5G給我們打開了一扇新世界的大門,,同時也帶來一系列待解的難題,。
時至今日,,距離去年5G商用牌照發(fā)放已有一年半的時間,,然而,,5G相關的落地應用目前還較為有限,,甚至有觀點表明”5G產業(yè)發(fā)展的進度不及預期“。
對此,,雷鋒網曾向行業(yè)人士求證,,圍繞著5G先鋒應用領域之一的工業(yè)互聯網了解到更多實際情況。
5G應用除了受到5G整體發(fā)展情況的限制,另外還在落地實踐中,,遭遇了來自工業(yè)企業(yè)的網絡化水平,,設備的5G化、網絡補盲,、成本等方面因素的層層阻隔,。尤其一些高溫、高粉塵,、高強度的工業(yè)現場更給應用的落地帶來不少挑戰(zhàn)……那么,,事實真就如此糟糕嗎?
即便是這樣,,我們發(fā)現仍然有少數的5G+工業(yè)互聯網應用正在迎難而上,,在試點應用階段逐步摸索出可行的模式。雷鋒網近日對話到第二屆中國工業(yè)互聯網大賽的”5G+智慧煉鋼隊“,,了解到鞍鋼集團自動化有限公司(簡稱”鞍鋼自動化“)在和中興通訊,、中國移動(遼寧)聯合打造”5G+智慧煉鋼系統(tǒng)“時是如何化解這方面的難題,以及如何將5G應用從試點轉為大規(guī)模應用成為可能,,帶領5G技術沖出『囹圄』,。
談及5G行業(yè)整體發(fā)展現狀,中興通訊李金華表示:
”盡管我國在全球范圍內處于領先地位,,國家層面推進的力度也很大,,但是整個5G行業(yè)還在持續(xù)地發(fā)展過程中,國內的5G芯片還面臨著“卡脖子”的困境,。同時,,國內企業(yè)在5G芯片方面的自研進度,考慮到一些產品標準凍結時間的早晚和產品迭代能力等情況,,我國產品導入到市場的時機還需要一定的時間,。“
此外,,他認為在國內整個工業(yè)互聯網應用方面,,很多傳統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)其底層的網絡化技術水平原本就不高,再加上還要推動5G的落地應用,,這種情況下,,實際上是將”兩步并成一步走“,既要幫助工業(yè)企業(yè)完成網絡化,,還得在網絡化基礎上尋找他們能做的應用,。
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第一批吃螃蟹者
11月21日,在2020中國5G+工業(yè)互聯網大會上,,工信部新聞宣傳中心聯合其它單位發(fā)布《中國5G+工業(yè)互聯網發(fā)展報告(2020年)》,。報告指出,,全國5G基站建設近70萬個,應用于工業(yè)互聯網的5G基站共有3.2萬個,。
5G與人工智能,、大數據、云計算,、AR/VR等技術相結合,,全面賦能工業(yè)互聯網的核心環(huán)節(jié),形成多個典型場景,,服務航空,、礦業(yè)、港口,、醫(yī)療,、冶金、汽車,、家電,、能源電子、交通等十多個重點行業(yè),。
鞍鋼集團作為冶金這一重點行業(yè)的典型代表,,其煉鋼廠是如何將5G與智慧煉鋼系統(tǒng)進行深度融合?
雷鋒網了解到,,煉鋼廠的工作環(huán)境是很復雜的,,轉爐廠房及設備高達六十多米,工作溫度高達1700多攝氏度,,灰塵特別大,,現場到處都是傳感器等各種的工業(yè)布線,這對設備的防塵,、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,,煉鋼行業(yè)又有其特殊性。國內的鞍鋼,、寶鋼等央企,,尤其是在面向軍工和港珠澳大橋這些特殊應用,其鋼材生產過程會有很多技術的壁壘在里面,。因此,,各家煉鋼廠不愿意把自己的信息進行共享或者是放到云端。而民營鋼廠,,由于生產的是普通的鋼鐵建材,,更能單純地聚焦于生產運營過程的”降本增效“,。
就鞍鋼集團來講,他們是以鞍鋼自動化的”精鋼云“為云平臺,,以鞍鋼股份煉鋼總廠數據集控平臺作為邊緣服務器,,加上煉鋼總廠三分廠五號線轉爐聲吶、吊車,、攝像頭,、氧槍、副槍,、料倉等5G終端設備,,聯合了中興通訊、中移動(遼寧)一起打造了4.9GHz頻段5G工業(yè)專網構成云,、邊,、端協(xié)同架構的”5G+智慧煉鋼系統(tǒng)“。
這個4.9GHz頻段5G工業(yè)專網,,使得工業(yè)互聯網中5G應用的部分與To C的5G網絡是分開的,,這樣可以避免To C和To B網絡之間的干擾,使其網絡質量更穩(wěn)定,。
同時,,由于對工業(yè)Know-How的私密性、安全性有著更高要求,,鞍鋼集團的工業(yè)數據被要求是不能出廠的,,這就意味著他們的數據無法跟整個To C的用戶或其它工廠一起共享。其工業(yè)數據作為工廠中最寶貴的資產,,通過5G MEC技術,,結合邊緣UPF去實現數據不出廠,讓所有業(yè)務流的數據都流向鞍鋼集團的廠內,,以此保證智慧煉鋼系統(tǒng)整體的數據安全,。
中興通訊李金華表示:
”5G技術在智慧煉鋼的場景中,最主要的是能助力智慧系統(tǒng)更便利地去實施,,使設備布放的成本減少,,后續(xù)維護成本降低。比如原本一些非得用有線通訊而工業(yè)現場卻不太具備實施條件的場景,,可以考慮通過5G進行無線連接,。“
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客戶終端設備,,在它的外面做到 IP65 防塵、防水,、防震等級,。同時,,他們還測試了現場工業(yè)環(huán)境對于頻率的干擾情況,使用相應的抗干擾技術,,通過犧牲一定速率去解決設備工作的穩(wěn)定性,。此外,還得保證在發(fā)熱狀態(tài)下依然讓設備平穩(wěn)地工作,。
而5G切片技術,,則相當于給智慧煉鋼系統(tǒng)整個應用提供了一個精確的QS保障,能夠使它區(qū)別于5G其它的TO B業(yè)務,,再根據To B業(yè)務的不同,,在不同的QS等級這樣的情況下去保證應用的平穩(wěn)運行。
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5G遭遇的”水土不服“
盡管5G在具體的工業(yè)現場非常有用,,延遲更低,,能連接更多的設備,通過云端就可以獲取到更多的工業(yè)數據并進行實時控制,,但是也會遇到一些難題,。
鞍鋼自動化翟寶鵬表示:
”比如原來的這些儀表和設備的廠家,他們生產的儀表和設備都是原來型號的產品,,那么在我們去連接5G網絡時就會出現問題,,那么,如何把這些設備和5G網絡連接起來就成了我們現在要研究的事情,?!?/p>
鞍鋼自動化、中興通訊和中國移動(遼寧)三家一起聯手,,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備,并在這些方面進行更深度的合作,,然后去解決設備5G化的問題,。
另外,對于煉鋼廠而言,,還有一個不得不面對的問題,,那就是工業(yè)現場設備林立以此帶來的5G信號的金屬屏蔽難題,這使得在較為復雜的工業(yè)現場總是存在一些5G網絡覆蓋的盲區(qū),。這不僅是針對煉鋼廠,對于石油化工等其它金屬設備林立的工業(yè)現場也是如此,,比如石化盈科曾在自家石化工廠嘗試落地5G應用時就曾碰到類似難題,。
中興通訊李金華表示:
”煉鋼廠的煉鋼爐中液體倒出來產生的瞬間高溫等這些挑戰(zhàn),實際上都能通過布網的力度等技術手段進行規(guī)避,。5G的帶寬能力是非常大的,,4.9G上傳速率能達到750兆,,但實際上,5G的上傳速率僅達到30兆就能滿足工業(yè)場景的實際需求,。因此,,可以在犧牲一部分速率的情況下,通過一些技術手段把這些問題進行一些規(guī)避,?!?/p>
他透露,針對工業(yè)現場金屬設備林立帶來的信號屏蔽,,他們一般使用兩種方式解決,。首先,對于常規(guī)的廠房,,主要是增設室外宏基站對現場實現5G網絡全覆蓋,。而當金屬的信號屏蔽比較大的時候,則會在室內單獨設立分布式皮基站,。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,通過對現場實際情況進行勘查后總能得到一個最優(yōu)解,。
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關鍵所在:5G的成本
今年5月,,中國移動與中國廣電簽署5G共建共享合作框架協(xié)議,雙方將在700MHz 5G網絡建設,、運行維護等方面開展合作,。中國移動正全面實施”5G+“計劃,構建了滿足行業(yè)客戶需要的”優(yōu),、專,、尊“5G專網解決方案。
”就福建省省內來看,,5G從2019年就開始商用,,從5G基站覆蓋來看,現在我們已經實現了福建省九地市主城區(qū)和百強縣城區(qū)的連續(xù)覆蓋,?!皳袊苿樱ǜ=ǎ┏厣仙嘎叮?/p>
”在廈門遠海碼頭就應用5G+SA專網模式,實現了5G基站在遠海碼頭的全覆蓋,,并通過部署邊緣計算MEC網關,,滿足遠海行業(yè)應用的安全性和低時延高可靠性需求,完成了AGV自動駕駛小車,、5G智能理貨,、5G港機遠控、5G無人集卡,、司機行為管理等多個行業(yè)應用方案的部署,,打造了5G+智慧港口全業(yè)務場景示范應用,。“
”在福建省內,,中國移動在5G應用的推進方面,,先是對接龍頭企業(yè),再逐步去推中小企業(yè),?!?/p>
5G是工業(yè)互聯網的關鍵使能技術,工業(yè)互聯網則是5G的主要應用方向,。兩者作為”新基建“中最受矚目的核心要素,,雷鋒網了解到,現在不管是中國移動等電信運營商還是各類相關企業(yè),,都在思索5G到底能與工業(yè)互聯網產生怎樣的”乘數效應“,,同時也有行業(yè)人士透露,應用5G網絡時所產生的高成本成為一個行業(yè)痛點,。
比如前面我們提到設備的5G化,,如何對5G網絡進行補盲,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5G的各種研發(fā)成本,,設備制作成本比較高,,雷鋒網了解到,主要是因為5G設備小批量生產,,甚至是手工制作的,。另外,有一些通訊協(xié)議和通訊設備還沒有固化下來,,比如采用哪個標準的協(xié)議,、接口,甚至是哪個標準的模塊/模組等,,還在探索中艱難前行,。
鞍鋼自動化翟寶鵬表示:
”在推進‘5G+智慧煉鋼系統(tǒng)’過程中,鞍鋼自動化,、中興通訊和中國移動(遼寧)三家正在探索一些更適用于推廣的成本價格,,以及應用效果更好的合作形式,形成一些標準化的設備和標準化的協(xié)議,,繼而推動相關設備的降價,。“
當5G技術在煉鋼這個垂直領域進行落地時,雷鋒網了解到,,5G通訊設備,特別是基礎設施建設成本很高,,5G運營公司與客戶都較難接受,。鞍鋼自動化與中興通訊、中國移動通過戰(zhàn)略合作,,采用長期服務模式密切合作,,共同推進5G的工業(yè)化進程。通過創(chuàng)新合作模式等方式,,去共同分擔幾家企業(yè)的投入壓力,。
鞍鋼自動化翟寶鵬透露,目前5G通訊終端設備還處于研發(fā)與試驗推廣期,,5G通訊終端設備的批量化生產還需要一段時間,。因此,和4G通訊終端設備相比5G通訊終端設備的價格還比較高,。鞍鋼自動化與設備廠商積極推進5G通訊終端設備的設計,、標準制訂及推進批量化生產,同時也希望國家加大對5G通訊終端設備研發(fā)與推廣應用的支持和鼓勵力度,,推進通過工業(yè)測試,、成熟穩(wěn)定的5G通訊終端設備快速進入量產階段,降低5G通訊終端設備價格,。
雷鋒網了解到,,5G在煉鋼廠的推廣問題,實際上是市場和客戶的接受度問題,,究其根本就是投入與產出的問題,。單獨推行5G通訊設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,,鞍鋼自動化通過聯合中國移動、中興通訊對5G與煉鋼生產工藝的結合進行深入挖潛,,盡可能地利用5G,、云計算、大數據,、人工智能,、機器視覺等新一代信息通訊技術與煉鋼廠的生產相結合,將生產工藝與技術模型化,,形成精鋼云端工業(yè)APP,,從提高生產效率、提升產品質量、降低生產成本,、提高鋼材售價等多維度共同解決煉鋼廠生產,、設備、技術,、銷售等鋼廠智慧化與企業(yè)高質量發(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,,以及我們整個產業(yè)鏈的協(xié)調發(fā)展之后,,5G應用的投入成本會快速下降,下降之后我們能應用的場景就會越來越多,,這個是整個產業(yè)鏈協(xié)同推動發(fā)展的結果,。“
就現階段,,至少在鞍鋼集團旗下煉鋼廠,,他們聯合中興通訊、中國移動一起打造的5G應用,,已從試點階段逐漸轉向大規(guī)模復制,,正處于過渡的階段……