導讀:冶金企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境較為復雜,存在高溫高壓易燃易爆等安全風險因素,需要運用先進的智能技術和智能裝備,提升生產(chǎn)效率的同時降低安全風險。
坐在辦公室內(nèi)即可遠程操作機械臂實現(xiàn)“一鍵煉鋼”;通過AR智能頭盔,把現(xiàn)場巡檢情況實時直播到監(jiān)控室或運維部門,發(fā)現(xiàn)故障可以遠程協(xié)助處理……這些都是在寶鋼湛江鋼鐵管控中心實時發(fā)生的工作場景。在一個超長的大屏幕上,展現(xiàn)的是高爐、碼頭運輸帶等所有設備的運轉情況,工作人員坐在管控中心內(nèi),就可以通過廠區(qū)內(nèi)千余個攝像頭拍攝的實時畫面,對全廠進行監(jiān)控和管理,同時在操作臺上進行遠程操控。
這一切的實現(xiàn),離不開覆蓋全廠區(qū)的5G高速網(wǎng)絡。冶金企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境較為復雜,存在高溫高壓易燃易爆等安全風險因素,需要運用先進的智能技術和智能裝備,提升生產(chǎn)效率的同時降低安全風險。
2020年,寶鋼湛江鋼鐵中標工信部“2020年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程”,成為5G行業(yè)應用示范項目。其實,早在2019年1月,中國聯(lián)通廣東分公司就與寶鋼湛江鋼鐵聯(lián)合開啟了5G在鋼鐵行業(yè)應用的重要探索。如今在寶鋼湛江鋼鐵全廠12.58平方公里上,中國聯(lián)通以1套5G獨立核心網(wǎng),超10萬的用戶數(shù)打造了全國首個5G工業(yè)專網(wǎng)并正式商用,接下來5G專網(wǎng)將疊加網(wǎng)絡切片功能,并持續(xù)孵化5G工業(yè)應用。目前核心網(wǎng)已經(jīng)開始運行,風機在線檢測、高危施工視頻監(jiān)控、AR頭盔智能巡檢等5G應用已實現(xiàn)正式商用,為寶鋼湛江鋼鐵提升效率達48%,優(yōu)化人員超500人次,年節(jié)省成本約2億元。
直面痛點
開啟“5G+智能制造”第一步
鋼鐵工業(yè)是大型復雜流程工業(yè),并且處于制造業(yè)整個鏈條的中間環(huán)節(jié),具有大量的數(shù)據(jù)、豐富的場景和廣泛的連接特點。近年來,寶鋼湛江鋼鐵積極響應國家政策,對鋼材生產(chǎn)總量進行了限制,但廠區(qū)對勞動力的需求有增無減,對技術的要求也更高。為遵循“增產(chǎn)不增人”的原則,寶鋼湛江鋼鐵開啟了“全面自動化”之路。
“冶金工廠存在大量的危險場景和惡劣環(huán)境,重體力及重復性勞動崗位,大量設備需要人工點檢,缺乏在線監(jiān)測技術手段,對設備管理人員的經(jīng)驗素質要求較高,影響工作效率和生產(chǎn)效率?!睂氫撜拷撹F設備部副部長張業(yè)建在采訪中表示,勞動效率提升對智慧制造的需求十分迫切。
實際上,在5G出現(xiàn)之前,寶鋼湛江鋼鐵通過使用有線網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡、Wi-Fi、3/4G網(wǎng)絡進行廠區(qū)連接,但測試結果都不理想。冶金工廠環(huán)境復雜,部署有線網(wǎng)絡較為困難且成本高;鋼結構、高粉塵環(huán)境導致無線信號衰減嚴重,強電磁干擾場景多,網(wǎng)絡覆蓋難度高;Wi-Fi網(wǎng)絡抗干擾、移動性差,3/4G網(wǎng)絡帶寬不足、時延長,難以滿足工業(yè)生產(chǎn)應用需求。這些痛點都成為制約企業(yè)實現(xiàn)自動化的瓶頸。
當中國聯(lián)通了解到這些痛點后,利用自身的網(wǎng)絡資源優(yōu)勢,攜手寶鋼湛江鋼鐵技術團隊進行了半年的現(xiàn)場勘查與技術溝通,結合地理位置以及行業(yè)特殊性,最終確定了以核心網(wǎng)下沉的形式為其打造5G工業(yè)專網(wǎng),開展5G內(nèi)外網(wǎng)改造建設。
2019年3月開通首個5G基站,5月開通5G實驗網(wǎng),6月風機監(jiān)控、機械臂遠程操作、智能頭盔、行車監(jiān)控等應用陸續(xù)上線試行,9月完成MEC下沉……寶鋼湛江鋼鐵5G建設目標逐步明晰,即構建1張5G工業(yè)無線專網(wǎng),賦能數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控管理和生產(chǎn)控制3大類工業(yè)應用場景,實現(xiàn)工廠生產(chǎn)、設備、物流、能環(huán)、安全5大核心要素的效能提升,支撐智慧鋼廠建設。
2020年6月19日,中國聯(lián)通廣東分公司與寶鋼湛江鋼鐵舉行“5G工業(yè)專網(wǎng)簽約暨啟動儀式”,會上廣東聯(lián)通將國內(nèi)首張工業(yè)級5G獨立核心網(wǎng)的通信卡交付寶鋼湛江鋼鐵并宣布專網(wǎng)開通上線。專網(wǎng)開通后,可達平均網(wǎng)絡時延低于15毫秒、下行速率650Mbps、上行速率150Mbps,相當于寶鋼在湛江鋼鐵搭建了一條“無線信息高速公路”,助力實現(xiàn)設備運行監(jiān)測、生產(chǎn)工藝革新、安全預警監(jiān)管等技術升級。
應用賦能
大工業(yè)“智慧工廠”形態(tài)初顯
在中國聯(lián)通的大力支持下,煉鋼廠風機在線檢測診斷、硅鋼移動操控、機械臂遠程作業(yè)、焦爐四大車作業(yè)監(jiān)控等一批5G應用陸續(xù)上線使用,助力寶鋼湛江鋼鐵實現(xiàn)操作室一律集中、操作崗位一律機器人、設備運維一律遠程、服務環(huán)節(jié)一律上線。
離散設備方面,風機是煉鋼生產(chǎn)區(qū)域的關鍵設備,以往風機狀態(tài)監(jiān)測主要靠人工巡檢和傳感器離線監(jiān)測。通過5G專網(wǎng)實現(xiàn)對16臺風機在線監(jiān)測與診斷,采集包括振動、視頻、音頻等206個數(shù)據(jù)點內(nèi)容,點檢效率提升81%。
移動設備方面,通過5G網(wǎng)絡對車間進行覆蓋,車間服務器與寶鋼湛江鋼鐵L1層生產(chǎn)網(wǎng)絡聯(lián)通,利用移動終端,就可以隨時隨地監(jiān)控設備狀態(tài)、操控設備。
機械臂遠程操控可以通過5G專網(wǎng),實現(xiàn)上海-湛江跨域聯(lián)動。從上海寶山基地遠程控制寶鋼湛江鋼鐵基地機器人,實現(xiàn)高危作業(yè)場景下的遠程集中操控作業(yè)。
圍繞安全生產(chǎn),煉焦區(qū)內(nèi)的溫度高達70-80℃,以往操作工人們需要穿上厚重的防護服,工作幾個小時后,就要從車間出來補充水分。如今,這類高溫危險場景,采用5G技術進行無人化操作,通過高清視頻回傳,實現(xiàn)車間內(nèi)吊車的遠程操作,有效提升了工作效率。
針對設備巡檢和高危作業(yè)場景,中國聯(lián)通廣東分公司與寶鋼湛江鋼鐵合作研發(fā)了智能頭盔,內(nèi)置高性能AI芯片,集成高清攝像頭、麥克風以及衛(wèi)星定位等傳感設備,具備高清視頻實時回傳、多點音頻視頻互動、AR遠程輔助、可視化應急調度等功能,大大提升了巡檢效率、故障排障成功率和精確度。
據(jù)悉,截至今年10月,中國聯(lián)通在廠區(qū)內(nèi)已建設并開通了25個5G基站,實現(xiàn)了門崗人臉識別、無人機巡邏、厚板移動辦公、堆取料機無人化、通勤車人臉識別考勤、智能廣告宣傳等試應用。寶鋼湛江鋼鐵還獲評廣東省首批“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用示范園區(qū)”、第三屆“綻放杯”5G應用征集大賽全國總決賽一等獎。
鋼鐵工業(yè)作為工業(yè)戰(zhàn)略性基礎行業(yè),推動著全球工業(yè)化發(fā)展進程。面向未來,中國聯(lián)通將繼續(xù)發(fā)揮資源優(yōu)勢,與寶鋼湛江鋼鐵進一步深入合作,全面發(fā)力建設5G智慧工廠,推動更多5G制造場景應用落地。