5G給我們打開了一扇新世界的大門，同時(shí)也帶來一系列待解的難題。
時(shí)至今日，距離去年5G商用牌照發(fā)放已有一年半的時(shí)間，然而，5G相關(guān)的落地應(yīng)用目前還較為有限，甚至有觀點(diǎn)表明”5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展的進(jìn)度不及預(yù)期“。
對(duì)此，雷鋒網(wǎng)曾向行業(yè)人士求證，圍繞著5G先鋒應(yīng)用領(lǐng)域之一的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)了解到更多實(shí)際情況。
5G應(yīng)用除了受到5G整體發(fā)展情況的限制，另外還在落地實(shí)踐中，遭遇了來自工業(yè)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化水平，設(shè)備的5G化、網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)盲、成本等方面因素的層層阻隔。尤其一些高溫、高粉塵、高強(qiáng)度的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)更給應(yīng)用的落地帶來不少挑戰(zhàn)……那么，事實(shí)真就如此糟糕嗎？
即便是這樣，我們發(fā)現(xiàn)仍然有少數(shù)的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正在迎難而上，在試點(diǎn)應(yīng)用階段逐步摸索出可行的模式。雷鋒網(wǎng)近日對(duì)話到第二屆中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大賽的”5G+智慧煉鋼隊(duì)“，了解到鞍鋼集團(tuán)自動(dòng)化有限公司（簡(jiǎn)稱”鞍鋼自動(dòng)化“）在和中興通訊、中國(guó)移動(dòng)（遼寧）聯(lián)合打造”5G+智慧煉鋼系統(tǒng)“時(shí)是如何化解這方面的難題，以及如何將5G應(yīng)用從試點(diǎn)轉(zhuǎn)為大規(guī)模應(yīng)用成為可能，帶領(lǐng)5G技術(shù)沖出『囹圄』。
談及5G行業(yè)整體發(fā)展現(xiàn)狀，中興通訊李金華表示：
”盡管我國(guó)在全球范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位，國(guó)家層面推進(jìn)的力度也很大，但是整個(gè)5G行業(yè)還在持續(xù)地發(fā)展過程中，國(guó)內(nèi)的5G芯片還面臨著“卡脖子”的困境。同時(shí)，國(guó)內(nèi)企業(yè)在5G芯片方面的自研進(jìn)度，考慮到一些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)時(shí)間的早晚和產(chǎn)品迭代能力等情況，我國(guó)產(chǎn)品導(dǎo)入到市場(chǎng)的時(shí)機(jī)還需要一定的時(shí)間。“
此外，他認(rèn)為在國(guó)內(nèi)整個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面，很多傳統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)其底層的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)水平原本就不高，再加上還要推動(dòng)5G的落地應(yīng)用，這種情況下，實(shí)際上是將”兩步并成一步走“，既要幫助工業(yè)企業(yè)完成網(wǎng)絡(luò)化，還得在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上尋找他們能做的應(yīng)用。
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第一批吃螃蟹者
11月21日，在2020中國(guó)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上，工信部新聞宣傳中心聯(lián)合其它單位發(fā)布《中國(guó)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告（2020年）》。報(bào)告指出，全國(guó)5G基站建設(shè)近70萬個(gè)，應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的5G基站共有3.2萬個(gè)。
5G與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AR/VR等技術(shù)相結(jié)合，全面賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心環(huán)節(jié)，形成多個(gè)典型場(chǎng)景，服務(wù)航空、礦業(yè)、港口、醫(yī)療、冶金、汽車、家電、能源電子、交通等十多個(gè)重點(diǎn)行業(yè)。
鞍鋼集團(tuán)作為冶金這一重點(diǎn)行業(yè)的典型代表，其煉鋼廠是如何將5G與智慧煉鋼系統(tǒng)進(jìn)行深度融合？
雷鋒網(wǎng)了解到，煉鋼廠的工作環(huán)境是很復(fù)雜的，轉(zhuǎn)爐廠房及設(shè)備高達(dá)六十多米，工作溫度高達(dá)1700多攝氏度，灰塵特別大，現(xiàn)場(chǎng)到處都是傳感器等各種的工業(yè)布線，這對(duì)設(shè)備的防塵、防干擾，以及在高熱的環(huán)境下穩(wěn)定地工作提出一系列的挑戰(zhàn)。
同時(shí)，煉鋼行業(yè)又有其特殊性。國(guó)內(nèi)的鞍鋼、寶鋼等央企，尤其是在面向軍工和港珠澳大橋這些特殊應(yīng)用，其鋼材生產(chǎn)過程會(huì)有很多技術(shù)的壁壘在里面。因此，各家煉鋼廠不愿意把自己的信息進(jìn)行共享或者是放到云端。而民營(yíng)鋼廠，由于生產(chǎn)的是普通的鋼鐵建材，更能單純地聚焦于生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程的”降本增效“。
就鞍鋼集團(tuán)來講，他們是以鞍鋼自動(dòng)化的”精鋼云“為云平臺(tái)，以鞍鋼股份煉鋼總廠數(shù)據(jù)集控平臺(tái)作為邊緣服務(wù)器，加上煉鋼總廠三分廠五號(hào)線轉(zhuǎn)爐聲吶、吊車、攝像頭、氧槍、副槍、料倉(cāng)等5G終端設(shè)備，聯(lián)合了中興通訊、中移動(dòng)（遼寧）一起打造了4.9GHz頻段5G工業(yè)專網(wǎng)構(gòu)成云、邊、端協(xié)同架構(gòu)的”5G+智慧煉鋼系統(tǒng)“。
這個(gè)4.9GHz頻段5G工業(yè)專網(wǎng)，使得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中5G應(yīng)用的部分與To C的5G網(wǎng)絡(luò)是分開的，這樣可以避免To C和To B網(wǎng)絡(luò)之間的干擾，使其網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量更穩(wěn)定。
同時(shí)，由于對(duì)工業(yè)Know-How的私密性、安全性有著更高要求，鞍鋼集團(tuán)的工業(yè)數(shù)據(jù)被要求是不能出廠的，這就意味著他們的數(shù)據(jù)無法跟整個(gè)To C的用戶或其它工廠一起共享。其工業(yè)數(shù)據(jù)作為工廠中最寶貴的資產(chǎn)，通過5G MEC技術(shù)，結(jié)合邊緣UPF去實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不出廠，讓所有業(yè)務(wù)流的數(shù)據(jù)都流向鞍鋼集團(tuán)的廠內(nèi)，以此保證智慧煉鋼系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)安全。
中興通訊李金華表示：
”5G技術(shù)在智慧煉鋼的場(chǎng)景中，最主要的是能助力智慧系統(tǒng)更便利地去實(shí)施，使設(shè)備布放的成本減少，后續(xù)維護(hù)成本降低。比如原本一些非得用有線通訊而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)卻不太具備實(shí)施條件的場(chǎng)景，可以考慮通過5G進(jìn)行無線連接。“
在該智慧煉鋼系統(tǒng)中，中興通訊打造了一款能夠把5G基站的外置天線引出來的CPE客戶終端設(shè)備，在它的外面做到 IP65 防塵、防水、防震等級(jí)。同時(shí)，他們還測(cè)試了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)環(huán)境對(duì)于頻率的干擾情況，使用相應(yīng)的抗干擾技術(shù)，通過犧牲一定速率去解決設(shè)備工作的穩(wěn)定性。此外，還得保證在發(fā)熱狀態(tài)下依然讓設(shè)備平穩(wěn)地工作。
而5G切片技術(shù)，則相當(dāng)于給智慧煉鋼系統(tǒng)整個(gè)應(yīng)用提供了一個(gè)精確的QS保障，能夠使它區(qū)別于5G其它的TO B業(yè)務(wù)，再根據(jù)To B業(yè)務(wù)的不同，在不同的QS等級(jí)這樣的情況下去保證應(yīng)用的平穩(wěn)運(yùn)行。
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5G遭遇的”水土不服“
盡管5G在具體的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)非常有用，延遲更低，能連接更多的設(shè)備，通過云端就可以獲取到更多的工業(yè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，但是也會(huì)遇到一些難題。
鞍鋼自動(dòng)化翟寶鵬表示：
”比如原來的這些儀表和設(shè)備的廠家，他們生產(chǎn)的儀表和設(shè)備都是原來型號(hào)的產(chǎn)品，那么在我們?nèi)ミB接5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)問題，那么，如何把這些設(shè)備和5G網(wǎng)絡(luò)連接起來就成了我們現(xiàn)在要研究的事情。“
鞍鋼自動(dòng)化、中興通訊和中國(guó)移動(dòng)（遼寧）三家一起聯(lián)手，通過一些研發(fā)部門的合作去開發(fā)新型的控制、新型的閥門和新的設(shè)備，并在這些方面進(jìn)行更深度的合作，然后去解決設(shè)備5G化的問題。
另外，對(duì)于煉鋼廠而言，還有一個(gè)不得不面對(duì)的問題，那就是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備林立以此帶來的5G信號(hào)的金屬屏蔽難題，這使得在較為復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總是存在一些5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的盲區(qū)。這不僅是針對(duì)煉鋼廠，對(duì)于石油化工等其它金屬設(shè)備林立的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)也是如此，比如石化盈科曾在自家石化工廠嘗試落地5G應(yīng)用時(shí)就曾碰到類似難題。
中興通訊李金華表示：
”煉鋼廠的煉鋼爐中液體倒出來產(chǎn)生的瞬間高溫等這些挑戰(zhàn)，實(shí)際上都能通過布網(wǎng)的力度等技術(shù)手段進(jìn)行規(guī)避。5G的帶寬能力是非常大的，4.9G上傳速率能達(dá)到750兆，但實(shí)際上，5G的上傳速率僅達(dá)到30兆就能滿足工業(yè)場(chǎng)景的實(shí)際需求。因此，可以在犧牲一部分速率的情況下，通過一些技術(shù)手段把這些問題進(jìn)行一些規(guī)避。“
他透露，針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)金屬設(shè)備林立帶來的信號(hào)屏蔽，他們一般使用兩種方式解決。首先，對(duì)于常規(guī)的廠房，主要是增設(shè)室外宏基站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。而當(dāng)金屬的信號(hào)屏蔽比較大的時(shí)候，則會(huì)在室內(nèi)單獨(dú)設(shè)立分布式皮基站。盡管這種方式的皮基站覆蓋范圍和發(fā)射功率比較小，但皮基站的擺放比較靈活，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行勘查后總能得到一個(gè)最優(yōu)解。
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關(guān)鍵所在：5G的成本
今年5月，中國(guó)移動(dòng)與中國(guó)廣電簽署5G共建共享合作框架協(xié)議，雙方將在700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)等方面開展合作。中國(guó)移動(dòng)正全面實(shí)施”5G+“計(jì)劃，構(gòu)建了滿足行業(yè)客戶需要的”優(yōu)、專、尊“5G專網(wǎng)解決方案。
”就福建省省內(nèi)來看，5G從2019年就開始商用，從5G基站覆蓋來看，現(xiàn)在我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了福建省九地市主城區(qū)和百?gòu)?qiáng)縣城區(qū)的連續(xù)覆蓋。“據(jù)中國(guó)移動(dòng)（福建）池上升透露：
”在廈門遠(yuǎn)海碼頭就應(yīng)用5G+SA專網(wǎng)模式，實(shí)現(xiàn)了5G基站在遠(yuǎn)海碼頭的全覆蓋，并通過部署邊緣計(jì)算MEC網(wǎng)關(guān)，滿足遠(yuǎn)海行業(yè)應(yīng)用的安全性和低時(shí)延高可靠性需求，完成了AGV自動(dòng)駕駛小車、5G智能理貨、5G港機(jī)遠(yuǎn)控、5G無人集卡、司機(jī)行為管理等多個(gè)行業(yè)應(yīng)用方案的部署，打造了5G+智慧港口全業(yè)務(wù)場(chǎng)景示范應(yīng)用。“
”在福建省內(nèi)，中國(guó)移動(dòng)在5G應(yīng)用的推進(jìn)方面，先是對(duì)接龍頭企業(yè)，再逐步去推中小企業(yè)。“
5G是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵使能技術(shù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則是5G的主要應(yīng)用方向。兩者作為”新基建“中最受矚目的核心要素，雷鋒網(wǎng)了解到，現(xiàn)在不管是中國(guó)移動(dòng)等電信運(yùn)營(yíng)商還是各類相關(guān)企業(yè)，都在思索5G到底能與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生怎樣的”乘數(shù)效應(yīng)“，同時(shí)也有行業(yè)人士透露，應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)所產(chǎn)生的高成本成為一個(gè)行業(yè)痛點(diǎn)。
比如前面我們提到設(shè)備的5G化，如何對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)盲，在5G商用的初期階段，盡管可以使得一些問題得到初步的解決，但也帶來更大的難題。
針對(duì)5G的各種研發(fā)成本，設(shè)備制作成本比較高，雷鋒網(wǎng)了解到，主要是因?yàn)?G設(shè)備小批量生產(chǎn)，甚至是手工制作的。另外，有一些通訊協(xié)議和通訊設(shè)備還沒有固化下來，比如采用哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、接口，甚至是哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊/模組等，還在探索中艱難前行。
鞍鋼自動(dòng)化翟寶鵬表示：
”在推進(jìn)‘5G+智慧煉鋼系統(tǒng)’過程中，鞍鋼自動(dòng)化、中興通訊和中國(guó)移動(dòng)（遼寧）三家正在探索一些更適用于推廣的成本價(jià)格，以及應(yīng)用效果更好的合作形式，形成一些標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議，繼而推動(dòng)相關(guān)設(shè)備的降價(jià)。“
當(dāng)5G技術(shù)在煉鋼這個(gè)垂直領(lǐng)域進(jìn)行落地時(shí)，雷鋒網(wǎng)了解到，5G通訊設(shè)備，特別是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本很高，5G運(yùn)營(yíng)公司與客戶都較難接受。鞍鋼自動(dòng)化與中興通訊、中國(guó)移動(dòng)通過戰(zhàn)略合作，采用長(zhǎng)期服務(wù)模式密切合作，共同推進(jìn)5G的工業(yè)化進(jìn)程。通過創(chuàng)新合作模式等方式，去共同分擔(dān)幾家企業(yè)的投入壓力。
鞍鋼自動(dòng)化翟寶鵬透露，目前5G通訊終端設(shè)備還處于研發(fā)與試驗(yàn)推廣期，5G通訊終端設(shè)備的批量化生產(chǎn)還需要一段時(shí)間。因此，和4G通訊終端設(shè)備相比5G通訊終端設(shè)備的價(jià)格還比較高。鞍鋼自動(dòng)化與設(shè)備廠商積極推進(jìn)5G通訊終端設(shè)備的設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)制訂及推進(jìn)批量化生產(chǎn)，同時(shí)也希望國(guó)家加大對(duì)5G通訊終端設(shè)備研發(fā)與推廣應(yīng)用的支持和鼓勵(lì)力度，推進(jìn)通過工業(yè)測(cè)試、成熟穩(wěn)定的5G通訊終端設(shè)備快速進(jìn)入量產(chǎn)階段，降低5G通訊終端設(shè)備價(jià)格。
雷鋒網(wǎng)了解到，5G在煉鋼廠的推廣問題，實(shí)際上是市場(chǎng)和客戶的接受度問題，究其根本就是投入與產(chǎn)出的問題。單獨(dú)推行5G通訊設(shè)施是不能提高煉鋼廠的效益，因此煉鋼廠是不愿意接受的。
目前，鞍鋼自動(dòng)化通過聯(lián)合中國(guó)移動(dòng)、中興通訊對(duì)5G與煉鋼生產(chǎn)工藝的結(jié)合進(jìn)行深入挖潛，盡可能地利用5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器視覺等新一代信息通訊技術(shù)與煉鋼廠的生產(chǎn)相結(jié)合，將生產(chǎn)工藝與技術(shù)模型化，形成精鋼云端工業(yè)APP，從提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高鋼材售價(jià)等多維度共同解決煉鋼廠生產(chǎn)、設(shè)備、技術(shù)、銷售等鋼廠智慧化與企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展等問題。
中興通訊李金華表示：
”隨著行業(yè)的發(fā)展，隨著我們5G終端模組成本的下降，以及我們整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)調(diào)發(fā)展之后，5G應(yīng)用的投入成本會(huì)快速下降，下降之后我們能應(yīng)用的場(chǎng)景就會(huì)越來越多，這個(gè)是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同推動(dòng)發(fā)展的結(jié)果。“
就現(xiàn)階段，至少在鞍鋼集團(tuán)旗下煉鋼廠，他們聯(lián)合中興通訊、中國(guó)移動(dòng)一起打造的5G應(yīng)用，已從試點(diǎn)階段逐漸轉(zhuǎn)向大規(guī)模復(fù)制，正處于過渡的階段……