

干净整洁的车间

智能化立库

硫化车间内景

走进用智能制造替代传统生产的第三期5G全连接工厂，映入眼帘的是空地一体的自动化物流调度、智能化立库、智能摄像头、5G基站。整洁、智能、高效的生产车间，全无劳动强度大，生产环境恶劣的传统劳动密集型生产车间的杂乱身影。

贵州轮胎信息技术部部长韩洪川

贵州轮胎信息技术部部长韩洪川介绍，贵州轮胎历来重视技术改造与创新，随着产品迭代加快，贵州轮胎现有产线需要生产的品类越来越多，品质要求也越来越高，对较强的柔性编排能力生产需求持续加深。于是在2018年底，贵州轮胎启动了“一核、两翼、三支撑、三保障”的智能化核心战略，开始对公司的采购、生产、营销、研发等方面进行信息化项目的升级改造。5G全连接工厂便是其中的项目之一。

何为5G全连接工厂？即通过在工厂园区内构建5G虚拟专网和工厂原有网络互通、融合，5G连接充分渗透企业，在行业业务层面5G连接企业生产制造、企业运营、产业链协同等环节，在系统层面连接工厂全域生产环节、全次级系统，结合工业互联网、大数据、人工智能、边缘计算等技术优化工厂的生产制造模式，提升企业的运营效率，并形成以数字化、网络化、智能化为特征的综合解决方案。

今年1月，工信部发布《工业互联网创新发展行动计划（2021—2023）》，行动计划提出支持工业企业建设5G全连接工厂。到2023年，在10个重点行业打造30个5G全连接工厂，推动5G应用从外围辅助环节向核心生产环节渗透，加快典型场景推广。行动计划的发布加深了5G全连接工厂的重要性。

破解5G适配“烧脑题”

联通为贵州轮胎定制的专属5G全连接工厂方案，即以5G专网传输技术支撑一条完整生产线，实现全工序、全场景的无线工业互联及车间生产调度，将每道工序数据化，实现数字化工厂生产“人、机、料、法、环、测”要素全面互联管控。

2020年10月14日，贵州轮胎第三期工厂搭建定制化5G工业园区专网，为未来实现5G全连接工厂打下基础。

贵州联通政企事业部工业互联网BU首席专家刘达

“铺网简单，连接难。”贵州联通政企事业部工业互联网BU首席专家刘达介绍，轮胎生产运输流程有密炼、胶部件准备、轮胎成型、硫化、检验、运输六个工序。这全生产链有90套多功能AGV、50套射频识别系统传感器（RFID），以及工业摄像头、PLC、工控机等设备，网络建设成功，但是设备与5G网络如何连接成了最大“烧脑题”。

贵州轮胎生产所需的PLC、AGV等设备种类繁多，设备的系统传输协议不开放，且接口标准碎片化，导致设备与设备之间，设备与5G之间无法连接。针对这个问题，联通通过开源系统的5G工业网关连接AGV信息传输接口，对AGV原始数据进行采集、编码，在利用专网系统的无线+专网传输链路，以及“1*N”方式（1条信令、多帧冗余传输），实现低延时、大宽带、高稳定的数据传输，并提升了系统稳定性。针对冗余信令，通过平台前置解析处理再一同传入AGV原生调度系统进行封包机制，以支撑车间AGV的指挥调度。

系统运行协议数据在5G的加持下，解决了协议格式无法识别而导致的数据无法采集或传输不全面，无法支撑调度系统正常调度作业的问题；同时信令冗余传输及冗余判定的机制也提升了系统运行的可靠性。

正在运行的AGV

这一实践探索突破了工业场景中底层数据传输协议的适配难题问题，提升了固有设备5G改造的兼容能力，打破传统生产设备升级壁垒，使上层的应用和中间的传输能自我掌控，不受原有进口设备的的限制，也为更多的5G应用提供低成本、易部署的方案，具有可复制性。

该5G全连接工厂5G+MEC混合专网的方案，打造了一张强带宽、低延时、可拓展、具兼容性，实现数据不出园，数据自主可控，并降低运维成本，提升系统弹性的要求。如用户面网元UPF/MEC私有化部署，无线基站、控制面根据客户需求灵活定制，与生产业务紧密结合，最大化发挥生产效率；用生产现场级MEC边缘云服务平台，可承载AI及大数据能力，上收上位机算力，减少设备侧大量投入；可将云端算力下层至厂内的现场，减少传输链路与时延，提升传输效率的同时保障数据安全。

韩洪川谈到，该项目的成功应用，不仅提升了生产效率，提前预测设备运行状况，同时降低近三分之一的运维成本，实现少人化且敏捷柔性的生产线，工厂协同生产，产线变更生产任务的调整周期也大大地缩短，还提升了整体效率。

2021年下半年，贵州轮胎将落地更多5G应用，包括人员管理、设备资产管理、能耗管理、安消一体管理等，把智慧园区管理与5G全连接柔性工厂有机结合起来，深入挖掘数据融合应用，打造一体化全连接综合管理现代化工厂。

5G助力传统企业数字化转型

从2019年6月我国正式发放5G商用牌照至今，我国5G商用已经走过两个年头。当前，加速数字化转型已经成为行业共识，依托5G技术和设备，全球都将迎来新一轮的创新浪潮。那么贵州轮胎的智能化改造案例是否能够实现1+N的复制，形成“灯塔工厂”，发挥出标杆效应？

中国工程院院士邬贺铨近期在接受媒体采访时，针对5G的应用提出相关观点，其表示5G与前几代移动通信技术相比，作为工业生产装备跟工控设备的连接，5G的高带宽、低时延是比较能适合工业应用的。但工业应用与消费应用有很大不同：消费应用是共性的，而工业应用会因行业与企业的需求个性化问题，需要逐一寻找到相适应的5G需求；与前几代移动通信技术不同，5G在工业上是新的应用，需要有一个重新的开发。

在新场景的探索与尝试，联通、华为有所行动。

华为贵州政企业务部负责人王志涛

联通已在医疗、酒、电网、烟草等行业进行5G应用探索。在酿酒领域，通过5G衔接酒的勾调、户外运输、仓储等生产环节；电网领域，通过5G智慧台区配网管理，缩减人力人本，精细化控电；烟草领域，可通过5G+AI审核烟草质量，在运输环节进行车辆调度，同时可将5G和新零售结合，分析用户画像，帮助公司进行产品设计。

华为技术有限公司为贵州轮胎数字化建设提供相关设备支撑。该公司贵州政企业务部负责人王志涛介绍，数字化转型中难度较大的场景就是制造业，若在该场景中能有更深的探索成果，其他行业也可以进行借鉴。此外，华为还在应急、生态环保、水利水务、海关、冷链等数字化政务管理，以及数字化的行业应用方面，尝试用5G去支撑数字化转型。“要数字化不仅只是转变底层技术或者IP架构，更多的是需要转变管理思维，以及企业组织的专业化团队打造。”王志涛说。

“企业数字化转型是中国制造业换道超车世界巨头的机会，传统的产业生产模式会造成巨大的人力等成本的浪费，数字化转型可有效地促进企业提质降本增效。”韩洪川认为，企业数字化转型是传统企业应抓住的发展机会。

（数据观记者 徐夏夏）