經(jīng)過多年的改革開放和自主創(chuàng)新，我國鋼鐵行業(yè)的信息化、自動化水平已經(jīng)躋身國際前列，成為離智能化最近的行業(yè)之一，而在國家明確新基建范圍后，如何通過包括5G技術(shù)在內(nèi)的新技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)，成為許多鋼鐵企業(yè)思考的問題。

7月28日，華為在2020共贏未來全球線上峰會（BWS Better World Summit 2020）上正式發(fā)布《5G智慧鋼鐵白皮書》（以下簡稱“《白皮書》”）。華為常務董事、運營商BG總裁丁耘認為，統(tǒng)一的行業(yè)標準是5G ToB行業(yè)規(guī)模發(fā)展的基礎，增強通信技術(shù)與行業(yè)數(shù)字化的結(jié)合。

據(jù)了解，此次發(fā)布的《白皮書》共分七大部分，聚焦鋼鐵行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與我國5G融合應用發(fā)展態(tài)勢，研究提出未來鋼鐵信息化的框架設想，并對5G+智慧鋼鐵十大應用場景（5G+AI鋼材表面缺陷檢測、5G設備點檢與監(jiān)測、5G無人天車、5G高精度定位、5G高清視頻監(jiān)控、5G+AI智能配煤、5G無人庫房、5G智慧照明、5G融合通信、5G+AR遠程裝配）進行深度分析，重磅推出5G智慧鋼鐵四大解決方案與5G智慧鋼鐵的三大采購場景，以及一大批鋼鐵行業(yè)實際應用案例，向我們展示出了5G技術(shù)推動工業(yè)發(fā)展的強大能力和行業(yè)協(xié)同交叉促進鋼鐵工業(yè)智能化發(fā)展的美好前景。

“5G作為‘新基建七大領域之首，是萬物互聯(lián)的新引擎，將為鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能制造提供堅實的基礎，注入強大的發(fā)展動力。”正如王國棟院士在序言中指出，鋼鐵行業(yè)全流程是看不見、摸不到、測不出的“黑箱”，多場、多相共存，多變量、強耦合、大滯后、非線性的特征決定鋼鐵生產(chǎn)過程本身和鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量的突出特征是極強的不確定性，因此，鋼鐵行業(yè)也是對智能化需求最迫切的行業(yè)。

兼并重組、持續(xù)經(jīng)營

推動數(shù)字化鋼廠新需求

“十三五”以來，我國主要鋼鐵企業(yè)裝備均達到了國際先進水平，智能制造在鋼鐵生產(chǎn)制造、企業(yè)管理、物流配送、產(chǎn)品銷售等方面應用不斷加強，關鍵制造工藝流程的數(shù)控化率超過65%，企業(yè)資源計劃（ERP）裝備率超過70%，信息化程度得到了跨越式發(fā)展。

據(jù)世界鋼鐵協(xié)會最新統(tǒng)計，2019年全球粗鋼產(chǎn)量達到18.699億噸，同比增長3.4%。其中亞洲粗鋼產(chǎn)量13.416億噸，同比增長5.7%;中國的粗鋼產(chǎn)量為9.963億噸，同比增長8.3%，中國占全球粗鋼產(chǎn)量的份額從2018年的50.9%上升至2019年的53.3%。

從產(chǎn)量份額到裝備水平，中國當之無愧成為全球鋼鐵大國，然而距離成為鋼鐵強國，中國還有很長一段距離。

一是發(fā)展不均衡。目前我國鋼鐵工業(yè)機械化、電氣化、自動化、信息化并存，不同企業(yè)發(fā)展差異大，寶鋼等先進企業(yè)已達工業(yè)3.0階段，并向工業(yè)4.0探索邁進，但還有大批鋼企仍然處于工業(yè)2.0階段。同時鋼企內(nèi)部不同產(chǎn)線間的先進性也差異巨大，個別分廠或產(chǎn)線實現(xiàn)了遠程化無人化作業(yè)，而絕大部分仍然大量依靠人力。

二是行業(yè)基礎薄弱。智能制造整體處于起步階段，智能制造的標準、軟件、信息安全基礎薄弱，缺少行業(yè)標準，共性關鍵技術(shù)亟待突破。

三是投資回報率難以量化，智能化尚未成為主要生產(chǎn)模式。隨著人工成本的不斷加大，企業(yè)員工對作業(yè)環(huán)境和勞動舒適感尊崇感訴求的不斷提升，遠程化自動化生產(chǎn)的需求和趨勢愈加明顯和迫切。

四是核心知識產(chǎn)權(quán)掌控不足，原始創(chuàng)新應用比例不高。在研發(fā)方面尚未形成以產(chǎn)學研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系，原始創(chuàng)新研發(fā)積極性不高，政策扶持力度有待加強。

我國鋼鐵行業(yè)是一個典型的產(chǎn)能集中度低，但區(qū)域集中度高的產(chǎn)業(yè)。對此，2016年國務院發(fā)布《關于推進鋼鐵產(chǎn)業(yè)兼并重組處置僵尸企業(yè)的指導意見》明確指出，到2025年，中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)前十大企業(yè)產(chǎn)能集中度將達60%-70%，兼并重組是今后鋼鐵行業(yè)持續(xù)發(fā)展、持續(xù)經(jīng)營的必經(jīng)之路。

同時，《鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級規(guī)劃（2016—2020年）》提出，要將創(chuàng)新驅(qū)動、智能制造和服務型制造三者有機結(jié)合起來，推進鋼鐵工業(yè)有效供給水平的提高。

對此，《白皮書》指出，產(chǎn)業(yè)重組、淘汰落后產(chǎn)能，將帶來數(shù)字化新型鋼廠需求;而節(jié)能減排、綠色發(fā)展將為產(chǎn)線帶來智慧升級改造需求;并且，隨著智能制造與柔性制造概念的不斷深入，將帶來企業(yè)對5G+云+AI精細化運營的管理需求。

四要素打破“黑箱”痛點

5G作為“新基建”七大領域之首，是萬物互聯(lián)的新引擎，發(fā)揮5G技術(shù)“增強移動寬帶”“高可靠性低時延連接”“海量物聯(lián)”這三大優(yōu)勢，推動和支撐邊緣計算、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等新一代信息技術(shù)在鋼鐵企業(yè)落地生根，賦能鋼鐵行業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展。

《白皮書》提出，鋼鐵行業(yè)要從“制造”向“智造”轉(zhuǎn)型，連接是基礎、云是重要載體、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺整合數(shù)據(jù)與應用、人工智能賦能未來，并基于此對未來鋼鐵信息化的框架提出設想。

連接是工廠數(shù)字化的前提，也是實現(xiàn)全要素各環(huán)節(jié)深度互聯(lián)的關鍵，在工廠連接由有線為主向無線為主過渡，由多種接入方式整合為以5G+光纖共存的模式為主，共同打造低時延、高可靠性的基礎網(wǎng)絡。

在云計算方面，隨著越來越多企業(yè)采用云計算模式部署信息系統(tǒng)，企業(yè)上云漸成趨勢，推動企業(yè)上云，有助于改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、打造經(jīng)濟發(fā)展新動能，而通過云端賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建基于云架構(gòu)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，中國制造將實現(xiàn)數(shù)字化蛻變。

當前，智能制造已經(jīng)成為制造行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。國內(nèi)出現(xiàn)了不少鋼鐵行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺聚焦設備全生命周期管理、智能化生產(chǎn)、供應鏈協(xié)同及綠色化生產(chǎn)四個應用場景，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，以數(shù)據(jù)為紐帶建立產(chǎn)業(yè)協(xié)同生態(tài)圈，打造最具效益的鋼鐵產(chǎn)業(yè)價值鏈。

而隨著鋼廠數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化水平的提高以及人工智能技術(shù)的進步，人工智能技術(shù)在鋼廠生產(chǎn)中的應用場景逐漸豐富，對實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的高效化、協(xié)同化、智能化運行，提高鋼鐵工業(yè)信息化和智能化制造水平具有重要的現(xiàn)實意義。

在未來鋼鐵信息化框架設想上，《白皮書》將鋼鐵行業(yè)核心業(yè)務分為L1—L5五層并與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)相融合，規(guī)劃一套端到端的安全防護體系，確保從L1層到L5層的整體信息安全。主要模塊包括設備安全、網(wǎng)絡安全、安全控制、數(shù)據(jù)安全、主機安全、平臺安全、應用安全和安全態(tài)勢感知等。

十大場景 四大方案：

打造“管家式”體驗

作為通信技術(shù)國際龍頭企業(yè)和5G技術(shù)發(fā)展的引領者，華為聯(lián)合信息行業(yè)、裝備制造業(yè)專家一起，深入到寶武、河鋼、湘鋼、柳鋼等鋼鐵企業(yè)，與鋼鐵行業(yè)的專家深度融合，協(xié)同創(chuàng)新，通過信息行業(yè)、鋼鐵行業(yè)的交叉合作、產(chǎn)學研用的深度融合，創(chuàng)新性提出十大應用場景、5G智慧鋼鐵四大解決方案旨在加快5G在鋼鐵行業(yè)的應用研究與項目落地。

在十大應用場景上，《白皮書》從價值層面分為三大板塊，即無線替換有線、機器替人、連接未連接，繪制了下一代鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展、柔性制造和智能制造的宏圖，其中5G高清視頻監(jiān)控、5G融合通信、5G+AR遠程裝配為無線替換有線板塊;5G+AI鋼材表面缺陷檢測、5G無人天車、5G+AI智能配煤為機器替人板塊;5G設備點檢與監(jiān)測、5G智慧照明、5G高精度定位、5G無人庫房為連接未連接板塊。

而基于華為對十大應用場景的深度理解，《白皮書》同時發(fā)布5G智慧鋼鐵四大解決方案，從終端、邊緣計算、管道、云四大方面詮釋了華為如何利用5G賦能鋼鐵行業(yè)。

終端是5G能否在鋼鐵行業(yè)落地及規(guī)模復制最關鍵的要素之一，華為2019年10月發(fā)布了業(yè)界首款5G模組MH5000，而2020年預計將有超過330種模組陸續(xù)商用，屆時，以無線路由器、工業(yè)網(wǎng)關、內(nèi)嵌模組終端構(gòu)成的行業(yè)終端產(chǎn)品將滿足鋼鐵行業(yè)應用需求。

在邊緣計算上，鋼鐵行業(yè)的應用場景分為管理控制類、信息交互類和數(shù)據(jù)采集類，各類業(yè)務對5G網(wǎng)絡的性能要求存在差異化，但穩(wěn)定的低時延是各類應用的共同剛需。

而基于MEC邊緣業(yè)務平臺的分流能力可以把業(yè)務導向到本地網(wǎng)絡，或者分流到部署在邊緣業(yè)務平臺上的應用中，保障數(shù)據(jù)不出園區(qū)，保障數(shù)據(jù)安全性，并緩解傳輸帶寬壓力，減少時延，提升用戶感知。

并且，通過MEC使業(yè)務終結(jié)到邊緣，才能保證低時延+精準時延，MEC按需在邊緣部署，實現(xiàn)業(yè)務的本地閉環(huán)低時延，對于E2E的時延，可以從終端處理時延、空口時延、網(wǎng)絡處理時延和應用處理時延進行分解，MEC和應用的共部署可以減低本地數(shù)據(jù)分流后的處理時延。

《白皮書》指出，在MEC平臺選擇上，要求MEC圍繞“聯(lián)接+計算+生態(tài)”以及極簡運維打造“3+1”一體化邊緣開放式平臺，持續(xù)打造面向鋼鐵行業(yè)的邊緣差異化競爭力。

在管道方面，從覆蓋范圍來看，一個典型的鋼鐵園區(qū)包括辦公樓宇、生產(chǎn)車間以及園區(qū)廣覆蓋三大場景。

《白皮書》指出，在辦公區(qū)域，部署5G室分替代現(xiàn)有的有線和WiFi網(wǎng)絡，滿足日常辦公需求。在生產(chǎn)車間，部署5G BookRRU和EM桿站（部分場景也可以用室分覆蓋），滿足鋼鐵生產(chǎn)對上行帶寬和確定性時延需求。在園區(qū)的廣覆蓋區(qū)域，可以通過宏站+桿站優(yōu)化的方式實現(xiàn)對園區(qū)的整體覆蓋。

而面對各行各業(yè)不同的網(wǎng)絡SLA需求（如帶寬、時延、安全等），傳統(tǒng)的煙囪式網(wǎng)絡部署方案無法高效經(jīng)濟地滿足垂直行業(yè)需求。5G創(chuàng)新性的提出切片方案即通過一張物理網(wǎng)絡，實現(xiàn)多張?zhí)摂M邏輯網(wǎng)絡的功能，滿足企業(yè)差異化的服務訴求。

云作為工業(yè)數(shù)字底座承載，使能上層工業(yè)應用，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案的核心和基礎。

5G智慧鋼鐵解決方案提供平臺+智能+敏捷的通用引擎。主要包括通用IaaS、工業(yè)PaaS（AI中臺、數(shù)據(jù)中臺、技術(shù)中臺）、集成平臺、邊云協(xié)同等。整個數(shù)字底座要提供芯片級的自主可控方案，保障業(yè)務的連續(xù)性，包括計算、存儲、網(wǎng)絡、AI、中間件、應用等。

擁抱鋼鐵數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮

在工業(yè)4.0和智能制造的大潮洶涌奔流之際，5G既要與作為垂直行業(yè)的鋼鐵行業(yè)密切結(jié)合，重塑標準、場景和目標，鋼鐵行業(yè)也要勇于創(chuàng)新，讓5G技術(shù)融入自身、賦能自身。

據(jù)了解，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)給以ISA-95為代表的傳統(tǒng)制造體系帶來了數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化賦能與升級。中國信息通信研究院數(shù)據(jù)顯示，2020年，中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟總體規(guī)模約為3.1萬億元，據(jù)2019年，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入105.78萬億元，其中中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會會員鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)銷售收入4.27萬億元，占工業(yè)企業(yè)總營收的4%，可以推算出，鋼鐵行業(yè)2020年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模或?qū)⑦_1240億元。

因此，《白皮書》也將大量篇幅放在了與合作伙伴的合作實踐上，其中以寶武、河鋼、湘鋼、柳鋼、首鋼的案例最為代表。

以寶武案例為例，通過以智能工廠為載體，以關鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎，以網(wǎng)絡互聯(lián)為支撐，華為攜手寶武和中國聯(lián)通，進行了遠程一鍵煉鋼、AR設備檢修的5G應用;而寶武與中國電信進行的無人駕駛重載AGV運輸車的5G應用示范，通過5G網(wǎng)絡+重載AGV運輸車實現(xiàn)24小時全自動作業(yè)，極大提升生產(chǎn)效率、降低人力成本和安全風險。

這兩起在中國寶武寶山基地打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G應用試點示范，進而帶動整個行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級與高質(zhì)量發(fā)展。

而早在2018年12月，與華為就共建“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”深入合作共識的河鋼集團的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也可圈可點。2019年7月18日，河鋼、中國移動、華為聯(lián)合簽署“5G+智能制造”戰(zhàn)略合作協(xié)議，融合新一代信息技術(shù)，支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設。在同年12月25日，河鋼集團、華為、東北大學三方在深圳舉行聯(lián)合組建“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能鋼鐵智能制造聯(lián)合創(chuàng)新中心”簽約掛牌儀式，引領鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的頂層設計和標準制定。

利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來快速部署的案例范本則是湘鋼，湘鋼通信傳輸主要依賴光纖、WiFi和微波，有線傳輸在廠區(qū)部署會大大妨礙設備的移動，同時增加部署的難度和成本，華菱湘鋼與中國移動、華為、天橋嘉成、亮風臺通過建設5G行業(yè)專網(wǎng)的方式，實現(xiàn)湘鋼數(shù)據(jù)不出廠、流量本地卸載、本地業(yè)務優(yōu)先處理的5G行業(yè)應用新模式，并實現(xiàn)5G自動化天車、加渣機器人、高密集視頻監(jiān)控、AR遠程裝配、AI鋼板質(zhì)檢等多個5G智慧鋼鐵應用。

在柳鋼，傳統(tǒng)表面缺陷檢測方式準確率低，目前業(yè)界主流的表面缺陷檢測法主要為光學檢測，精度、準確率與效率均存在瓶頸，難以達到業(yè)務的要求，柳鋼集團與中國電信、華為結(jié)合5G+AI與端云協(xié)同能力，設計了5G端云協(xié)同的鋼板表面質(zhì)量智能視覺檢測系統(tǒng)，確保高精鋼板帶的質(zhì)量檢測能力。

并且，在2020年5月，廣西鋼鐵集團有限公司與中國移動廣西公司防城港分公司簽訂《“5G智慧鋼鐵”戰(zhàn)略合作協(xié)議》，這也是廣西鋼鐵集團有限公司、中國移動廣西公司、華為技術(shù)有限公司共同探索5G、云計算、人工智能等技術(shù)與工業(yè)領域的深度融合，是建設移動5G智能網(wǎng)絡工程、5G遠程裝載機、5G高清視頻回傳的具體應用。

而在今年上半年，首鋼京唐在冷軋酸洗產(chǎn)線智能庫區(qū)試點5G+安全生產(chǎn)監(jiān)控、5G+無人天車應用，在中厚板廠驗證5G+AI鋼板表面質(zhì)檢，在鍍鋅庫開展5G+智慧工廠項目，以及在整個園區(qū)內(nèi)規(guī)劃5G+智慧安防。未來，首鋼京唐也將圍繞智慧園區(qū)、無人料場、智慧倉儲、無人駕駛等智能化無人化項目，逐步打造一張連續(xù)深度覆蓋的5G智能網(wǎng)絡。

像這樣鮮活的案例比比皆是，華為通過與合作伙伴的不斷團結(jié)協(xié)作，使得5G賦能鋼鐵智能制造、轉(zhuǎn)型發(fā)展，也已經(jīng)初戰(zhàn)告捷、成果豐碩。

毋庸置疑，5G作為數(shù)字經(jīng)濟的驅(qū)動力正融入到千行百業(yè)，是對行業(yè)應用的賦能，更是對數(shù)據(jù)的技術(shù)價值和經(jīng)濟價值的深度挖掘。而由華為聯(lián)合三大運營商、眾多鋼企、產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴發(fā)行的《5G智慧鋼鐵白皮書》的出版，也是華為在2020共贏未來全球線上峰會上，對“釋放網(wǎng)絡潛能，激發(fā)商業(yè)增長”愿景的最好實踐。