“業(yè)界對(duì)5G有較高的預(yù)期，但是5G市場(chǎng)仍需時(shí)間培育及產(chǎn)業(yè)融合推進(jìn)。”9月27日，在由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)、河北省唐山市人民政府指導(dǎo)，中國冶金報(bào)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(jìn)大會(huì)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(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展歷程。1G將人們從固定電話帶入移動(dòng)通信時(shí)代，但僅限于軍事等有限應(yīng)用；2G推動(dòng)了移動(dòng)通信的大范圍普及；3G帶動(dòng)了數(shù)據(jù)通信的蓬勃發(fā)展，塑造了移動(dòng)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(biāo)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(dòng)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(duì)5G有很大的期許，原因有3個(gè)方面：一是關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，如帶寬提高到G級(jí)，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(duì)4G提高10倍~100倍；三是高可靠性和低時(shí)延。同時(shí)，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(jìn)，5G與智能工廠的融合進(jìn)度將加快。顧廷權(quán)表示，5G與智能工廠的融合預(yù)計(jì)經(jīng)歷4個(gè)階段：預(yù)研探索期（2018年~2020年）、市場(chǎng)啟動(dòng)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(shí)現(xiàn)5G小規(guī)模應(yīng)用，到2025年將實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。
目前，5G可以服務(wù)智能制造六大場(chǎng)景，包括工廠自動(dòng)化、過程自動(dòng)化、物流倉儲(chǔ)、監(jiān)控與維護(hù)等，能滿足70%以上工業(yè)控制場(chǎng)景。通過5G建立智能工廠，可以提高生產(chǎn)效率、實(shí)時(shí)進(jìn)行狀態(tài)掌控，同時(shí)實(shí)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(jì)算能力、存儲(chǔ)能力。同時(shí)，企業(yè)推進(jìn)智能化生產(chǎn)運(yùn)營存在一些技術(shù)瓶頸，包括層級(jí)封閉、垂直固化、應(yīng)用對(duì)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(shí)現(xiàn)人在閉環(huán)優(yōu)化決策、信息物理精確映射、信息精準(zhǔn)控制物理3個(gè)功能。比如，智慧工廠參考模型，可實(shí)現(xiàn)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)、虛擬制造，層級(jí)之間、價(jià)值鏈之間的閉環(huán)，資源的優(yōu)化。
此外，信息計(jì)算技術(shù)（IT）、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（CT）、工業(yè)運(yùn)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(dòng)化系統(tǒng)面臨顛覆性變革，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營管理與控制系統(tǒng)扁平化，人、系統(tǒng)、機(jī)、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(shí)時(shí)化，運(yùn)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(biāo)全局優(yōu)化等。
5G與智慧鋼廠
顧廷權(quán)認(rèn)為，鋼企首先應(yīng)基于5G等加強(qiáng)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(yùn)營管理與控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管理、設(shè)備、工藝、產(chǎn)品各專業(yè)融合，運(yùn)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(jì)算對(duì)應(yīng)公司層級(jí)管理，承擔(dān)運(yùn)營層面的計(jì)算，以100毫秒級(jí)為計(jì)算周期；邊緣計(jì)算對(duì)應(yīng)制造基地層級(jí)管控，以10毫秒級(jí)為計(jì)算周期；端或霧計(jì)算對(duì)應(yīng)產(chǎn)線及設(shè)備級(jí)控制，響應(yīng)周期為1毫秒級(jí)。
顧廷權(quán)指出，目前，5G已在寶武遠(yuǎn)程一鍵煉鋼、運(yùn)輸車無人駕駛、設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維和硅鋼產(chǎn)線集控等領(lǐng)域進(jìn)行了局部驗(yàn)證運(yùn)用。預(yù)計(jì)2020年~2022年，5G將在寶武個(gè)別產(chǎn)線進(jìn)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(chǎng)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(chǎng)景實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。
顧廷權(quán)表示，目前鋼鐵行業(yè)5G應(yīng)用場(chǎng)景的探索主要融合機(jī)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(dòng)端操控，設(shè)備移動(dòng)點(diǎn)檢，人員定位、作業(yè)行為監(jiān)視、安全監(jiān)護(hù)與預(yù)警，生產(chǎn)工具、設(shè)備備件自動(dòng)跟蹤定位，自動(dòng)行車，廠區(qū)與廠房?jī)?nèi)車輛自動(dòng)駕駛，鋼鐵產(chǎn)品用戶遠(yuǎn)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(chǎng)總線，云化PLC代替部分常規(guī)硬PLC等。
“目前，寶武已實(shí)現(xiàn)個(gè)別產(chǎn)線和工序異地遠(yuǎn)程集中操控與移動(dòng)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(dòng)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(shí)）/AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）操作、檢修遠(yuǎn)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(diǎn)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(yàn)證，牽頭制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。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(dòng)基于OCIT融合理念的未來鋼鐵智慧運(yùn)營管理與控制系統(tǒng)行業(yè)驗(yàn)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(jī)構(gòu)，加大對(duì)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(shí)加大高端智慧制造人才引進(jìn)和利用力度，“引”“培”并舉，滿足公司對(duì)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(jī)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、服務(wù)、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)等多緯度同時(shí)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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