5G技术在我国汽车产业转型升级中的应用探讨
当前，我国汽车市场在经历快速增长的阶段后进入了高质量发展的平稳阶段，汽车产品正在加速向“数字化、电动化、轻量化、共享化”转变。汽车智能制造技术被认为是我国汽车产业实现转型升级的重要手段，而5G技术是智能制造通信网络的基础支撑。5G正值我国汽车产业经历深刻技术变革之时推出，希望能够为我国汽车产业转型升级提供重大助力。
企业总体的数字化推进思路
5G技术应用场景
智能网联汽车有跨产业、多种技术融合的特点，利用5G技术可以实现汽车工业和通信工业的“两业融合”。国内整车企业、智能网联技术开发企业正在积极与华为、5G网络运营商等合作结盟，运用C-V2X技术的直连及网络两种模式，依据中国车主的驾驶习惯和道路交通特点，研发和测试车辆与道路基础设施互联、车辆与车辆互联以及车辆与行人互联等多项应用场景。5G技术在未来自动驾驶领域将发挥关键性作用，其增强移动宽带技术及海量信息高实时完成交互任务。同时，基于5G的uRLLC超可靠低时延通信技术可以降低时间延迟及道路参与者的不确定因素，及时通过数据交互完成周围车辆的速度、位置、运行轨迹及状态弥补传感器在距离和环境的约束缺陷限制，促进从单车自动驾驶到智能交通的升级。截至目前，已经有多家整车、智能网联汽车企业在封闭或部分开放道路进行基于5G技术的车辆智能网联道路测试。
未来，整车及零部件企业生产制造过程中，基于5G的工业无线互联网可将工厂内部的人、机、物、料、环进行连接并打通信息孤岛，实现生产流程的数字化，同时也为智能化无人工厂的实现打下基础。
汽车零部件加工方面，特别是在动力系统零部件加工中，5G技术将有广泛应用。比如通过在刀具刀柄或机床主轴加装传感器及通信模块，利用5G技术将机床加工参数与运行状态实时发送至监控中心或接受加工指令，可以完成远程设备状态监测预警或协同制造。整车制造方面，在冲压车间可利用5G通信技术实现模具检测数据采集和质量控制联动、基于板材质量数据采集和线体参数自适应调整、产线状态数据实时采集等。焊装车间里5G技术可应用于焊群系统数据采集及静态参数优化、基于待焊接零件质量数据采集的焊接参数自调整与优化、真实现场数据采集驱动的虚拟工厂的实时仿真。未来智能化AGV是实现物流及工装运输、不同工艺单元或生产线组合连接的关键装备，基于5G技术开发的AGV在实时控制、精确导航方面的优势结合RFID技术，将在整车生产厂内物流方面有广泛应用前景。
工厂现状及未来投资建设
当前汽车工厂以有线形式进行生产数据的采集与传输控制，是在工业互联网、工业总线协议下进行的数据交互传输，对网络要求可以总结如下：网速快、覆盖全、带宽大、稳定性高、安全性强及扩展便利。近年来随着对工厂智能化建设的不断提升，对智能化物流输送设备以及加工设备在高柔性、高智能、高协作方面的要求也不断提高，特别是延时和可靠性方面更为严格苛刻，不能出现差错。5G技术恰恰在大规模多场景下的设备连接（汽车各段工艺高速生产的设备互联互通）、网络技术的可靠性（确保大量数据的高速传输且无数据包丢失）、工业环境干扰和有限网络布线的限制（主要是针对厂内移动设备而言，线束会限制移动设备的运动轨迹）及运动控制对数据传输方面有着独有优势。利用5G技术能够协助企业完成数据采集传输，通过技术手段使汽车生产制造车间围绕人、机、料、法、环、测这些要素，建立产品制造全周期全数据采集和关联性。完成工厂车间的数字化改造升级，使制造系统能够具备更高的机动性、灵活性，为将来实施智能制造、定制化生产提供必要的基础条件。另外，通过网络优化工作，能够大幅提高企业的生产效率和管理水平。
工厂在5G方面的投入应该在千万元级规模投资以上，这与工厂面积、基站类型和建设数量直接相关，还要考虑涉及相关设备改造以及后期的运行、维护费用等。除了网络建设投资以外，还有为实现企业数字化、信息化管理的一些投资，比如可视化技术，在汽车行业生产管理中正在成为趋势，需要在关键设备加装所要监控信息的相关传感器、相关的通信模块以及文中提到的虚拟工厂、工业APP，这样就能通过CPS系统实现工厂的生产可视化，还比如大数据管理平台的建设，涉及硬件架构、数据库架构及管理软件架构，这些软硬件也将是很大的投资。
全球汽车制造产业正迎来电动化的深刻变革，我汽车产业正经历百年未遇之大变革的新阶段，5G技术作为企业数字转型、智能升级、融合创新的技术基础列入“新基建”当中，相信未来5G技术将成为助力我国汽车产业实现高质量发展的重要手段。
本文已在《汽车工艺师》杂志
2021年第 1-2 合刊 “特别策划” 栏目 P24-P26 发表，
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编辑： 畅 达