“業(yè)界對5G有較高的預(yù)期，但是5G市場仍需時間培育及產(chǎn)業(yè)融合推進。”9月27日，在由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會、河北省唐山市人民政府指導(dǎo)，中國冶金報社、唐山市工業(yè)和信息化局共同主辦，遷安市九江線材有限責(zé)任公司協(xié)辦的2019（第五屆）中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+推進大會上，寶山鋼鐵股份有限公司中央研究院智能制造研究所首席研究員顧廷權(quán)這樣表示。
5G與智能工廠
顧廷權(quán)回顧了移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程。1G將人們從固定電話帶入移動通信時代，但僅限于軍事等有限應(yīng)用；2G推動了移動通信的大范圍普及；3G帶動了數(shù)據(jù)通信的蓬勃發(fā)展，塑造了移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)；4G將承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的無線寬帶作為通信基礎(chǔ)設(shè)施，標志著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接替話音業(yè)務(wù)成為主流；5G在滿足人類的移動通信需求之余，開始發(fā)力面向“物”的通信解決方案。
顧廷權(quán)指出，大家對5G有很大的期許，原因有3個方面：一是關(guān)鍵技術(shù)指標，如帶寬提高到G級，比4G提高10倍以上；二是廣連接，單位面積連接的終端數(shù)量有很大的提升，相對4G提高10倍~100倍；三是高可靠性和低時延。同時，5G做到了信息技術(shù)和通信技術(shù)的充分融合，具備網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）等技術(shù)特征。
隨著5G應(yīng)用的推進，5G與智能工廠的融合進度將加快。顧廷權(quán)表示，5G與智能工廠的融合預(yù)計經(jīng)歷4個階段：預(yù)研探索期（2018年~2020年）、市場啟動期（2021年~2022年）、高速發(fā)展期（2023年~2026年）和應(yīng)用成熟期（2026年之后）。我國到2022年將實現(xiàn)5G小規(guī)模應(yīng)用，到2025年將實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。
目前，5G可以服務(wù)智能制造六大場景，包括工廠自動化、過程自動化、物流倉儲、監(jiān)控與維護等，能滿足70%以上工業(yè)控制場景。通過5G建立智能工廠，可以提高生產(chǎn)效率、實時進行狀態(tài)掌控，同時實現(xiàn)無線代替線纜，使連接成本降低50%~70%。
“傳統(tǒng)金字塔形系統(tǒng)架構(gòu)存在三大瓶頸：通信能力、系統(tǒng)的計算能力、存儲能力。同時，企業(yè)推進智能化生產(chǎn)運營存在一些技術(shù)瓶頸，包括層級封閉、垂直固化、應(yīng)用對象多、關(guān)系復(fù)雜等。”顧廷權(quán)表示，智慧工廠HCPS（人—信息—物理系統(tǒng)）可實現(xiàn)人在閉環(huán)優(yōu)化決策、信息物理精確映射、信息精準控制物理3個功能。比如，智慧工廠參考模型，可實現(xiàn)虛擬產(chǎn)品設(shè)計、虛擬制造，層級之間、價值鏈之間的閉環(huán)，資源的優(yōu)化。
此外，信息計算技術(shù)（IT）、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（CT）、工業(yè)運營技術(shù)（OT）加速深度融合，將逐步形成OCIT融合理念，使傳統(tǒng)工業(yè)自動化系統(tǒng)面臨顛覆性變革，實現(xiàn)運營管理與控制系統(tǒng)扁平化，人、系統(tǒng)、機、物無縫全連接化，通信協(xié)議互操作化、統(tǒng)一開放化，通信實時化，運營管理與控制功能云化，硬PLC（可編程邏輯控制器）軟PLC化，多變量多目標全局優(yōu)化等。
5G與智慧鋼廠
顧廷權(quán)認為，鋼企首先應(yīng)基于5G等加強現(xiàn)有管控系統(tǒng)縱向、橫向、端到端連接，可構(gòu)建智慧型管控系統(tǒng)，然后逐步過渡到未來鋼鐵智慧運營管理與控制系統(tǒng)，實現(xiàn)管理、設(shè)備、工藝、產(chǎn)品各專業(yè)融合，運營管理與控制閉環(huán)。
未來鋼鐵可基于5G等新技術(shù)建立云邊端三層架構(gòu)，云計算對應(yīng)公司層級管理，承擔(dān)運營層面的計算，以100毫秒級為計算周期；邊緣計算對應(yīng)制造基地層級管控，以10毫秒級為計算周期；端或霧計算對應(yīng)產(chǎn)線及設(shè)備級控制，響應(yīng)周期為1毫秒級。
顧廷權(quán)指出，目前，5G已在寶武遠程一鍵煉鋼、運輸車無人駕駛、設(shè)備遠程運維和硅鋼產(chǎn)線集控等領(lǐng)域進行了局部驗證運用。預(yù)計2020年~2022年，5G將在寶武個別產(chǎn)線進行示范應(yīng)用；2023年~2025年，寶武將研發(fā)智慧產(chǎn)線成套解決方案，并應(yīng)用于智慧產(chǎn)線乃至工廠系列場景；最終寶武將研發(fā)智慧鋼鐵成套解決方案，在未來智慧鋼鐵全場景實現(xiàn)應(yīng)用。
顧廷權(quán)表示，目前鋼鐵行業(yè)5G應(yīng)用場景的探索主要融合機器人與智能生產(chǎn)、系統(tǒng)工程、數(shù)字化工程、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、智能物聯(lián)、人工智能等。比如，產(chǎn)線移動端操控，設(shè)備移動點檢，人員定位、作業(yè)行為監(jiān)視、安全監(jiān)護與預(yù)警，生產(chǎn)工具、設(shè)備備件自動跟蹤定位，自動行車，廠區(qū)與廠房內(nèi)車輛自動駕駛，鋼鐵產(chǎn)品用戶遠程技術(shù)支持，AI智能穿戴設(shè)備輔助人工決策，5G代替部分工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線，云化PLC代替部分常規(guī)硬PLC等。
“目前，寶武已實現(xiàn)個別產(chǎn)線和工序異地遠程集中操控與移動操控，使操控技術(shù)技能充分共享并使操控技術(shù)技能水平快速一致化；大幅度提高勞動效率；顯著改善工作環(huán)境等。”顧廷權(quán)指出，5G還將應(yīng)用在VR（虛擬現(xiàn)實）/AR（增強現(xiàn)實）操作、檢修遠程技術(shù)支持，智能多模式交互等方面。
最后，顧廷權(quán)提出了4點建議：一是大型鋼鐵企業(yè)應(yīng)加入5G相關(guān)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用聯(lián)盟組織，代表鋼鐵行業(yè)發(fā)出聲音，提出需求，率先開展行業(yè)驗證，牽頭制定行業(yè)標準。二是大型鋼企應(yīng)聯(lián)合領(lǐng)先的CT、IT和OT廠家，率先啟動基于OCIT融合理念的未來鋼鐵智慧運營管理與控制系統(tǒng)行業(yè)驗證應(yīng)用。三是大型鋼企應(yīng)成立智慧制造人才專門培訓(xùn)機構(gòu)，加大對在職員工的智慧制造技術(shù)技能培訓(xùn)力度，以自主培養(yǎng)為主；同時加大高端智慧制造人才引進和利用力度，“引”“培”并舉，滿足公司對智慧制造人才的需求。四是龍頭鋼企應(yīng)抓住綠色、智能等新技術(shù)變革發(fā)展的機遇，打造國際領(lǐng)先的綠色智慧制造未來鋼廠，并聯(lián)合上下游戰(zhàn)略合作伙伴，成為國際領(lǐng)先的行業(yè)解決方案提供商，即建立共贏生態(tài)圈，實現(xiàn)產(chǎn)品、服務(wù)、技術(shù)、標準等多緯度同時盈利，成為高端人才向往的鋼鐵高科技公司、國際鋼鐵行業(yè)引領(lǐng)者。
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