引言：此項(xiàng)目是由愛立信和梅賽德斯奔馳合作，在德國56號工廠，將5G技術(shù)完全融入到了工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)所打造出來的未來工廠，從而可以在其靈活，零碳排放的56號工廠中制造多種類型的汽車。
一、項(xiàng)目概況
1. 項(xiàng)目背景
愛立信是全球最大的移動通訊設(shè)備商， 目前5G全球網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的領(lǐng)跑者。
梅賽德斯奔馳世界著名企業(yè)名牌。“56號工廠” 是梅賽德斯-奔馳最現(xiàn)代化的生產(chǎn)基地，一座 “超級工廠”，是全新梅賽德斯-奔馳S級轎車的誕生地。工廠內(nèi)部署400多輛通過無線局域網(wǎng)和專用5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的自動引導(dǎo)車(AGV)，可以靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)各種車型、混合動力車型和純電動車型。同一生產(chǎn)線既可以生產(chǎn)全新S級車型，也可以生產(chǎn)純電動EQS車型。成功地將靈活性、效率、數(shù)字化和可持續(xù)性結(jié)合在一起。
圖1 奔馳56號工廠
2. 項(xiàng)目簡介
56號工廠在二戰(zhàn)后1946年重建并生產(chǎn)汽車。1972年，該廠開始生產(chǎn)到現(xiàn)在仍在生產(chǎn)的Mercedes-Benz S-Class。它每年生產(chǎn)超過30萬輛汽車，約占戴姆勒汽車總產(chǎn)量的15％。2015年之前，該工廠一直是戴姆勒產(chǎn)量最大的生產(chǎn)工廠，但在之后被位于德國不萊梅的工廠超過。就規(guī)模而言，它是德國第三大汽車制造廠，在大眾汽車的沃爾夫斯堡工廠和奧迪的英戈?duì)柺┧毓S之后。
56號工廠一直在尋找一個靈活和互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施，用無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的裝配線，以顯著提高生產(chǎn)大量不同車輛的效率和靈活性，為柔性化、高效、可持續(xù)性和數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)定新的標(biāo)準(zhǔn)， 提高生產(chǎn)效率。
圖2 5G專網(wǎng)解決企業(yè)遇到的挑戰(zhàn)
愛立信以強(qiáng)大的5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為基礎(chǔ)，針對56號工廠智能制造，工業(yè)4.0，柔性生產(chǎn)的需求特點(diǎn)，打造了新一代的5G企業(yè)專網(wǎng)解決方案，將標(biāo)準(zhǔn)蜂窩網(wǎng)絡(luò)引入現(xiàn)代制造。
3. 項(xiàng)目目標(biāo)
愛立信攜手西班牙電信（Telefonica）為德國梅賽德斯-奔馳 56號工廠全部220,000平方米廠房提供5G企業(yè)專網(wǎng)信號覆蓋，使用這一靈活的、高性能的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施滿足新一代產(chǎn)線設(shè)備的高效、柔性化、高容量連接需求，以期實(shí)現(xiàn)：
?通過產(chǎn)線數(shù)據(jù)鏈接和產(chǎn)品追蹤，優(yōu)化現(xiàn)有生產(chǎn)流程
?靈活而又快速適應(yīng)的流程優(yōu)化
?生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備通過智能化鏈接，來支持高效而精準(zhǔn)的生產(chǎn)流程
?保證敏感的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全傳輸和存儲
?在不改變產(chǎn)線結(jié)構(gòu)的前提下擴(kuò)展單個裝配線單元
?改進(jìn)56號工廠橫跨整個價值鏈的端到端網(wǎng)絡(luò)——從開發(fā)、設(shè)計到供應(yīng)、生產(chǎn)和銷售
二、項(xiàng)目實(shí)施概況
1. 項(xiàng)目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容
項(xiàng)目從幾年前開始，這是全球首個商用5G汽車工廠項(xiàng)目，基于愛立信5G行業(yè)專網(wǎng)和愛立信5G無線DOT點(diǎn)系統(tǒng)，應(yīng)用方式包括生產(chǎn)線 AGVs、汽車軟件灌裝“Data Shower”以及生產(chǎn)設(shè)備和工具網(wǎng)聯(lián)等，而后期將會逐步擴(kuò)展到整個工廠區(qū)域。
圖3 5G專網(wǎng)架構(gòu)
利用最先進(jìn)的5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，梅賽德斯-奔馳汽車可以借助新功能優(yōu)化其工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)流程。例如，裝配線數(shù)據(jù)鏈接或產(chǎn)品跟蹤。此外，移動通信標(biāo)準(zhǔn)將生產(chǎn)系統(tǒng)與機(jī)器智能連接，提高生產(chǎn)過程的效率和精度，同時還不必向第三方提供敏感的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。通過5G網(wǎng)絡(luò)，快速處理未來汽車各種測試場景所需的大量數(shù)據(jù)。
隨著這一5G專網(wǎng)與奔馳生產(chǎn)流程的持續(xù)深度融合，56號工廠中的生產(chǎn)系統(tǒng)和機(jī)器將通過安全的5G連接和操作，借助5G具有千兆數(shù)據(jù)速率和幾乎實(shí)時的低延遲時間，能同時處理大量數(shù)據(jù)，5G網(wǎng)絡(luò)也將使奔馳提高靈活性、生產(chǎn)精度和效率。
圖4 56號工廠中愛立信無線DOT點(diǎn)系統(tǒng)
為了更好的推動行業(yè)專網(wǎng)建設(shè)，愛立信也攜手眾多合作伙伴，構(gòu)建了愛立信工業(yè)4.0無線生態(tài)系統(tǒng)，與運(yùn)營商以及上下游的諸多合作伙伴一起，共同推動5G以及5G行業(yè)專網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展。生態(tài)系統(tǒng)中包括下游的終端廠商，上游的軟件和應(yīng)用服務(wù)商和大型的系統(tǒng)集成商等。
圖5 愛立信工業(yè)4.0無線生態(tài)系統(tǒng)
圖6 汽車軟件灌裝“Data Shower”
圖7 56號工廠有400多臺生產(chǎn)線 AGVs
圖8 生產(chǎn)設(shè)備和工具網(wǎng)聯(lián)
隨著這一5G專網(wǎng)與奔馳生產(chǎn)流程的持續(xù)深度融合，56號工廠中的生產(chǎn)系統(tǒng)和機(jī)器將通過安全的5G連接和操作，借助5G具有千兆數(shù)據(jù)速率和幾乎實(shí)時的低延遲時間，能同時處理大量數(shù)據(jù)，5G網(wǎng)絡(luò)也將使奔馳提高靈活性、生產(chǎn)精度和效率。
三、下一步實(shí)施計劃
據(jù)我們的研究和預(yù)測，5G專網(wǎng)和工業(yè)應(yīng)用會在接下來的幾年中大量廣泛的使用在各行各業(yè)。愛立信早期的進(jìn)入市場，提供了最先經(jīng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，加上我們商業(yè)化的預(yù)包裝和集成，為使用5G的企業(yè)帶來了大大的方便性。同事我們在積極的和下游終端和上游軟件和應(yīng)用服務(wù)商積極合作，創(chuàng)造5G工業(yè)生態(tài)，提高5G專網(wǎng)的可復(fù)制推廣。
圖9 愛立信專網(wǎng)的特點(diǎn)
愛立信全球具備超過190張網(wǎng)絡(luò)部署經(jīng)驗(yàn)，企業(yè)專網(wǎng)全面兼容從4G到5G的愛立信全套產(chǎn)品，是運(yùn)營商共網(wǎng)，共設(shè)備建設(shè)的基礎(chǔ)保障和技術(shù)保證。同時，愛立信獨(dú)立型以及與運(yùn)營商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)整合型解決方案能夠復(fù)用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源和擴(kuò)大規(guī)模，并保持行業(yè)專網(wǎng)的演進(jìn)策略、進(jìn)度與公網(wǎng)同步，幫助企業(yè)平滑過渡5G，保障運(yùn)營商企業(yè)級解決方案競爭力。
圖10 愛立信專網(wǎng)全球部署案例
此外，愛立信可根據(jù)實(shí)際的企業(yè)或園區(qū)部署場景以及當(dāng)?shù)剡\(yùn)營商頻率資源等，靈活選擇具體的部署方案，通過多種標(biāo)準(zhǔn)化的專網(wǎng)架構(gòu)模型，支持企業(yè)差異化需求，實(shí)現(xiàn)“千廠千網(wǎng)”、“千網(wǎng)千面”。
四、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)施效果
1. 項(xiàng)目先進(jìn)性及創(chuàng)新點(diǎn)
5G在工業(yè)的應(yīng)用目前還是在很早期的階段，愛立信和國際制造業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)合作，測試5G在工業(yè)的早期應(yīng)用，為企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，柔性制造和工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)定的基礎(chǔ)。
此項(xiàng)目具備以下創(chuàng)新和先進(jìn)亮點(diǎn)：
· 5G專網(wǎng)提供高度控制，企業(yè)不必為重構(gòu)產(chǎn)線重新布線，支持辦公/生產(chǎn)/監(jiān)控等切片的流量區(qū)隔和控制，支持終端用戶的權(quán)限控制（可使用的網(wǎng)絡(luò)能力，切片等）；
· 優(yōu)異的全覆蓋無線寬帶網(wǎng)絡(luò)：作為邊緣網(wǎng)絡(luò)，5G專網(wǎng)使得工業(yè)SAAS時延從秒級縮短為毫秒級，設(shè)備/人的無線通信不受帶寬/室內(nèi)外限制，海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備高可靠并行工作，不必?fù)?dān)心隨著接入設(shè)備變多而出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力下降
· 安全：容器化安裝最小化了網(wǎng)絡(luò)威脅，單個容器崩潰不影響其他容器業(yè)務(wù)。隔離防止其他問題導(dǎo)致服務(wù)中斷, 如突發(fā)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷等。終端、網(wǎng)元雙向認(rèn)證，數(shù)據(jù)全流程強(qiáng)加密（128位多種加密算法），關(guān)鍵數(shù)據(jù)偽碼傳輸?shù)鹊取?/span>
· 提升企業(yè)數(shù)字化水平：為企業(yè)提供全區(qū)域無線接入，自動控制每個接入終端的數(shù)據(jù)流向，配合企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)隔離需求，針對不同業(yè)務(wù)的需求提供切片服務(wù)，實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)多用
· 完美業(yè)務(wù)護(hù)航：對關(guān)鍵應(yīng)用提供99.999%保障，移動設(shè)備無縫切換，授權(quán)頻譜、抗干擾
2. 實(shí)施效果
梅塞德斯-奔馳汽車生產(chǎn)與供應(yīng)鏈?zhǔn)聵I(yè)部管理委員會成員Jorg Burzer表示，“我們不僅在打造未來的智能汽車生產(chǎn)，還將在汽車裝配廠建立全球首個5G移動網(wǎng)絡(luò)。我們將生產(chǎn)數(shù)字化提升到了全新的水平。隨著本地5G網(wǎng)絡(luò)的安裝，梅賽德斯-奔馳汽車工廠所有生產(chǎn)系統(tǒng)和機(jī)器網(wǎng)絡(luò)將變得更智能、高效。”
圖11 奔馳56號工廠提高生產(chǎn)效率15%
“56號工廠”是奔馳首輛EQ電動汽車、新款S級轎車、以及多款自動駕駛車型誕生的地方。在“56號工廠”，在5G專網(wǎng)的基礎(chǔ)上，大刀闊斧地取消了傳統(tǒng)的裝配線，轉(zhuǎn)而采用無驅(qū)動傳送系統(tǒng)，能夠在生產(chǎn)過程中新型移動。可以說，這是奔馳的“未來工廠”，顯然，奔馳充分考慮到隨著車輛類型變得愈加廣泛，生產(chǎn)方式也要隨之改變。