导读5G对智能制造渴望已久，然而IT/CT与OT的结合是一个漫长的过程。首家5G+智慧钢铁企业的诞生历经了哪些挑战？中兴通讯和鞍钢集团如何联手攻克5G融入制造业的关键一役，使得5G首次规模融入制造业并成功商用？这一标杆项目对于东北老工业基地的转型有着怎样的意义？本文带你了解一二。
自今年6月份三大运营商5G牌照的颁发，我国5G产业正式跨入快轨道。当前，5G上游已进入大规模建设期，同时，产业上游的繁荣推进离不开下游应用市场的带动配合。关于5G如何为行业真正赋能这一议题，不难发现上下游的结合变得日益紧密：挖掘5G在各行业中的实际需求，利用5G与云平台、边缘计算、人工智能等多技术的融合，切实为解决行业发展难题提供创新思路，才是推动5G产业提速，打开宏大市场的主流路径。
工业领域一直是被给予高度期待的重头戏，无论是行业规模还是市场潜力，都吸引着物联网从业者纷纷投入工业互联网建设中。尤其今年我国5G商用步伐的加速，无疑为如火如荼的工业互联网再添一把火。
作为全球领先的综合通信解决方案提供商，中兴通讯不仅从芯片到基站全面布局5G基础设施，更与产业伙伴积极探索5G在行业中的落地，搭建多方共赢的5G物联网生态体系。在近日的2019工业互联网全球峰会上，中兴通讯联手辽宁移动、鞍钢集团共同发布的全球首个5G+智慧钢铁企业商业产品方案引起业内高度关注。这是5G技术首次规模融入制造业并完整商用的标杆案例，它标志着5G在融入千行百业的“长征”中，攻克了关键一役。
5G在工业制造中价值几何？
物联网时代浪潮下，以数字化、信息化正在驱动工业制造这一战略重地大力转型，中央ZF和地方ZF不断提出由制造大国向制造强国转型的一系列利好政策。尤其在东北地区，以钢铁、冶金、能源等重工业为经济支柱的产业形态，企业拥抱智能制造大趋势、进行生产数字化改造、产品与服务数字化效率提升等一系列转型的需求更为迫切。
5G+智慧钢铁考验之一在于如何将通信企业、钢铁企业技术优势、资源优势进行整合，匹配钢铁行业应用场景之需，使5G技术体系在助力传统钢铁企业转型过程中发挥最大潜能。对此，三方发挥在各自领域积累的经验和优势，形成初步共识：首先是多技术的融合，即5G、AI、云计算、大数据、边缘计算等IT技术的融合；其次是IT技术与工业OT的结合，如此才能创新性的开发出了符合钢铁行业发展需求的智能制造综合解决方案。
钢铁行业是复杂流程工业的典型代表，生产、运营、管理过程中环节繁多，选择关键环节和场景并抓住核心痛点作为智能化改造的切入点十分重要。众所周知，制造业的整体方向离不开降本增效和安全三大话题，如何利用5G技术体系来提高生产效率，降低生产成本，保障人员安全？从技术角度来看，可从设备状态监测、实时图像分析和远程控制为主要抓手，并形成涵盖从设备的数据提取、到高速可靠传输、智能化分析和平台化运维的整体思路，来破解长期以来困扰钢厂生产业务的难题：
曾几何时，钢厂大型设备（如电机）还是哑设备，不会对外清晰地“表达”自己，因此，工作状态的研究便极大程度依赖经验丰富的工人，一旦出现故障，检修和宕机耗费巨大成本。另外，钢厂生产钢材的一个质量指标是带钢表面缺陷率，数十年来行业对带钢表面缺陷的检测一直沿用人工开卷抽检或频闪光法等检测方法，准确率低实时性差。同时，产线自动化有序生产和安全生产同样重要，而过往这些方面并没有得到足够重视。
面对钢铁诸多显性的行业痛点，中兴通讯历经三个月研发了整体5G+智慧钢铁企业方案，包括设备的生命周期管理系统、缺陷检测系统、机器视觉安全管理系统、设备远程操控系统等。
5G预测“生命线”,淬炼“金睛”识缺陷
5G+电机全生命周期管控系统：
通过全面上线物联网端到端平台能力，鞍钢热轧厂的1780产线共400台轨道电机，通过震动传感器、温度传感器和电流传感器将采集数据汇总到高速采集器、通过采集器内置的5G模组传输到工程师站，工程师站通过5G网络上传至云平台，通过专家知识库结合智能算法进行分析、判断并预测电机状态，据此可实现设备的预测性维护、高效管理和决策。
设备的预测性维护：提前预警/预防设备故障，减少宕机次数，降低维护成本、提高设备生命周期和运行效率。预计为鞍钢产线带来的经济效益大致：
延长设备使用寿命 10%以上减少停机时间 10-20%增加有效工作时间 10-20%闲置资产利用率提高 20%
高效决策：决策者根据平台实时有效的设备主要性能数（KPI）,做出基于数据洞察的及时准确决策。综合来看，通过全生命周期管控系统每年可为鞍钢热轧厂降低维修设备数从400次/年到300次/年，节约费用10万元。同时，通过管控系统提升作业率5%，合计增加生产25000吨，收入0.875亿元。
5G+机器视觉带钢表面检测系统：
在带钢质量（表面缺陷检测）的优化方面，从人工模式到智能化也存在不小的挑战。带钢表面量的主要因素就是其表面出现的划痕、擦伤、结疤、粘结、辊印等不同类型的缺陷，不仅影响产品的外观，更严重的是降低了产品的抗腐蚀性、耐磨性和疲劳强度等性能。在传统的人工开卷抽检或频闪光法等检测方法中，不能真实可靠地100%反映带卷上下表面的质量状况。
如今，借助工业相机对图像信息的提取、5G网络对图像大数据的传输、及MEC系统对数据安全的保障、云平台对图像的处理分析，传统模式的“升级换代”迎来新的契机。本方案中，鞍钢热轧厂正是利用工业相机拍摄高清图片，通过5G网络将检测图像上传至云平台，结合大数据分析图像数据，实时反馈检测结果，就此打造了国内首家基于5G+云平台自研视觉带钢表面检测系统。
该系统要在物理环境极其恶劣的钢厂生产车间中应用，时刻身处在高温、粉尘、腐蚀、电磁干扰等环境中，因此对网络的可靠性和稳定性提出了极高的要求。中兴通讯针对一系列复杂挑战，提供的稳定可靠的5G网络，借助其大带宽、低时延特性，及MEC系统对工业数据安全的保障，为机器视觉在带钢质量检测场景中的稳定高效落地提供保驾护航。在未来，视觉检测作为工业制造产线的一项通用需求，此方案能够在成熟后有大量复用的价值，可快速移植至其他钢铁行业和型材制造业。
5G+机器视觉皮带通廊安全系统：
在保障生产安全、提高产线自动化方面，视觉监控技术也可发挥相匹配的能力。该方案在炼焦总长皮带通廊处部署摄像监控系统，覆盖皮带头/尾部、皮带通廊出入口、皮带作业重点区域，通过5G网络将监控视频与云端视频分析平台进行对接，同时与皮带机自动控制系统结合，根据分析结果实现皮带急停、联锁等处理，可渗透车间的人员安全监控告警、产品自动检测、人员面部识别、人员体态行为识别等方面，实现皮带机系统远程自动监控及处理，保障皮带机运行期间的安全、稳定、高效，推动机器视觉技术在工业互联网应用的广泛应用。
小结
智能制造从顶层规划走向企业落地，物联网技术在制造业的广泛应用必将成为新常态，随之而来的工业巨量数据，成为5G高质量通信、机器学习和图像处理、平台分析能力施展发挥的“源头活水”。本次中兴通讯携手运营商、钢铁企业强强联合打造的全球首家5G+智慧钢铁企业，推动传统工业领域向数字化转型迈出了探索性的一步，为东北老工业基地的振兴提供了极具代表性的示范意义。
同时，这也是中兴通讯作为前瞻的探索者，带动5G大规模走进制造业的标杆案例。全球首个5G+智慧钢铁方案的成功商用也验证了5G切片技术、边缘计算、工业人工智能等技术在工业制造切实可行的落地应用价值。实现了以5G带动工业互联网、工业互联网促进5G技术成熟的双向促进作用。
随着全球首批5G规模商用部署展开，截止到6月份，中兴通讯已参与了全球25个5G建设商用合同，覆盖中国、欧洲、亚太、中东等主要5G市场。
在5G+产业生态建设方面，中兴通讯已与大视频、工业互联网、车联网、媒体、能源、公共安全、医疗、教育、生态环保、交通等多领域伙伴形成超过30个5G+系列解决方案，并成功实践50+示范项目，与超过300+行业客户建立战略合作，合力部署5G应用，与超过200+行业领先的产品提供商达成合作。
在一系列5G建设成果背后，离不开中兴在全球5G技术标准制定中的积极参与贡献。
未来，中兴通讯将携手全球行业伙伴，让5G为更多地区、更广行业带来全新赋能，驱动产业变革！
来源：物联网智库
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