“5G工厂观察”①“端边云”协同发力 车间“智”造升级
走进株洲时代新材料科技股份有限公司（以下简称“中车时代新材”）的创新中心5G工厂，只见高效喷砂机自动作业，机械臂将工件精准送至指定工位，自动导向车（AGV）穿梭其间，设备运行参数、物料配送状态、质量检测数据正在实时更新……
这座工厂可不普通。这里生产出来的空气弹簧、弹性节点等金属橡胶复合弹性元件，被广泛用于复兴号高铁、国内外城市轨道交通及牵引机车等，核心作用是为高速行驶的列车吸收振动、降低噪声，保障行车安全与乘坐舒适性。
日前，中国中车集团有限公司旗下的中车时代新材创新中心5G工厂入选工业和信息化部发布的《2025年5G工厂典型应用实践》。“我们以5G为核心网络底座，搭建端侧感知执行、边侧实时计算、云侧全局决策的‘端—边—云’一体化协同体系，实现了设备、数据、业务全链路打通与智能协同。”中车时代新材副总经理彭超义说。
智能装备节省人力
喷砂是金属橡胶复合元件生产过程中的关键一环，就像给金属表面打毛清洁。经过喷砂处理的金属再涂胶，和橡胶结合时才能粘得牢固。
“过去喷砂是个手艺活儿，距离、角度都得掌握好，还不能漏喷、欠喷、过喷，不然就会导致工件表面粗糙度不均匀，影响粘结质量。”中车时代新材轨道交通事业部副总工程师赵斌告诉记者。
如今，创新中心5G工厂请来了高效喷砂机这位“老师傅”。处理每个工件时，它都能精准控制喷枪与工件喷砂面的角度、距离和喷枪的移动路径，确保工件表面有效喷砂覆盖率达100%，粗糙度稳定性提升至正负10微米以内。
“高效喷砂机为后续涂胶环节提供了高质量基材表面，有了它，喷砂效率提升了65%，良品率提升了15%，节省了一大笔成本。”赵斌说。
除了有高效喷砂机这样的“手艺人”，创新中心5G工厂还有AGV当“快递员”。近80台不同样式的AGV在厂区里组成了一张配送网，有的从仓库取料，有的在连廊穿梭，有的负责对接硫化机台，实现产线物料无人精准配送，并借助智能路径规划功能计算最优路线，实时更新路线以应对异常情况。
赵斌介绍，AGV的配送准时率达99%，让线边库存降低30%，换线时间缩短40%。这种配送模式不仅提升了配送效率，更大大降低了搬运人员的劳动强度。
除了高效喷砂机和AGV，创新中心5G工厂还引入了不少宝贝：物料周转机器人、视觉识别装置、自动立体仓库……这些智能装备提高了生产作业的自动化水平，实现了高质量高稳定的过程工艺管控，变革了物流配送及物料接驳周转模式，大幅缩短制造周期、降低制造成本。
实时感知连通数据
智能装备让创新中心5G工厂的“手脚”更灵活，而工厂的“神经系统”则离不开5G专网和工业物联网平台的支撑。创新中心5G工厂部署的工业通信网关覆盖了整个车间的每台设备、电表，能够采集生产过程中的温度、压力、硫化时间等关键生产数据，并经由5G专网将其上传到工业物联网平台，三者配合可实现实时、稳定传输和存储数据。
中车时代新材轨道交通事业部副总经理尹金云介绍，相较于有线网络和Wi-Fi等无线网络，5G专网在低时延、高可靠、广连接、大带宽等方面具备显著优势。和传统的数据采集与监测控制系统相比，工业物联网平台也在设备接入数量、数据采集转换协议类别、数据预处理等方面具备更强大的功能。两者共同发挥作用，为各类设备传感器的数据采集、预处理、传输、存储提供了高效稳定的数据基座。
在金属橡胶复合元件的生产中，胶料预成型和硫化是承上启下的两大核心工序。预成型阶段先预制重量、形状等高度精确的胶坯，然后在硫化阶段通过高温高压赋予产品良好的性能。
依托5G专网和工业物联网平台构成的“神经系统”，创新中心5G工厂连通胶料预成型与硫化工序设备，在关键环节实现协同作业。“过去叫料、挤胶全靠人工，现在硫化机通过生产执行系统直接发起叫料申请，需求发出后系统就能自动查询挤出机的状态和胶料库存，然后向目标挤出机下达挤出指令，同时还能自动向AGV发起配送申请，及时把取到的胶料配送到对应的硫化机端，叫料、挤胶、配送一气呵成。”尹金云说。
此外，这套“神经系统”还让设备有了“自我体检”的能力。“4000T平板硫化机是我们的核心生产设备，一旦突发故障直接影响产品质量、生产节拍和订单交付，但频繁进行设备检修又会影响生产进度，增加成本。”尹金云介绍，现在借助5G专网和工业物联网平台实时采集、分析设备部件关键数据，工厂搭建起设备故障预测与健康管理（PHM）平台，通过构建过程数据与零部件故障的关联性，实现设备健康状态监控、早期故障预警及诊断，有效保障设备稳定运行，减少了非计划停机与维修成本。
全局可视优化决策
“手脚灵便”“神经灵敏”的创新中心5G工厂，少不了一个统一指挥的聪明“大脑”。中车时代新材副总经理兼总工程师荣继纲介绍，通过构建企业私有云平台、数据中台和企业服务总线，创新中心5G工厂的云端“大脑”可整合高性能计算与存储资源，汇聚全业务链数据，集成各业务环节管理系统，解决了流程断点、数据分散、协同低效等问题。
有了云端“大脑”，生产端的工艺参数、仓储端的库存数据、质检端的测试记录等不同端口的数据信息能做到实时共享、全局可视。以理货环节为例，创新中心5G工厂拥有超过2.5万个仓位的智能立体仓库，依托仓储管理系统实现物料出入存自动化、透明化、智能化的全生命周期管理。系统通过算法精准定位物料，动态管理货位，极大提升了空间利用率。“仓储管理系统的自动分析库龄等功能不光能提示哪些物料即将过期，减少不必要的损耗，还能通过数据共享，帮助物料采购环节的管理人员做出更合理的采购决策。”荣继纲说。
云端“大脑”构建的全流程数字化管控体系不仅覆盖了研发、生产、物流、运营等环节，还在能碳管理方面发挥关键作用。荣继纲介绍，工厂内的三级能源计量体系覆盖了厂区每一台设备的水、电、气数据，能碳管理系统能精确算出产品从生产到出厂的碳足迹，最终实现工厂、产线、工序、产品等多层级能耗与碳排放的精准核算，支撑碳足迹核算与降碳分析，驱动低碳产品设计与能耗智能优化。
目前，创新中心5G工厂设备联网率达100%，网络故障处理及时率提升了70%，已节约有线网络投资50万元，降本提效成果显著。彭超义说，中车时代新材将继续探索AI视觉质检、具身智能、数字孪生等新技术在5G工厂中的应用，进一步提升生产效率和产品质量，还将积极与产业链企业合作，打通上下游数据，实现供应链全域智能协同。