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钢铁行业实现了正在向集约化、数字化迈进

2021-02-05 17:30:52 来源 : 通信产业网

一、 钢铁行业数字化机会

中国已经建立了比较完整的钢铁工业体系,是全球最大钢铁生产和消费国。据世界钢铁协会最新统计,2019 年中国粗钢产量9.963 亿吨,占全球粗钢产量的53.3%,而且份额逐年增加。中国钢铁工业协会会员企业实现销售收入4.27 万亿,占工业企业总营收的4%。钢铁行业实现了规模化、批量化生产,正在向集约化、数字化迈进。

《钢铁工业调整升级规划(2016-2020年)》显示,钢铁行业要将创新驱动、智能制造和服务型制造三者有机结合起来,推进钢铁工业有效供给水。钢铁行业从“制造”向“智造”转型离不开工业互联网、5G、大数据、云计算、人工智能的技术和台支撑,以此实现基础设备的全连接、作业过程的自动控制、生产管理的信息共享、产供销的协同联动、市场投放的动态调节。通过构建数字化应用解决方案,向智能装备、自动化车间、智能系统的智慧钢厂转型。预计 2020 年中国工业互联网产业经济总体规模约为3.1 万亿元,同比实际增长约为 47.9%,钢铁行业2020 年工业互联网产业市场规模约为1240 亿。

二、 华菱湘钢项目实践

湖南华菱湘潭钢铁有限公司始建于1958年,是中国南方千万吨级精品钢材生产基地,具备年产钢1600万吨生产规模,拥有钢铁全流程先进技术装备和生产工艺。湘钢经过“十三五”升级改造,主要生产线均已基本实现PLC-MES-ERP三级工业自动化体系。但如果要进一步推进智慧钢厂的升级建设,受制于生产厂区范围大、生产环境苛刻(高温、振动)、现场施工难(钢框架结构、设备体积大移动强、空间裕量小)等因素,传统园区网络的带宽和实时无法满足业务要求,成为技术改造的瓶颈。

自2019年起,湘钢与湖南移动开展5G联合创新,共同探索5G在钢铁行业数字化中应用的可能

湖南移动利用5G网络广覆盖、大带宽、低延时、高可靠的特,克服了环境苛刻、施工困难等问题,迅速完成湘钢重点区域的覆盖,顺利实现园区组网。在5G网络基础上,结合MEC边缘计算、移动云等业务台,打造了“5G+云+应用+生态”的端到端解决方案。湘钢园区5G专网共部署5G宏站、室分200个、MEC 2套(主/备),引入了ModelArts、IEF、IoT等移动云高阶服务,采用了网络切片、I帧碰撞优化算法、PUSCH波束增强算法、时延参数优化等关键特,不断提升网络带宽和可靠,满足湘钢核心生产流程的业务场景需求。

目前湘钢已经实现了无人天车、远控天车、AR远程辅助装配,AI自动转钢、设备在线监控、设备预测维护等多个“明星”智慧钢铁场景,不仅显著提升了企业的数字化、智能化水,还降低了工人的劳动强度,改善了工作环境。

三、 构筑台沉淀能力

湘钢项目的成功实践形成了一系列优秀成果:钢铁行业5G专网方案、智慧视频组网方案、数采物联网组网方案、工业互联网台(云台)方案、天车生态伙伴、AI算法生态伙伴、AR台生态伙伴、物联网生态伙伴等等。如何将项目孵化的架构、方案、流程、能力固化下来,形成标准化的、可直接销售、直接复制的产品,后续用于其他钢铁行业项目是个重要的课题。

面对从项目经验到标准化商品的难题,湖南移动对湘钢项目进行了详尽的总结和剖析,形成了面向钢铁企业的行业解决方案,在此基础上又联合中国移动云能力中心打造了端到端5GtoB台解决方案,将经验和能力沉淀在台上,通过台实现行业解决方案的标准化和快速复制。

5GtoB台总体思想是在技术层面把省内网络资源能力开放,把网络资源与公有云丰富的高阶服务、生态伙伴融合,打造5G+云+应用的端到端业务体验;在商业层面把本省优秀实践沉淀到省电商台和集团移动云市场,形成标准化行业解决方案和产品,拓宽渠道和入口。

5GtoB台包括5G专网、NSMF+台、CSMF+台、省电商台、移动云(NaaS+高阶服务)、云边协同(IEF+MEC)、移动云行业市场等关键组件,实现钢铁企业对关键业务场景的一站式订购和快速业务开通。

(1)5G专网:部署在钢铁企业现场、承载企业业务的5G网络,包括宏站、室分、传输配套和核心网MEC等组件。

(2)NSMF+:部署在湖南移动,从“以网络为中心的运维”向“以企业为中心的运营”演进的关键要素,基于钢铁行业网络需求,实现业务快速开通和SLA监控保障。NSMF+将行业需求转化为产品模型,基于统一的数据架构,实现模型驱动业务。在湖南移动NSMF+台中,基于湘钢项目经验沉淀出钢铁行业5G网络能力资产,实现PLC远控、视频监控等差异化业务场景切片,并实现切片的跨域、跨厂家一站式敏捷开通、SLA监控和保障。

(3)CSMF+:部署在湖南移动,可以满足垂直行业差异化网络需求及个化自服务能力,支撑5G网络快速商业变现。台支持行业客户订购网络切片业务商品,并对订单进行管理;同时可以从网络切片管理台提取已订购网络切片监控数据,满足行业客户对网络切片业务的体验管理需求。当前移动集团正在构筑全国统一的产商品订购台,未来将形成集团-省内两级台架构,实现全国范围内5G专网的订购和自动化开通。

(4)省电商台:部署在湖南移动的5G行业商城,支撑运营商从“线下运营”向“线上运营”转型。通过开放互联网门户,企业客户可以基于5G行业商城实现自助服务,支持在线订购、开通、续订等功能,并支持在线查看所订购的5G网络服务状态。省内电商台上架了5G钢铁行业解决方案以及本省生态伙伴,形成省内5G行业专网的业务闭环。

(5)移动云:中国移动云能力中心管辖的移动云可以提供5GNaaS(Network as a Service),以及ModelArts(AI PaaS台)、DAYU(数据治理PaaS台)、IoT(物联网PaaS台)、IEF(云边协同服务)等高阶服务。5GNaaS支持在移动云控制台上开通企业客户的5G专网;高阶服务可以提供功能丰富、实时更新的PaaS能力,支撑钢铁行业关键应用运行和应用开发。在湘钢项目中,AI自动转钢场景、AI钢表面检测场景所的使用的算法就是在移动云ModelArts云服务中训练生成的。

(6)云边协同:由移动云IEF服务和部署在钢铁企业本地的MEC共同构成,可以实现移动云与驻地资源池、MEC的联动。云边协同方案可以将容器化应用从移动云推送到企业驻地MEC,如AI推理算法、容器化企业应用等等,实现云上开发与本地部署无缝衔接、流程闭环。在生产阶段,钢铁企业的生产数据通过5G无线网络传输到驻地MEC,并被部署在MEC的应用实时处理,实现数据不出园区的安全和低时延。云边协同方案可以充分利用移动云上的服务和工具,与本地部署的5G网络和MEC算力相结合,实现开发、部署的高效和生产数据的安全优势叠加。

(7)移动云行业市场:是移动云解决方案专区的一个版块,它将已经孵化好的应用场景上架。目前在移动云已经建立了“5G解决方案专区”,将AI自动转钢、AI钢表面检测和AR远程协助装配等场景上架。钢铁企业客户可以一站式订购场景中的云、网和应用等多种资源。每个业务场景中的生态伙伴也引入到了移动云云市场,为集成和业务自助开通奠定基础。

四、 持续拓展行业边界

通过5GtoB台的构建,湖南移动将充分利用5G、AI、大数据、物联网等ICT行业的最新成果,为湖南甚至全国范围内的钢铁企业提供标准化的成熟的行业应用示范,进行全流程、全业务的数字化融合,打造钢铁行业的智能工业互联网台。

除了钢铁行业,湖南移动计划将“从创新到台化”的行业产品孵化方法论在其他行业进一步实践,不断拓展5G行业应用边界,不断丰富5GtoB台的能力积累,助力行业客户在数字化、智能化转型中成为行业的领跑者,助力千行百业的数字化旅程。(张天祥)

关键词:钢铁行业 数字化
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