“业界对5G有较高的预期，但是5G市场仍需时间培育及产业融合推进。”9月27日，在由中国钢铁工业协会、河北省唐山市人民政府指导，中国冶金报社、唐山市工业和信息化局共同主办，迁安市九江线材有限责任公司协办的2019(第五届)中国钢铁产业互联网++推进大会上，宝山钢铁股份有限公司中央研究院智能制造研究所首席研究员顾廷权这样表示。
5G与智能工厂
顾廷权回顾了移动通信技术的发展历程。1G将人们从固定电话带入移动通信时代，但仅限于军事等有限应用；2G推动了移动通信的大范围普及；3G带动了数据通信的蓬勃发展，塑造了移动互联网产业；4G将承载数据业务的无线宽带作为通信基础设施，标志着数据业务接替话音业务成为主流；5G在满足人类的移动通信需求之余，开始发力面向“物”的通信解决方案。
顾廷权指出，大家对5G有很大的期许，原因有3个方面：一是关键技术指标，如带宽提高到G级，比4G提高10倍以上；二是广连接，单位面积连接的终端数量有很大的提升，相对4G提高10倍~100倍；三是高可靠性和低时延。同时，5G做到了信息技术和通信技术的充分融合，具备网络功能虚拟化(NFV)、软件定义网络(SDN)等技术特征。
随着5G应用的推进，5G与智能工厂的融合进度将加快。顾廷权表示，5G与智能工厂的融合预计经历4个阶段：预研探索期(2018年~2020年)、市场启动期(2021年~2022年)、高速发展期(2023年~2026年)和应用成熟期(2026年之后)。我国到2022年将实现5G小规模应用，到2025年将实现规模化应用。
目前，5G可以服务智能制造六大场景，包括工厂自动化、过程自动化、物流仓储、监控与维护等，能满足70%以上工业控制场景。通过5G建立智能工厂，可以提高生产效率、实时进行状态掌控，同时实现无线代替线缆，使连接成本降低50%~70%。
“传统金字塔形系统架构存在三大瓶颈：通信能力、系统的计算能力、存储能力。同时，企业推进智能化生产运营存在一些技术瓶颈，包括层级封闭、垂直固化、应用对象多、关系复杂等。”顾廷权表示，智慧工厂HCPS(人—信息—物理系统)可实现人在闭环优化决策、信息物理精确映射、信息精准控制物理3个功能。比如，智慧工厂参考模型，可实现虚拟产品设计、虚拟制造，层级之间、价值链之间的闭环，资源的优化。
此外，信息计算技术(IT)、网络通信技术(CT)、工业运营技术(OT)加速深度融合，将逐步形成OCIT融合理念，使传统工业自动化系统面临颠覆性变革，实现运营管理与控制系统扁平化，人、系统、机、物无缝全连接化，通信协议互操作化、统一开放化，通信实时化，运营管理与控制功能云化，硬PLC(可编程逻辑控制器)软PLC化，多变量多目标全局优化等。
5G与智慧钢厂
顾廷权认为，钢企首先应基于5G等加强现有管控系统纵向、横向、端到端连接，可构建智慧型管控系统，然后逐步过渡到未来钢铁智慧运营管理与控制系统，实现管理、设备、工艺、产品各专业融合，运营管理与控制闭环。
未来钢铁可基于5G等新技术建立云边端三层架构，云计算对应公司层级管理，承担运营层面的计算，以100毫秒级为计算周期；边缘计算对应制造基地层级管控，以10毫秒级为计算周期；端或雾计算对应产线及设备级控制，响应周期为1毫秒级。
顾廷权指出，目前，5G已在宝武远程一键炼钢、运输车无人驾驶、设备远程运维和硅钢产线集控等领域进行了局部验证运用。预计2020年~2022年，5G将在宝武个别产线进行示范应用；2023年~2025年，宝武将研发智慧产线成套解决方案，并应用于智慧产线乃至工厂系列场景；最终宝武将研发智慧钢铁成套解决方案，在未来智慧钢铁全场景实现应用。
顾廷权表示，目前钢铁行业5G应用场景的探索主要融合机器人与智能生产、系统工程、数字化工程、大数据应用、智能物联、人工智能等。比如，产线移动端操控，设备移动点检，人员定位、作业行为监视、安全监护与预警，生产工具、设备备件自动跟踪定位，自动行车，厂区与厂房内车辆自动驾驶，钢铁产品用户远程技术支持，AI智能穿戴设备辅助人工决策，5G代替部分工业以太网、现场总线，云化PLC代替部分常规硬PLC等。
“目前，宝武已实现个别产线和工序异地远程集中操控与移动操控，使操控技术技能充分共享并使操控技术技能水平快速一致化；大幅度提高劳动效率；显著改善工作环境等。”顾廷权指出，5G还将应用在VR(虚拟现实)/AR(增强现实)操作、检修远程技术支持，智能多模式交互等方面。
最后，顾廷权提出了4点建议：一是大型钢铁企业应加入5G相关产业应用联盟组织，代表钢铁行业发出声音，提出需求，率先开展行业验证，牵头制定行业标准。二是大型钢企应联合领先的CT、IT和OT厂家，率先启动基于OCIT融合理念的未来钢铁智慧运营管理与控制系统行业验证应用。三是大型钢企应成立智慧制造人才专门培训机构，加大对在职员工的智慧制造技术技能培训力度，以自主培养为主；同时加大高端智慧制造人才引进和利用力度，“引”“培”并举，满足公司对智慧制造人才的需求。四是龙头钢企应抓住绿色、智能等新技术变革发展的机遇，打造国际领先的绿色智慧制造未来钢厂，并联合上下游战略合作伙伴，成为国际领先的行业解决方案提供商，即建立共赢生态圈，实现产品、服务、技术、标准等多纬度同时盈利，成为高端人才向往的钢铁高科技公司、国际钢铁行业引领者。
