顧廷權(quán)
OT（運(yùn)營技術(shù)）與ICT（信息通信技術(shù)）加速融合為OICT是大勢所趨，必將給鋼鐵行業(yè)傳統(tǒng)的運(yùn)營管理與控制系統(tǒng)帶來顛覆性變革，逐步取代傳統(tǒng)OT技術(shù)及其組網(wǎng)形態(tài)，并通過全連接、虛擬化（數(shù)字化）、云化和閉環(huán)控制等實(shí)現(xiàn)資源全局優(yōu)化。同時(shí)，鋼鐵行業(yè)因具有流程連續(xù)化、重資產(chǎn)、信息密集、高能耗、高排放、工況環(huán)境惡劣、高危險(xiǎn)性、強(qiáng)干擾、無線通訊信號屏蔽點(diǎn)多面廣等特點(diǎn)，也對“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”提出了更加嚴(yán)苛的要求。
目前鋼鐵運(yùn)營管控系統(tǒng)通常由5級構(gòu)成：L0——感知與執(zhí)行設(shè)備級，L1——基礎(chǔ)自動(dòng)化控制級（PLC），L2——過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)級（PCS），L3——制造執(zhí)行系統(tǒng)級（MES），L4——企業(yè)資源規(guī)劃級（ERP）。
從微觀上看，鋼鐵行業(yè)的OT，可以理解為操控，比如操控一臺(tái)設(shè)備，涉及基礎(chǔ)自動(dòng)化電氣控制級PLC（可編程邏輯控制器）/DCS（分散控制系統(tǒng)）/工控機(jī)（L1）；從中觀上看，可以理解為運(yùn)行，比如運(yùn)行一條生產(chǎn)線，涉及L1和過程計(jì)算機(jī)控制級PCS（過程控制系統(tǒng)）（L2）。感知與執(zhí)行設(shè)備級L0和L1、L2，是目前比較通行的對OT范疇的狹義理解。狹義的OT將是5G無線連接進(jìn)入鋼鐵行業(yè)核心制造環(huán)節(jié)的主戰(zhàn)場，也是充分發(fā)揮5G關(guān)鍵特性和體現(xiàn)其核心價(jià)值的主陣地（如表所示）。
5G賦能鋼鐵制造流程L1級——由現(xiàn)有的“電子+電氣”架構(gòu)逐步向新型的“計(jì)算+通信”架構(gòu)演進(jìn)，較短掃描周期（20毫秒以上，約能夠覆蓋基礎(chǔ)自動(dòng)化控制70%以上的場景）邏輯（控制功能）與參數(shù)自動(dòng)控制功能逐步向邊緣云側(cè)遷移，真正實(shí)現(xiàn)一條產(chǎn)線上各個(gè)設(shè)備之間橫向集成與數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整條產(chǎn)線“小閉環(huán)優(yōu)化控制”。泛在云化控制等將逐步取代傳統(tǒng)PLC、DCS以及工控機(jī)等，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、工控開發(fā)環(huán)境、5G時(shí)間敏感與確定性網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)一開放協(xié)議等核心技術(shù)安全可信。
5G賦能鋼鐵制造流程L2級——逐步由現(xiàn)有的各個(gè)產(chǎn)線L2系統(tǒng)獨(dú)立架構(gòu)向多產(chǎn)線共享系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)，過程控制功能逐步向邊緣云側(cè)遷移，真正實(shí)現(xiàn)上下游產(chǎn)線之間橫向集成、L1與L2級之間縱向集成和數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)L1與L2之間、上下游產(chǎn)線之間“中閉環(huán)優(yōu)化控制”。
從宏觀上看，OT則可以理解為運(yùn)營，比如運(yùn)營一家鋼企，涉及制造執(zhí)行管控層（L3）、企業(yè)資源規(guī)劃層（L4）以及商務(wù)智能等。現(xiàn)階段不宜將所有數(shù)據(jù)都上中心云，端側(cè)和邊緣云（根據(jù)國際數(shù)據(jù)公司IDC預(yù)測，將有超過50%的數(shù)據(jù)在邊緣側(cè)處理）應(yīng)該分擔(dān)起必要的數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和分析計(jì)算等功能。
當(dāng)前，5G在廣義OT層面的主要應(yīng)用場景包括工序（如煉鋼、熱軋、冷軋等）遠(yuǎn)程控制與集中操控、設(shè)備預(yù)測性維護(hù)、能效與排放監(jiān)控、人機(jī)物安全監(jiān)控等。5G賦能鋼鐵制造流程L3級，可以真正實(shí)現(xiàn)L1~L3之間、上下游工序之間“大閉環(huán)優(yōu)化控制”。
筆者認(rèn)為，為了支撐鋼鐵智慧制造，實(shí)現(xiàn)鋼鐵運(yùn)營、管理、研發(fā)、制造、營銷等全流程資源優(yōu)化，非常有必要建立“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)，為各類要素之間的智能互聯(lián)互通互操作、數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)提供綜合解決方案，實(shí)現(xiàn)任何人在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以投入工作?！?G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的技術(shù)發(fā)展方向主要包括硬件與系統(tǒng)軟件通用化、有線通信無線化、通信協(xié)議統(tǒng)一開放化、通信實(shí)時(shí)確定化、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化、運(yùn)營管理與控制功能云化等，將變革傳統(tǒng)鋼企的商業(yè)規(guī)則和經(jīng)營模式，形成客戶驅(qū)動(dòng)鋼企直接滿足其需求的生態(tài)圈。
（作者系華為5GtoB鋼鐵行業(yè)首席專家）
《中國冶金報(bào)》（2021年11月16日 04版四版）
