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(wú)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(kāi)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(guó)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)?；瘧?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(guò)程自動(dòng)化、物流倉(cāng)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(guò)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(wú)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(yíng)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?！鳖櫷?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(yíng)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(yíng)管理與控制系統(tǒng)扁平化，人、系統(tǒng)、機(jī)、物無(wú)縫全連接化，通信協(xié)議互操作化、統(tǒng)一開(kāi)放化，通信實(shí)時(shí)化，運(yùn)營(yíng)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(guò)渡到未來(lái)鋼鐵智慧運(yùn)營(yíng)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(yíng)管理與控制閉環(huán)。

　　未來(lái)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(yíng)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(wú)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(lái)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?！鳖櫷?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(kāi)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(lái)鋼鐵智慧運(yùn)營(yíng)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(guó)際領(lǐng)先的綠色智慧制造未來(lái)鋼廠，并聯(lián)合上下游戰(zhàn)略合作伙伴，成為國(guó)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(guó)際鋼鐵行業(yè)引領(lǐng)者。