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5G深入垂直行业,实地探访华菱湘钢智慧工厂

第一财经 2020-09-17 10:50:19 听新闻

作者:来莎莎    责编:刘佳

5G+AR跨国远程设备安装调试,5G+智能库房无人天车、5G+智能机器人......5G最新应用逐渐在垂直行业落地。

钢铁工人离开高温熔炉,坐在办公室屏幕前远程操控机器;5G+AR进行跨国远程设备安装调试,还有5G+智能库房无人天车、5G+智能机器人、5G+AI在线表面质量检测……这是第一财经记者在湖南华菱湘钢园区智慧工厂中看到的情景,5G最新应用正在这里陆续落地。

不过,传统制造业升级是个庞大复杂的系统工程,而且5G本身也面临技术和生态方面的挑战。

工人远程操控天车

效率提升30%

据介绍,湘钢“5G+智慧工厂”通过自动化、信息化、数字化水平的提升,目前已实现整体生产效率提升30%,通过节能降耗及提高良品生产率,带来年直接经济效益上亿元。

“我们原来的痛点是什么?一个这么大的工厂有这么多设备要连接,原来的4G/3G或者是有线通讯已经满足不了,所以我们去年年初开始就在考虑5G这个工具。5G通讯最大的特点就是速度快、带宽高、时延低,在工业领域能够实现远程无线控制和数据传输。”在谈到5G智慧工厂的初期设想时,华菱湘钢常务副总经理喻维纲告诉第一财经。

通过5G网络并结合无人机技术可以代替有线网络,实现高危区域视频监控,解决实时性差、视频模糊、WIFI容量不足不稳定、摄像头不清晰等问题,提升工厂安防监控能力。与此同时,通过各类传感器的数据采集,可以解决工厂内各链路设备监控能力不强,维护检修乏力的问题。

喻维纲指出,目前公司每天产生的数据在1T左右,“5G最好的一点是什么?不需要有线了。因为钢铁整个生产过程中都处于高温,原来我们的传感器装上去以后,有很多线,像电源线、信号线。现在我只要把通信模块放上面,1个锂电池大概能用5个月左右。”

中国移动方面表示,目前华菱湘钢已经完成5G基站建设152个,CRAN机房建设2个,MEC(多接入边缘计算)机房1个,已在湘钢厂区形成良好5G专网覆盖能力,提供260M专用频段,实现高于1Gbps的上网速度和低于10MS的时延,由湘钢专属授权接入。

其中,MEC已下沉至湘钢园区,各类视频和指令实现了在园区闭环,端到端时延从26MS下降到9.9MS。5G专网端到端时延降低至10MS以内,而工业控制领域PLC时延一般在十多毫秒左右)。

另一方面,工人也需要从高温、粉尘、噪音等高危工作环境中解放出来。记者进入工厂区域发现,到处都是机器声,现场温度较高,从厂区踏出进入办公区的第一步能明显感受到阵阵舒适凉风。喻维纲告诉第一财经:“按照原来定义,钢铁企业就是高能耗企业,有高温、用金属、有煤气,工人在这样的环境下工作是不是不安全?”

在五米宽厚板厂,记者已经看到多项5G应用落地,现场操作工人并不多。通过5G智慧工厂集中化远程操控,实现一人远程操控多台天车;基于5G机器视觉的OCR编码识别系统可以利用5G+AI技术自动辨别钢板的编号,而此前人工识别和采集难度大,易出现字符误识、漏识的问题。另外,工厂内还部署了5G自动加渣机器人,通过5G网络控制机器人进行自动加渣任务。

湘钢方面表示,5G+微波热容灾远程控制天车改造前每月累计有2小时因网络故障处于停机或亚运行状态,4台天车共计8小时,全年共计96小时,一台天车一小时钢铁生产利润为2000元,可增加收入19.2万元;改造后,智慧天车故障率降低,可节约人工成本约30万/年,四台天车基本能实现零故障高效运行,一共可新增利润约50万元/年。

喻维纲表示,通过这一轮改造,湘钢的劳动生产率从920吨钢/人·年,提高到现在的1300吨钢/人·年。

5G应用仍存挑战

5G作为一项新技术,并不会替代所有的通信技术。喻维纲表示,“计算机网络也好,通讯网络也好,它是分层的。主干网络我们采用5G+光纤;第二层网络,用网线加WiFi。例如,一个地下室只有几台设备在那里,用WiFi传上来就行了。如果全用5G,就是用高射炮打蚊子,成本高还不稳定,所以应该是一个混合网络,而不是单纯的5G网络。原来的WiFi网络、3G/ 4G网络不拆,以后逐步改用5G也可以。”

互联网巨头近年来不断布局产业互联网,不少AI算法公司也高呼要赋能传统行业、颠覆制造业。在实地探访后,不得不感慨,传统制造业升级实在是个庞大复杂的系统工程。

以5G为例,如何让5G融入这些行业,解决垂直行业的痛点问题实非易事。

“5G应用最大的挑战在哪儿?实际上很多行业基础的自动化、信息化和数字化水平还需要进一步提高,结合5G的技术优势可以更好提高效率、提高产能。不仅仅是通信产业,一些行业也要愿意升级产业。另外,5G确实是为了行业量身打造的,但并非一开始就能解决所有问题,需要逐步解决,而且性能也是逐步完善的。”爱立信东北亚区研发中心总经理彭俊江今年初对第一财经表示。

“鞋子好不好,只有脚知道。”喻维纲表示,“从前年开始,5G也好、智能制造也好,大家都谈得很厉害,当时我们挨了很多批评,说我们行动太慢,其实我们在补偿前面的问题。”他指出,智慧工厂要自我学习,如果下面的传感器不到位、传感技术不到位,数据无法采集。

“哪个炉子煤气多烧少烧了?哪个炉子、哪个水泵耗能没有达到额定功率?通过传感器的布置,测量这些设备的运行参数,你才能知道哪一个地方是耗能的,哪个地方是不耗能的。”喻维纲认为,如果智慧工厂不从底层一步一步来,直接从上而下要求根本性的变革很难执行。“打个比方,我现在吨钢综合能耗降是500 Kgce/t,要降到400 Kgce/t,怎么降? 数据在哪里?基础在哪里?需要实施哪些措施?”

作为5G行业应用一大示范项目,中国移动、华为和湘钢为此都投入大量人力和精力。湘潭移动副总经理袁志刚告诉第一财经,移动和华为投入了几十上百人,“不同阶段可能有各个专业领域的人员在。现在阶段来说,相当于把高速公路修好了。”

从技术角度看,5G能耗高、损耗大的挑战也仍需要产业各方进一步努力。喻维纲也提到,目前5G基站功耗较大。更重要的是,5G频率过高导致损耗过大。“我的厂房全是钢结构的,5G频率太高所以覆盖距离不是很好。我们测了一下,覆盖范围大概只有30多米,最短的只有10米,所以小微站做的比较多,特别是在厂房里面。”

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