近日，寶馬汽車宣布在匈牙利德布勒森打造全球首個AI汽車工廠，標志著汽車制造業(yè)的一個里程碑。該工廠投資約20億歐元，被定位為寶馬在全球最具創(chuàng)新性的生產(chǎn)基地。這個AI工廠運行的背后，5G網(wǎng)絡發(fā)揮了重要作用，保障了各類AI設施的正常部署。當前，多家知名汽車廠商制造場所均部署了5G網(wǎng)絡，尤其是借助5G專網(wǎng)的賦能，實現(xiàn)了更高程度的自動化。汽車是制造業(yè)中最為典型的業(yè)態(tài)之一，通過汽車制造工廠中5G技術(shù)的應用，充分驗證了5G用于工業(yè)制造領域的成效。
全球首個AI汽車工廠，5G是重要支撐
寶馬宣稱，德布勒森的汽車工廠是世界上第一家AI驅(qū)動的汽車工廠，通過數(shù)字孿生建造，完全由可再生能源供電，且無化石燃料。先進的人工智能系統(tǒng)實現(xiàn)了實時質(zhì)量控制和高效、可持續(xù)的生產(chǎn)。該工廠將推出下一代電動汽車，減少二氧化碳排放量90%，并促進當?shù)鼐蜆I(yè)。
這家工廠有什么與眾不同的特點？即使在收集原材料和組裝螺母和螺栓之前，汽車首先要進行虛擬設計和測試。系統(tǒng)是一個由攝像頭、傳感器和人工智能驅(qū)動的分析網(wǎng)絡，它可以掃描任何問題并實時提供解決方案。為確保卓越的品質(zhì)，汽車像聯(lián)網(wǎng)設備一樣運行，能夠?qū)崟r識別和解決諸如油漆不均勻或部件碎裂等問題，從而最大限度地減少延誤?？旃?jié)奏的裝配由1000多個在人類專業(yè)知識指導下的機器人組成。AI工廠也是寶馬iX3等下一代電動汽車的誕生地，其續(xù)航里程高達500英里，10月下旬，新款iX3將作為Neue Klasse的首款汽車開始生產(chǎn)。
對于這一工廠的運行，市場研究機構(gòu)SNS Telecom & IT的研究人員稱，該工廠依賴于匈牙利運營商Magyar Telekom為寶馬部署的公私混合的5G網(wǎng)絡。此前，歐洲和北美多個國家和地區(qū)采用了5G專網(wǎng)的方案，為制造業(yè)工廠搭建專用網(wǎng)絡，獨立于公網(wǎng)運營商，但本次寶馬的AI工廠采用的是混合5G網(wǎng)絡的方式，公網(wǎng)和專網(wǎng)均采用。
根據(jù)SNS Telecom & IT研究人員分析，寶馬的AI工廠采用的無線接入網(wǎng)絡覆蓋了400公頃的場地，其中約15%為室內(nèi)空間，如此大規(guī)模的覆蓋寶馬采用公網(wǎng)和專網(wǎng)結(jié)合的方式，既能保證所有設施互聯(lián)，也在一定程度上降低了成本。5G網(wǎng)絡為寶馬工廠工作的平板電腦、相機、傳感器和自主運輸機器人提供連接，尤其是為該工廠中近1000臺工業(yè)機器人提供可靠連接。
寶馬自有的下一代AI質(zhì)量平臺（AIQX）是該工廠運營的核心要素，該平臺是基于云計算的系統(tǒng)，利用位于生產(chǎn)線上的攝像頭、聲學傳感器和麥克風進行自動化質(zhì)量檢查，根據(jù)訓練好的模型捕獲和分析有關(guān)每輛車的位置、部件和裝飾面的數(shù)據(jù)，并在檢測到零件缺失、裝配錯誤或缺陷時向員工發(fā)出警報。這一平臺需要實時、可靠的通信技術(shù)，將生產(chǎn)線上所有能夠采集數(shù)據(jù)的終端連接起來，5G網(wǎng)絡成為有效解決方案。
另外，該工廠的物流運營成分展示了無線通信與自動化的集成。自動牽引列車將高壓電池直接從相鄰的電池組裝廠運輸?shù)桨惭b點，而智能運輸機器人則獨立運送更小的部件，該過程采用“手指結(jié)構(gòu)”設計，允許80%的零件直接交付到裝配線上的適當位置，通過高質(zhì)量無線連接來保障。
汽車制造業(yè)的深入采用，形成5G+智能制造標桿
實際上，在5G商用初期，寶馬集團就積極部署5G工廠，經(jīng)過數(shù)年的實踐，如今5G已成為寶馬工廠中不可或缺的重要支撐。除了寶馬外，其他汽車制造廠商也將5G作為其制造工廠的核心工具之一，比較典型的包括奔馳、特斯拉、保時捷等知名廠商。
例如，2024年8與額，特斯拉為其上海超級工廠部署一張5G專網(wǎng)，這是繼特斯拉在2024年5月在柏林工廠運行5G專網(wǎng)后，5G又一次進入特斯拉超級工廠。特斯拉柏林工廠的IT團隊負責人表示：專用5G網(wǎng)絡為我們的制造和倉儲設施的創(chuàng)新以及下一代運營奠定了基礎，有了5G專網(wǎng)，我們可以讓移動機器超可靠地通信，并保持持續(xù)運行。憑借我們的創(chuàng)新能力，我們是汽車制造業(yè)中首批將5G專網(wǎng)大規(guī)模投入制造業(yè)的公司之一。柏林工廠是我們第一個部署，然后會在全球范圍內(nèi)推廣。我們的工程團隊將在OT、IT和網(wǎng)絡之間合作。
從以往知名汽車制造工廠案例來看，采用5G專網(wǎng)的汽車生產(chǎn)方案較為普遍。雖然寶馬的AI工廠采用的是公網(wǎng)和專網(wǎng)混合的方案，但在核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)，相關(guān)設備和傳感器主要還是通過5G專網(wǎng)連接，保障數(shù)據(jù)的安全性。5G專網(wǎng)目前已成為打造智能制造工廠的關(guān)鍵。
國內(nèi)工業(yè)領域也加快了對5G專網(wǎng)的應用。根據(jù)公開數(shù)據(jù)，今年6月，我國“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”全國建設項目超1.85萬個，5G虛擬專網(wǎng)達5.8萬個，廣泛覆蓋工業(yè)、港口、醫(yī)療、能源等重點應用場景。目前，國內(nèi)5G專網(wǎng)基本是通過虛擬專網(wǎng)形式提供服務，在前期形成的示范效應下，其他領域會持續(xù)復制擴散。
目前，5G專網(wǎng)依然面臨著獨立專網(wǎng)和虛擬專網(wǎng)不同的技術(shù)路線。針對5G獨立專網(wǎng)，不少從業(yè)者提出該模式對于電信運營商形成一定程度沖擊。當然，短期內(nèi)具備部署5G專網(wǎng)能力的工業(yè)企業(yè)數(shù)量有限，對于5G虛擬專網(wǎng)影響有限。但是從中長期看，隨著專網(wǎng)解決方案的成熟，一些輕量化、低成本的系統(tǒng)問世，更多中小型工業(yè)企業(yè)也可以采用5G獨立專網(wǎng)，對于運營商來說會造成很大影響，尤其是依托專網(wǎng)作為入口，推進云服務、人工智能、大數(shù)據(jù)等ICT解決方案在行業(yè)應用。這將倒逼運營商進行創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型，加大對5G獨立專網(wǎng)的供應，并提供綜合性ICT解決方案。
在筆者看來，未來5G獨立專網(wǎng)對虛擬專網(wǎng)雖然有一定替代性，但在更為廣闊的應用場景下，兩者之間互補性更明顯。虛擬專網(wǎng)依托運營商部署的無處不在的網(wǎng)絡基礎設施，能夠保證企業(yè)隨時隨地接入網(wǎng)絡，部署速度更快。例如，2022年5月，寧德時代部署了全國覆蓋范圍最廣的5G專網(wǎng)，該專網(wǎng)橫跨全國6省8市40個廠區(qū)，總面積近500萬平方米。類似的企業(yè)如果有全國廣泛分布的眾多廠區(qū)，自行部署5G獨立專網(wǎng)，就需要部署多張網(wǎng)絡，采購大量設備和平臺，這種情況下或許以獨立專網(wǎng)+虛擬專網(wǎng)配合的形式更為合適。
當前，國內(nèi)對于獨立專網(wǎng)政策在不斷松綁，5G獨立專網(wǎng)漸行漸近，加上虛擬專網(wǎng)的運營經(jīng)驗，未來制造業(yè)中5G技術(shù)的應用會更加普及。在AI最新成果不斷應用于制造業(yè)的背景下，5G+智能制造將成為制造業(yè)工廠的一個標配。
