复盘2023年5G工厂:规模复制攻坚战已打响

作者:程琳琳 责任编辑:包建羽 2024.01.12 11:00 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)炉火照天地,红星乱紫烟。一直以来,传统工厂给人们的印象是“三高”——高能耗、高污染、高风险,但是随着5G工厂的到来,这一切正在得到显著改善。数实融合让传统工厂插上了绿色低碳的智能化“翅膀”。于是,随着绿色化、智能化、高端化的理念深入各个行业,5G工厂的火便越吹越旺。

从2022年发布《5G全连接工厂的建设指南》,到2023年发布《2023年5G工厂名录》,全国已经收纳300个已经建设完成的5G工厂,涉及到26个省、自治区和直辖市,覆盖包括制造业、采矿业等25个国民经济大类。还有很多种子工厂正在孵化中。截止到今年12月份,现在已经收集全国5G工厂项目超2000项,覆盖29个省市、自治区、直辖市。

不过这些5G工厂对比全国的传统工厂来说,还是燎原之星火。对于5G工厂来说,一场规模复制的攻坚战已经打响。

2023年取得实质性突破

2023年,5G工厂建设取得了实质性突破。5G与工业互联网的深度融合,培育了5G工厂等中国品牌,支撑实体经济数字化转型的重要作用也日益凸显。总得来说,2023年5G工厂发展取得了四方面成果。

一是产业引导持续完善,发布实施《5G全连接工厂建设指南》,提出“百千万”行动,预计到“十四五”期末,要推动一万家企业开展5G工厂建设,建成1000个特色鲜明的5G工厂,打造100个5G工厂示范标杆,发布5G+工业互联网融合应用先导区试点工作规则和试点建设指南等文件,明确提出将5G工厂作为先导区入选的基础条件,系统推进5G工厂建设。

二是基础设施不断夯实,制造业、采矿、电力、港口等行业领域广泛利用5G等新一代信息通信技术,改造升级企业内外网络,满足生产现场的不同需求,基础电信企业与工业企业深入合作,加快建设5G虚拟专网、混合专网,推广部署特色化的网络解决方案,5G独立专网也开展首家试点建设,全国5G+工业互联网项目据最新统计已经超过8000个。

三是技术产业加快突破,面向生产要求的工业级5G芯片、模组、元器件等产品设备不断成熟,工业级5G模组的价格已经降至200元左右,比商用初期下降近90%,5G工业融合终端的种类也在不断丰富, 5G+工业互联网产业链持续成熟完善,商业模式和发展路径也日渐清晰。

四是融合应用深入推广,5G+工业互联网行业应用已经拓展至全部41个工业大类,已经从生产外围辅助环节深入至生产核心控制环节,在全国范围内开展千余场工业互联网“百城千园行”活动,推动5G+工业互联网深入地方、园区、产业、集群,遴选两批5G工厂示范标杆,发布首批300家5G工厂名录,有力促进传统产业提质、降本、增效、绿色、安全发展。

这份成绩单可谓十分亮眼,具体到不同的行业,建设进展却是有快有慢。

多行业积极开展5G工厂实践

据信通院数据统计,针对入选的300个项目,制造业等行业在5G和工业互联网的发展中走在第一梯队。

在制造行业,截至2023年12月整个制造业5G工厂的种子项目达到1692个,其中入选2023年5G工厂名录的247个。总体来看这些制造业具有一个特点,就是形成了全环节、全流程的覆盖,包括离散、流程和混合等各类行业的探索,在实施方案的过程中,充分显示5G已经由外围的监测进入到仓储物流,一直深入到生产制造的核心环节,制造业5G工厂建设的价值得到了充分体现。

在采矿行业,有127个5G工厂种子项目,其中19个项目纳入到5G工厂名录。大致来看分成露天矿和井工矿两大类,远程控制等业务在矿山这种相对恶劣的环境中,能够进一步提高效率,提供保障安全的有效措施,通过大视频的观测和人工智能进行全天候的监控和报警响应。

在电力行业,有127个种子项目,以及19个纳入工厂名录。电力行业形成了5G工厂的综合解决方案,贯穿发电、输配电等多个环节,因为电网安全操作和安全业务要求非常高,往往会打造5G专网或者5G硬切片的网络,来支撑电网的发展,所以通过5G、高精度定位、数字孪生、AI技术的进一步融合,形成了覆盖输电、发电和控制环节各个场景的实验和探索,大大提高整个工作效率,通过数字孪生的管理平台进一步优化业务运营和管控工作。

在港口,有56个种子项目,以及14个纳入工厂名录。以天津港和招商国际码头为例,通过5G的网络和高精度的定位技术结合,在港口的自动驾驶以及远程驾驶上,形成集装箱地面的智能加解锁,以及在集装箱运输过程中,实现集卡的自动化调度,检测作业车道有无集卡停留等,发挥更加有效的工作效能。

从网络建设角度看,运营企业也会考虑采用相对独立的频率,以及相对专用的核心网络设备,采用独立专网或风筝模式,为工业企业构建相对独立的网络资源,保障整个网络对生产业务的支撑。

在设备层面,形成了很多一体化的设备和解决方案,比如在网络交换设备上,增加更多的边缘计算能力,与工厂IT应用和云化PLC等做进一步结合,实现整个网络设施的灵活部署和一体高效。

在终端环节,从过去5G摄像头、5GAGV、5G安全帽等相对辅助的设备,逐渐进入到5G云化PLC、5G机器人、5G掘进机等更加紧密的核心环节设备的融合。

从场景或者对应的产业环节看,根据入选工厂的项目来看,5G+工业互联网发布的二十大典型应用场景工厂实践超过50%。

中国信通院副院长王志勤指出,总体来看,5G工厂建设价值成效显现,有效促进企业提质、降本、增效、绿色、安全发展。制造业、采矿业、电力、港口等多行业积极开展5G工厂实践,使得5G由“外围”“量”的应用走向“核心”“质”的创新。接下来,5G工厂将由“成长阶段”走向“成熟阶段”,工业互联网产业联盟将积极围绕工业和信息化部工作,研究并发布5G工厂发展报告,组织编制各行业5G工厂建设实施指南,健全和完善标准体系,加快推进5G工厂认证,为5G工厂建设提供全面支撑能力。

三步走建设一个5G工厂

一法定则,千物可生。5G工厂建设的标准,是快速推进5G工厂从成长到成熟的重要法宝。信通院总结了5G工厂认证过程中参考的评价体系和主要指标。

一是基础设施的建设,包括5G网络、工业网络、边缘计算和业务系统,要求5G网络覆盖率不低于90%,工厂在5G网络覆盖面和基础设施建设上,还是有比较高的要求。

二是在厂区升级方面,考虑现场装置、IT、OT和生产服务智能化的部署和升级,比如装备的联网率不低于60%,关键装备的联网率不低于80%,以及无线设备5G网络的联网率不低于60%

三是应用环节不少于三个,对网络安全防护和建设价值方面也有相关的要求。

根据这几个维度的定量数值,又划分为不同的级别,比如三星到五星,像网络的设施建设可能与网络覆盖率具体达到的指标相对应,以及相关设备的联网率、人工智能新技术应用,在企业提质、降本、增效、绿色和安全等方面发挥的作用来进行评估。

在流程上,企业自愿申报,通过阶段审核,最终经过测试认定后颁发相关证书。

行业企业这样说

钢铁行业——河钢集团高端化智能化发展

河钢数字专家指出,建设5G工厂,除了网络信号的覆盖外,关注的重点应在于如何挖掘行业真正与5G相关的需求,这样才能把供需双方进行融合,在后续才能实现更多的可能。钢铁行业作为一个典型的长流程行业,工艺流程也是非常复杂的,推进5G应用的思路应是先由外围到内在,先由外部的智能化、数字化的外围辅助再到核心控制。

河钢数字目前主要有四大方向的业务,一方面是数字钢铁,另一方面是绿色低碳,还有工业互联网和智能装备,今年非常荣幸我们自研的WeShyper工业互联网平台,入选了国家跨行业、跨领域工业互联网平台,希望通过平台打造真正属于钢铁行业的数字化底座,包括5G工厂建设、各种智能应用的建设都希望依托于此,沿着整个钢铁行业的纵深,上到智慧矿山、化工再到钢铁全流程数字化、深加工、涉钢产业集群、家电、汽车等行业进行全方位的赋能。

建材行业——海螺5G智能工厂

海螺5G智能工厂解决方案将5G技术与水泥生产相结合,实现业务的安全化、智能化、远程化和集成化。在无人化矿山方面,利用5G通信、云控制调度和车载控制等相关模块,实现矿区7×24小时无人化运营,大幅降低人力成本,提高生产效率和资源利用效率。在智慧工厂方面,引入AI智能预警监控平台,实现发运和生产区域7×24小时实时监测和预警,大提高巡检和监控效率,有效降低生产事故的发生机率。在智慧码头方面,通过使用5G码头远机和AI辅助装船,实现装船机的远程操作和精准控制,改善操作手工作环境,提高装船操作效率,避免装船机安全事故。

安徽海螺集团专家介绍,海螺自主研发的矿车无人驾驶平台在高精定位、动态规划、和无线通信等方面取得显著成果,成功完成从人工管理到机器管理的转变。通过这种方式,生产从两班制升级为三班制,班生产效率提高2.2%。此外,一名员工可以管理多台车辆,矿车总数较之前减少8.8%,柴油消耗降低8%,借助云控制调度,矿山资源利用率提升至100%。

汽车行业——长安汽车5G融合场景应用

长安汽车在5G融合场景应用的实践探索,是基于国家新基建战略和5G+创新示范工厂项目的背景,探索汽车行业在数字化转型中的路径和步伐。

重庆长安汽车专家介绍道,长安汽车战略是基于天上一朵云、空中一张网、中间一平台、地上全场景的模式来推进,而5G正好契合公司的一张网,包括场景建设。公司在两江基地、南京工厂和渝北新工厂等地全面覆盖了5G网络,实现了从端到端的集成。

技术方案主要分为两部分:一是虚拟专网,通过5G虚拟专网建设了多个场景,包括云化视觉、AGV和工业控制平台等,提高了网络的拓展性、可维护性和安全性;二是移动场景,通过5G导航的方式实现了AGV的优化路径、无人仓的超人化、视觉检测的自动识别等,提高了生产的柔性、效率和质量。公司在这些场景方面都取得了比较大的进步和提升,对工厂的提质、增效、降本是有明显的作用。在未来,长安汽车将继续加强5G在工业控制领域的验证和研究,推进工厂整体一张网的建设验证。

运营商的5G工厂推广心得

5G作为使能技术,一定要跟行业应用和场景做深度融合。作为5G工厂建设的推动者,运营商在5G工厂建设方面心得颇多。

中国电信:升级5G产品新内涵

中国电信截止目前累计5G的行业应用项目已经超过2.8万个。针对行业问题,中国电信集团主要在五个方面进行发力。一是提升5G网络新能力。持续深化5G共建共享,开通5G共享基站120万站+。探索800MHz频谱5G重耕,开展高中低多频协同的5G轻量化技术外场试点,加速商用步伐。二是实现技术研发新突破,在超级频率聚变、动态帧共享、中低频段共建共享、多网协同融合等方面,牵头30余项3GPP国际标准,形成600余项专利,60余项PCT国际专利。三是丰富5G产品新内涵,全新升级5G 融合产品体系,构建“1+31+X” 算力架构,已部署259个边缘节点,为客户提供算力下沉服务。四是探索5G应用新实践,坚持5G融合协同发展。五是构建5G产业新生态,推出5G Inside终端合作计划和5G融合创新合作计划,进一步繁荣了5G产业生态。

中国移动:5G工厂数量排名第一

中国移动成立了5G全连接工厂军团推动5G工厂建设,在5G全连接工厂名录中,入选146个5G工厂,覆盖22个细分行业大类,占比48.7%,运营商排名第一。中国移动把新型工业化的指导落实在5G全连接工厂的建设过程中,致力于以5G为核心,构建新型的信息服务体系,不断做广、做深、做实、做优。依托5G+算力网络优势,打造多场景优质5G工业专网,持续强化新型工业互联网基础设施建设。构建新质生产力,推进IT/CT/OT进一步融合,做深5G+工业AI大模型,实现研产供销服的智能化。打造OnePower工业互联网平台,既可通过云化部署实现更快的实施与交付,也可通过将已解耦的应用能力再次集成,满足从产业链到企业工厂、车间、产线的业务诉求。聚焦技术融合、资源融通、能力共享,积极打造工业数智转型可持续发展生态体系。

中国联通:不断深入生产核心环节

中国联通发挥自身的资源优势和禀赋,从机房建设和5G专网覆盖,逐步深入到核心生态环节,包括Mes、企业资源管理ERP等。中国联通此前成立了钢铁军团,并落户河北。聚焦钢铁行业,中国联通推出了三大类的应用,包括5G+、AI+、数智+。利用联通的5G网络,打通通信机械设备的远程数据采集与控制的通道。通过联通的数智分析能力和机器视觉能力,实现AI+物和AI+人。在厂区管理和运营层面积累了数智能力,包括产品的全生命周期追溯、安全管控及调度指挥、设备全生命周期管理与能碳管控平台。

5G工厂的未来

5G工厂的发展到目前为止已经取得良好的开局,这离不开政产学研用各方的鼎力支持和积极行动,工业和信息化部信息通信管理局一级巡视员王鹏指出,近年来,全产业认真贯彻习近平总书记重要指示精神,全面落实党中央国务院决策部署,深入实施工业互联网创新发展战略,加快推进“5G+工业互联网”融合发展,培育5G工厂,支撑实体经济数字化转型的重要作用日益凸显。

下一步,工业和信息化部将继续加强“5G+工业互联网”产业政策引导,夯实融合发展底座,拓展行业规模应用,健全产业发展生态,并以本次论坛为契机,推动5G工厂建设量质齐升,擦亮“5G+工业互联网”和5G工厂等中国品牌,促进数字技术与实体经济深度融合,为推进新型工业化作出新的更大贡献。

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