穿戴好防护工具的技术工人，站在数控机床前，利用双手操作机器，将毛坯件加工成一个个零件……这是传统数控机床加工车间内常见的景象。然而，在中国商飞公司总装制造中心的车间里，工人却是在一个由物联网、增强现实 （AR）、云计算网络全覆盖的环境中，完成上面的作业。
■本报记者 张晓鸣
2017年下半年起，中国商飞公司总装制造中心专门成立团队开展智能制造研究，对生产线进行智能化改造，将机器、软件、设备、机器人进行互联互通，建成了以制造执行系统 （MES）为核心，可以24小时作业的智能生产线。
为此，合作伙伴上海联通在车间搭建了一个5G测试基站，为这个“智慧车间”综合管理平台提供具有高带宽、低时延特性的5G传输网络，从而助力国产大飞机的制造有一个安全、绿色、高效、科技的智慧平台。
无人零件生产线 “智慧靠谱”
中国商飞公司总装制造中心数控机床加工车间主要承担飞机零部件的研制、生产工作，其产品用于C919大型客机、ARJ21新支线客机，也用于波音、空客转包生产项目。
走进这个车间，最忙碌的是一条无人零件生产线。数控机床、运载机器人、AGV小车，甚至是物料架和托台，所有设备都植入了一根“神经”，实现设备之间的信息交互。
数控机床将零件加工好，运载机器人便接收到信息前去取件，自动“唤醒”水箱对零件进行超声波清洗，随后放置在托架上，由AGV小车运出车间。整个过程实现无人化作业。
数控机加车间党支部书记许江炜说：“操作工人从线性工作中解放出来，从一身油污到一身清爽，工作效率也大大提高。”
自动化生产线在汽车等装备制造行业早已有大规模应用，这个智能生产线有什么特别？
许江炜介绍，一架飞机上有几十万个零部件，旦零部件的种类繁杂，很多零部件用量不大，但加工难度大。他拿起一个造型不规则的零件告诉记者，这个叫作“角片”的零部件用于飞机的平尾，一架飞机上仅用1片，每月生产30片左右，因为需求量小，采用类似于汽车制造的自动化流水线模式，生产成本太高。要满足飞机制造的精度高、数量少的特殊需要，只能采取个性化定制的柔性智能生产模式。
改造后的智能生产线上，可以看到一个六轴机器人手臂正在将刚刚加工完成的角片从数控加工中心内拿出，调转方向后将角片浸入冷却液内冷却，接着烘干，完成一系列既定工序后，机器人手臂抓着零件沿着自动传输线将其精确地放置在检测台相应位置。质检合格后，这个角片将同它的“小伙伴”一起，由 AGV小车按既定路线运送到托架上，作为已完工的合格零件交付至ARJ21飞机的平尾制造车间。
智能生产线的投入使用将600mm×800mm飞机零件的生产效率提高了1倍，原来6台数控加工中心至少需要24名操作工人，现在只需要3人来辅助工作，提升了车间设备利用率和生产管理效率，形成了一套多品种、小批量、多工序、高精度产品的柔性智能制造新模式。
除了生产线的智能化改造，数控加工车间还引入增强现实装备、智能工具箱、摄影测量系统等设备，实现了多种智能工具在实际生产上的首次应用。
在现场，记者看到，维修人员和操作人员戴上AR眼镜，通过指尖的操作，就可以对机床和刀具加工状态快速进行判断（上图）。激光扫描零件装置如同机场安检一样，对零件进行全方位扫描，快速得到加工零件的尺寸数据，并与三维数模进行比对，使得零件检测分析速度大幅加快，提升产品的入库效率。
此外，在管理层面上，智慧数控车间对车间及其内部设备进行实景数字化三维建模，融合人员、设备、环境等信息，实现对车间运行状态、生产管理的三维动态实时管理，打造透明车间。同时，运用人脸识别技术、人员定位技术、智能传感装置等对人员与环境进行管理与监控，打造智能厂区。
高带宽、低时延的信息流
在智慧车间背后，除了生产流水线，还有一条隐性 “流”，即信息流，整个车间的运行信息汇总到实时监控平台，使车间 “透明化”，所有信息汇总给操控人员，人的作用就可以更好地发挥。而这就需要5G技术的助力。
“智慧车间”的5G应用场景首先是用于人的管理。大飞机生产涉密性强、安保要求高，对人员出入进行严格管理非常重要。 “智慧车间”的解决方案是在数控车间出入口安装上具有人脸识别的门禁系统，由于5G网络的时延低于1毫秒，这让人脸与放在 “云”端的存储记录可形成快速比对，从而大大提高识别效率。
现场工作人员介绍说，5G网络在车间的应用，最得力的是物品的管理。用于大飞机生产的零配件成千上万，且不少工艺仍需要工匠们用手工完成，“智慧车间”通过5G网络所承载的精准室内定位系统，可以把车间内摆放的零配件定位误差缩小在3厘米以内。这样一来，工人们通过室内导航设备，需要时能很快找到它们，或者原地归还。
“智慧车间”技术含量最高的是利用5G网络高带宽、低时延的特性，对数控机床的运行数据进行实时采集。在传统工业生产中，产品质量的检验环节通常放在最后，而如今，运行在5G网络上的传感器被植入数控机床，它能实时采集机床运行时的各种数据，并立刻上传到智慧平台或 “云”端，再与数据模型进行不间断比对，一旦发现异常，在毫秒内就能立刻告警……
记者从上海联通获悉，2018年，上海联通作为联通集团16个5G试点城市之一，将部署不少于50个5G基站，验证5G端到端组网能力，为2019年试商用、2020年全面商用奠定基础。截至目前，上海联通已经在松江大学城、嘉定汽车城和商飞公司的数控机床加工车间部署了3座用于试点的5G基站。