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图片来源：爱立信
2019年，随着运营商开始推出5G技术，总部位于瑞典斯德哥尔摩的爱立信公司开始将目标投向成为5G设备生产和交付的领先企业。不过，当时的行业环境威胁到其生产高质量5G产品的能力。很多生产5G设备的公司都面临着部件短缺的问题，导致5G无线产品的生产非常困难。交付周期长和海外运输，导致生产故障产品的风险更高。
在这样的大环境下，爱立信计划生产一系列新的5G无线电设备。该公司团队意识到，如果能在更靠近最终客户的地方进行生产，就能缩短从下单到投产的前置时间，降低因客户需求变化而导致库存过剩的风险。
在研究如何应对当前的行业转变时，爱立信的团队得出了一个结论——他们必须成为全球灯塔网络（Global Lighthouse Network）的一部分。换言之，它需要建立一个行业领先的设备生产工厂，并采用工业4.0的标准，在整个生产网络中实现愿景、创新和责任，以释放价值并优先考虑环境的可持续发展。
爱立信团队历时一年（从2019年到2020年），在美国德克萨斯州Lewisville建成了一座堪称 "灯塔 "的5G智能工厂，并为全球设备制造商树立了榜样。
01 创建5G灯塔工厂
世界经济论坛的灯塔工厂评选，主要颁发给利用工业4.0技术成功实现规模化转型的领先企业。如果企业想要提名设施获得这一奖项，必须遵循非常具体的步骤才能成为灯塔工厂。这些要求包括：在运营模式方面实施有影响力的变化，大规模部署集成技术用例，通过工业物联网（IIoT）实现更高效的流程，并提高员工参与度等。
要打造一个符合灯塔工厂要求的5G智能工厂并不是一件容易的事情，因为爱立信团队正在处理的是一个绿地工厂。这意味着该团队在工厂建设、设备安装和启动的同时，团队还在进行工业4.0项目的实施。此外，他们必须培训一个几乎没有工厂经验的团队，并且在整个工厂实施全新的技术。
然而，要开始工业4.0之旅，必须首先确定在当前的生产过程中，哪些用例最能从工业4.0实践中受益。因此，在2019年年中，爱立信团队实施了几个战略步骤来确定这些用例。
02 确定应用场景
第一步是开发带有每日和每周报告的性能监控器。团队必须了解其设施出错的原因，以确保这些错误不会在新建的工厂发生。该团队访问了现有的“棕地”项目及其工程团队，以确定当前存在的问题。发现问题的过程包括与工厂现场的操作人员（包括工艺工程师和质量工程师）交谈，然后找出生产过程中停机和延误的主要原因。
团队还参观了其它工厂，测试哪些设备运行良好，哪些设备运行不好。如果存在问题，团队会努力突出这些问题，并确保它们实时可见——甚至在每周的“晨报”发布之前。可见性有助于团队确定缺陷率和其它设备性能指标。任何缺陷率高于预期的领域都值得进一步调查控制工程网版权所有，进而提出5G技术可以帮助解决的具体用例。
最后，该团队会核实哪些领域需要员工从事重复性任务，这些领域具有实现自动化的潜力。例如，如果一个岗位需要固定在生产线上的特定位置，并反复按下按钮以允许产品通过，这就是实现过程自动化的绝佳机会：可以使用视觉系统等技术来取代该人工过程。
爱立信可以将工人转到能提高产品水平、具有更高价值的岗位，同时还可以减少生产所需的劳动力。这种战略调整允许将现有人员重新分配到提高绩效的岗位，从而优化整个流程，同时提供提高现有员工技能的机会。
▲2020年3月控制工程网版权所有，Lewisville工厂的第一台5G无线设备下线。2021年该工厂被评为灯塔工厂。
03 提高运营效率
团队发现的一个主要问题是，他们无法收集有关工厂流程的可行数据。在其他工厂，员工和设备往往各自为政，这阻碍了团队为工厂问题制定整体解决方案。高效的数据收集是工业4.0的最佳实践之一，它使企业能够根据实时洞察力采取行动，并建立历史模式。爱立信美国5G智能工厂的成功关键在于整合来自设备孤岛的数据，同时整合数据源以提高可见性。强大的数据治理确保了标准化的数据标签、统一的时间戳和一致的数据定义，从而建立了可靠而全面的数据集。
由于该公司的运营模式依赖于围绕物联网（IoT）开发和信息技术（IT）平台管理组建的跨职能团队，因此他们采用了敏捷方法和每日例会，以促进高效的跨团队沟通、快速解决问题和迭代开发。团队严格遵循最小可行产品（MVP）方法，测试和完善用例，以推动快速进展。
此外，在加快交付和确保工业4.0计划成功方面，跨职能专业知识发挥了关键作用。一线运营商的见解被纳入其中以整合客户声音，而IT、采购、安全、运营管理和财务等利益相关者的互动，则可以促进基于信任的合作伙伴关系。
基础培训可以确保项目团队精通制造业和工业4.0概念，对项目成功发挥了关键作用。在工业4.0转型开始之前，团队中的许多人对错综复杂的工厂运营相对陌生。为专业人员传授新技能可能很困难，但新团队渴望学习智能工厂顺利运行所需的技能。
首先，每个团队成员都必须熟悉现有的工厂流程，以深入了解潜在的改进领域。此外，该团队还接受了关于工业4.0基本概念以及如何为加强工厂运营做出贡献的全面培训。这些培训为持续学习和能力建设铺平了道路，使团队成员能够有效地为项目路线图做出贡献。这项培训在提高现有员工的技能和再培训方面发挥了至关重要的作用控制工程网版权所有，这也是工业4.0的关键组成部分。如今，工厂人员通过全体员工的投入，协同管理智能工厂的路线图。
在向5G智能工厂过渡的整个过程中，爱立信意识到有效沟通的重要性。团队每天都要召开多次站立会议，以简化和加快解决具体挑战。这允许整个供应链的信息无缝流动，同时也有助于快速解决问题。
04 利用5G技术制造5G设备
在确定用例后，团队评估了5G技术在增强这些用例场景方面的潜力。这将有助于爱立信使用最新的IIoT技术，并大规模部署多个工业4.0应用——每个用例都是实现灯塔工厂的要求。5G的低延迟和高数据速率相结合，可实现实时决策和行动，毫米波网络的应用改善了低延迟，从而实现了非常高的往返数据速度。
与Wi-Fi网络相比，专用网络可确保稳定可靠的连接，最大限度地降低数据干扰和丢失的风险。团队了解到，连接方式的选择会影响数据收集的广度和准确性，从而直接影响这些应用的有效性。
采用专用5G网络，能够将振动和热量传感器等附加传感器集成到现有的硬接线机器上。这种集成增强了数据收集，并能够提取有价值的见解来优化性能，而无需彻底检修现有的基础设施。
得益于5G支持的低延迟和高速的往返数据速度CONTROL ENGINEERING China版权所有，爱立信的生产部门可以更有效地利用信息做出决策，并采取行动改善生产或消除问题。例如，团队能够在设备专家的帮助下CONTROL ENGINEERING China版权所有，利用增强现实来修复设备，并在最短的时间内共享视频、音频和注释，以便尽快解决设备故障。
智能工厂的改进为工厂团队提供了对生产过程的全面了解。爱立信首次获得了从数据驱动的角度全面监控整个无线电产品流程的能力。此外，经济高效的数据存储和简化的数据检索也提高了工艺工程师的工作效率。爱立信在5G智能工厂方面取得的成就，巩固了其在行业中的地位。在2019年开工建设后，爱立信Lewisville工厂于2021年被成功评选为灯塔工厂。该项目的成功为爱立信在内部建立一个专门的工业4.0团队发挥了重要作用，并计划将工业4.0原则整合到其全球设施中。
关键概念：
■ 5G智能工厂的成功关键在于整合来自设备孤岛的数据，同时整合数据源以提高可见性。
■ 连接方式的选择会影响数据收集的广度和准确性，从而直接影响这些应用的有效性。
思考一下：
5G智能工厂为制造企业的生产运营带来了哪些优势？
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