巨大的船坞内，工人穿梭、焊花闪闪；数字化车间里，机械臂上下翻飞、快速作业……沪东中华造船厂一派繁忙景象。屹立黄浦江畔近百年，沪东中华造船厂创造了中国乃至世界船舶工业的多个“第一”——国内唯一具有完整船舶配套产业链的船厂，第一家获得“中国工业大奖”的船厂，我国唯一的大型LNG造船企业，并建造了全球最大的LNG船……
喜讯频传的背后，是源于沪东中华造船厂对数字化、智能化变革的不懈追求。中国联通与沪东中华造船厂合作，将5G结合物联网、大数据、人工智能等先进技术深度融合于船舶制造，为其整合生产资源、升级改造传统工艺设备及流程提供了创新解决方案，进一步助力百年造船厂开启智能造船时代。
5G应用为LNG船智造提质增效
深度融合焊接工艺 5G应用为LNG船智造提质增效
LNG船被誉为世界造船“皇冠上的三颗明珠”之一，是全球最大最先进的天然气船。沪东中华造船厂制造的LNG液化天然气船屡创世界纪录，为我国的造船事业不断实现历史性突破。LNG船的生产工艺复杂且对质量要求非常高。例如，其对焊接工艺的管控要求极为严苛，在300多公里的焊缝中，不能有一个漏焊点。特别是在货仓狭小的不规则的角落里，必须由殷瓦钢焊接高手来完成。
殷瓦手工焊是世界上难度最高的焊接技术。能够在超级LNG船上进行全位置殷瓦手工焊接的焊工，必须取得代表焊工最高水平的G证才能上岗作业。周师傅就是这样一位超级殷瓦焊接女工，“我主要负责货仓内舱顶位置的焊接，也是全船最难焊接的位置。像焊这种殷瓦件，必须得细心，因为殷瓦板比较薄，很容易烧坏，有的工序比较麻烦，必须得按照工艺一步一步地来完成。”
2020年初，沪东中华造船联合中国联通，运用5G、物联网、大数据、人工智能等技术，深度融合焊接工艺，通过信息化手段来保障焊缝质量，提升焊接效率。据专家介绍，目前沪东中华造船厂切割装焊车间内四万平米的厂房已采用5G室分的方式进行了覆盖，400台数字化焊机已通过5G 网络进行互联互通，通过焊接群控管理平台，将“工艺要求、焊接参数、设备状态”等质量参数与现场“工程派工、班组人员、物量业绩”等管理信息融为一体，实现了“焊机参数预控、焊接过程监测、焊后质量追溯、设备预测维护”等目标，形成“分、派、领、完、结”的工程闭环管理，实现焊接过程规范、质量、成本可控。
周师傅对于5G应用为焊接工作带来的变化表示很满意：“相比过去，数字化焊机通过5G 网络实现了互联互通，从哑设备变成了有脑子会说话的机器，不仅能帮我们高效分配工作，还能在操作层面在线诊断焊机手感参数，实时指导我们焊接过程的规范性操作，并在出现焊缝质量问题时及时警示，这对我们工作有很大的帮助，希望未来随着技术的进步，能有更多智能化的可能，降低我们工作的难度，提升制造效率。”
已安装5G采集盒的数字焊机
5G时代的颠覆性创新 让敢想不敢做的场景得以实现
5G网络与焊机是如何深度结合的呢？沪东中华造船项目负责人介绍到：“应用了5G以后，我们发现焊机数据交互时延从100ms降到了20ms以内，丢包率大幅降低，稳定性也提升了。很多以前敢想不敢做的场景得以实现。”
项目负责人表示，利用5G的低时延特性，实现了焊机手感参数的在线诊断。每天工人在焊接之前是要做很多准备工作的，如起弧、试焊等调枪工作，调试时间在500ms内完成，普通网络根本无法进行采集。5G低时延特性提高了5-10倍的采样频率后，调枪参数的采集成为可能。管理平台通过对3000个工人的调枪数据进行滚动式地采集、清洗及分析，选出好用的手感参数，择优下发还未开工的工人，试焊时间减少60%。同时该技术降低了船企对于焊工选人用人的门槛，在重工业就业人员大量流失的时期，一定程度缓解了企业的用工荒。
提高采样频率后的焊机参数波形
而基于5G的大带宽特性，实现了焊接作业的数字孪生。通常作业派工使用的纸质清单，工人边工作边看图纸，非常消耗注意力，并且纸质图纸容易污浊和丢失。现在通过5G将三维模型直接投放到现场终端上，工人实时反馈施工情况，系统自动匹配下一步工序和工艺参数，实现了设计与生产数据协同。
焊接工件三维孪生体
“5G+工业互联网”六大应用场景 推动船舶制造行业数字化转型升级
在船舶制造领域，中国联通深入探索，与多家大型龙头造船企业携手打造了全球首个结合5G技术的船舶自组网应用，成功实施了全球第一个5G自动化码头改造，并已落地了“5G+工业互联网”六大应用场景。除了智能焊机联网群控相关应用外，还包括基于5G的机器视觉检测，基于5G的AR/VR应用，基于5G的船舶自组网，基于5G的AGV应用以及设计协同平台应用等，为造船企业提供了多样的“5G+工业互联网”解决方案，为船舶制造行业智能化升级提供了多维度助力。
例如，针对大型船舶钢结构分段精度测量提出的基于5G的机器视觉检测方案，使用工业相机+靶点的测量模式，通过5G专网及边缘云，实时回传、解算现场拍摄图片，并生成点位文件。该在线测量模式替换了传统的全站仪离线测量模式，测量时间从原来的3-4小时，缩短至了30分钟内完成，测量效率提升了400%，加快了分段装配线的生产节拍。（本文作者均来自中国联通上海分公司）
