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首钢京唐:一个5G专网“深水区升级”的典型范本

10/01 08:55
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伴随从5G向5G-A升级,从非独立专网向独立专网升级,各个行业即将出现一场5G升级的大潮。

发牌五周年,5G日益成熟,逐渐从“盆景”变成“风景”,但也逐渐走入深水区。

在垂直行业,如何让5G从外围辅助向生产核心深入,从分散应用向系统联动延伸,是当前阶段最关键,也最具价值含量的探索。

首钢京唐的5G专网升级,正是这样一个典型案例。

【1】

首钢京唐,是一家极具代表性的钢铁生产企业。

2001年,北京申奥成功。为了落实国家奥运战略,首钢集团实施了史无前例的大搬迁,在唐山曹妃甸落地建设了中国首家采用新一代可循环钢铁流程,在海上吹沙造地建设的大型钢铁企业:首钢京唐。

借此机遇,首钢京唐实现了技术创新的大跃迁。

搬迁前,老首钢的主打产品,是螺纹钢和盘条,生产工艺简单,市场竞争力不足。

搬迁后,新首钢打造出了汽车板、电工钢、镀锡板三大“拳头”产品。

而且,无论是达到世界领先水平,最薄仅0.07毫米的“蝉翼钢”和直径仅为0.01毫米的“蚕丝钢”,解决了低损耗、高转速、高扭矩“不可能三角”难题的新能源电工钢,还是填补了国内空白的高成型性DH钢,都极具技术含量与市场前景。

在此过程中,从高炉到锻轧,从数据到控制,从生产到管理,各种数字化、信息化与智能化技术,都为首钢京唐的跃迁提供了有力支撑。

5G也是其中重要一环。

2020年,首钢京唐建设5G专网,以5G的大带宽,低时延和广连接特性优势,填补有线接入部署困难的业务场景空白,有效提升了首钢京唐数智的经营效率。

2023年,首钢京唐联合中国移动河北公司、中兴通讯进行5G专网升级。

在提升5G专网独立性与通讯可靠性同时,部署NodeEngine算力基站、i5GC、CPE端到端解决方案,并首次采用支持ReaCap的5G终端,贴合实际应用痛点,实现了5G专网能效的大幅提升。

【2】

在首钢京唐,数字化管理与智能化生产,已经从头到脚,贯穿了这家企业的每一个“神经末梢”。

在传统钢铁厂里,高炉出钢需要工人在炉前手动摇炉,劳动环境差,何时加料、何时出钢都依赖工人经验判断,操作不当甚至可能造成生命危险。

而在首钢京唐,工人坐在主控室里,就可以实时监测高炉内的关键参数信息,远程控制加料和出炉,工人更轻松安全了,出钢质量还更好、更稳定。

传统钢铁厂里,钢卷进行搬运和酸洗,需要司机坐在20米高的天车驾驶舱里手动控制装卸,劳动强度大,可能损伤钢卷,如果司机疲劳或走神,甚至存在安全隐患。

而在首钢京唐,操作人员只需要在控制系统发出指令,无人天车就会自动完成钢卷的吊卸与转运。

传统钢铁厂里,如何调度仓储物流,做好人、车、物、场的管理,让物资转运安全高效,都是一个极其繁琐复杂的工作。

而在首钢京唐,无人仓储实现了“黑灯作业”,厂区车辆实现了全量、全时段的智能管控,车的位置一动,就会实时跟踪,甚至连司机疲劳驾驶,都有人工智能进行监测与提醒。

在传统钢厂,浇铸和轧制是两个独立的工序,全部完成需要200分钟。

而首钢京唐,世界唯一、全球首创的MCCR生产线,全长仅288米,生产模式随意切换、生产工序一气呵成,从“钢水”到“钢卷”仅需25分钟,还比传统产线节能40%。

具体案例太多,这里不再赘述。

总体而言,首钢京唐,是一个已经以数字化、信息化和智能化技术,对传统钢铁生产进行了全面升级改造的成功范本。

依托自动化生产、数据运营、机器视觉、遥感可视、数字孪生等各种先进技术,首钢京唐已经实现智能决策、智能管控、智能运维,让智能制造从理想走进了现实。

【3】

在首钢京唐的这些改造中,5G网络的核心价值,在于低成本、高效率地管理离散的设备、移动的人员与移动的设备,尤其是一些对带宽与时间有严苛要求的离散场景。

比如,首钢京唐的货物吞吐主要依托海港,货物装卸要通过40米高的龙门吊卸船机来完成。以前,每次装卸都需要工人爬上龙门吊,顶着烈日严寒,在窄小的高空操作室里手动操作,生产效率低,工作条件差,安全风险高。

“每年冬天的时候最惨,棉袄棉裤裹着都挡不住冷。”京唐运输部港口作业区卸船丙班班长杨俊说,“尤其是视线不清楚的时候,需要把下面的玻璃打开,然后就是上面吹着空调,下面灌着冷风,冰火两重天。

但是,如果要改成远程作业,也并不容易。

为了保证装卸精准、安全,网络就必须高带宽、低时延而且高可靠。否则,无论是龙门吊的高清视频上传延迟,或是远程控制的指令响应不及时,都有可能导致装卸出错,甚至更严重的事故。

与此同时,因为装卸工作的需要,塔吊在码头的位置是变动的,需要根据船和货物的位置不断移动。

这就意味着,如果采用固定光缆来架设网络,除了需要高昂的成本,也需要龙门吊一直拖着长长的“辫子”移动,既麻烦,也会导致新的安全隐患。而如果通过工业WiFi,窄带物联网等移动技术架设网络,带宽、时延与安全性又无法满足要求。

所以,首钢京唐最终的选择是,通过5G LAN来实现龙门吊的远程控制,不但完美解决了以上痛点,而且部署成本还更低了。

【4】

首刚京唐一开始使用5G时,还主要应用于一些零散的非生产、非核心场景。

比如,在离散点接入和有线部署困难的地方,用以接入移动车辆,视频监控等移动装备。

但现在,5G专网已经深入到管理、生产、经营、安全等各个业务环节,成为支撑首钢京唐引领组织模式和生产方式变革,让智能制造赋能公司发展的重要支撑。

尤其是5G专网升级,让应用的广度和深度都打破了障碍。

一方面,实施5G专网的轻量化独立核心网改造,引入高可靠工业现场网TSN确定性网络技术,规避了之前共享核心网控制面的干扰及约束,解决了专网独立性,高可靠性,运营高效性的问题,为更多核心业务和核心数据向5G迁移奠定了基础。

另一方面,借助支撑技术升级,持续提升应用能力、丰富应用场景。比如CPE即插即用部署,高效降低时间成本;比如5G RedCap模组成本低、功耗低、尺寸小,进一步提升了5G能效;比如中兴通讯NodeEngine算力基站,一跳直达,最短路径最优时延,提升自主运营的可操作性;比如4.9G &2.6G基站双频覆盖双发选收技术,确保任一频段信号波动和设备故障,都不影响业务稳定运行……

在此基础上,首钢京唐在炼钢部,运输部,库区等各个业务线,不断应用示范业务。最终,又以更高的效率和更低的成本,促成了5G专网在更广领域的更深应用。

5G专网的“发展飞轮”,就此确立。

【结语】

这几年来,5G在千行百业不断向下扎根,向上开花,涌现出了大量真正落地应用,创造切实规模效益的应用案例。

其中,钢铁行业作为工业制造领域最丰富和复杂的应用场景,对智能化需求最迫切的行业,也是5G应用的一个重要领域。

而伴随着从5G向5G-A升级,从非独立专网向独立专网升级的大趋势,从钢铁到各个行业,5G行业应用必将会出现更多、更精彩的“深水区升级”。

首钢京唐,正是这个趋势的一个缩影与范本。

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