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5G时代,看“钢铁侠”如何“智变”

上海电信打造5.5G高可靠专网助力宝钢绿色升级

  

编者按5G绽放
  近日,第六届“绽放杯”5G应用征集大赛全国赛圆满落幕。上海电信在此次比赛中获得优异成绩,在获奖数量和质量上都取得重大突破,共获两项全国赛一等奖,两项全国赛三等奖以及一项全国赛优胜奖,展现出上海电信在推进“5G+工业互联网”深度融合发展和“5G+智慧城市”建设方面所取得的最新成绩,激发数字经济新活力。
  本期,我们介绍上海电信获得全国赛一等奖参赛项目《5.5G高可靠专网助力宝钢引领绿色钢铁“智”造》,讲述5G如何助力“钢铁巨人”推动数字化转型,从制造迈向智造。IT时报记者钱立富
  钢铁制造是5G应用之花最先“绽放”的场景之一。
  早在我国5G商用元年,2019年,上海电信就牵手宝钢实施了“5G+ AGV重载车”项目,利用全天候无人驾驶特种运输车辆将仓库内卷材运送至码头,提升作业效率,降低作业风险和成本。
  如今,5G正在向钢铁制造的核心环节稳步拓展。携手宝钢,上海电信打造了5.5G云化PLC、5G+AI废钢定级、PIoT物料盘点、5G钢表面质检等创新应用场景以及探索RedCap等新技术的应用,进一步为钢铁行业变革升级赋能、赋智。
助力打造云化PLC解决方案
  在全球上市钢铁企业中粗钢产量排名第二、汽车板产量排名第一、硅钢产量排名第一,是全球碳钢品种最为齐全的钢铁企业之一,称宝钢为世界级钢铁巨人,一点也不过分。
  但巨人在推进产业转型升级的过程中也会遇到“烦恼”。PLC(可编程逻辑控制器)是工业控制中最为重要的设备,在宝钢,所使用的PLC种类和数量极为繁多。
  一直以来,外资品牌在PLC市场占据优势地位,尤其是在高端PLC市场,外资品牌处于垄断地位。为了实现高端PLC自主可控,保障业务生产的连续性,宝钢在积极研发高端PLC技术,探索云化PLC的解决方案。
  但云化PLC需要解决两个难点问题,一是需要提供工业级稳定运行的环境,二是由于软硬件解耦后,软件集中部署,PLC控制器及分布式IO之间无法通过有线连接,需要有超低时延、超高可靠性的无线连接方式。前一个问题可以通过部署MEC来解决,后一个问题相对棘手。
  “最终我们采用5.5G两大革命性技术助力云化PLC实现,提供超低时延超高可靠连接”,上海电信工业和服务业大客户部解决方案经理宋恒国介绍。
  第一项革命性技术是超级时频折叠技术,融合TDD大带宽和FDD低时延优势,通过时频资源的折叠实现空口重构,时延降低60%以上,通过10万次时延测试来看,该技术可将时延降低至4ms,可靠性提高至5个9。第二项革命性技术为核心网原生5G LAN加双发选收技术,通过核心网原生5G LAN技术,彻底省去AR路由器,极简网络架构。
“5G+AI”进行废钢定级、钢表面质检
  废钢是钢铁生产的主要原料之一,也是目前唯一可以逐步代替铁矿石的优质炼铁原料。相关数据显示,相比使用铁矿石,用废钢生产1吨钢,可以减少1.6吨碳排放、减少350公斤标煤消耗、降低固体废弃物排放4.3吨。因此,对废钢进行科学化定级、精确核算成本相当重要,有助于提升钢铁行业低碳环保水平。
  但一直以来,钢铁企业主要依靠人工方式对废钢进行检测和定级,存在不小的弊端。一方面,现场环境较为恶劣,作业人员要频繁上下车对废钢进行近距离观察和检测,劳动强度大,作业风险高。另一方面,因为是人工作业,只能依赖经验,主观因素影响较大,定级结果不一定准确。
  在这种情况下,上海电信将5G和AI进行结合,基于机器视觉实现废钢自动判级,实时捕捉废钢料格的图像,有效识别废钢料型及混料、含杂情况,并进行评估和判定,大幅提高废钢质检的作业效率和准确性。而废钢质检人员不需要像过去那样在现场爬上爬下,只需要坐在中控室里盯着屏幕就行。5G+AI的结合,让废钢质检作业从此逐步告别“凭经验、靠肉眼、做抽检、难定量”的局面。
  在宝钢,除了废钢定级,钢表面质检同样利用了“5G+AI”技术,尤其是利用了5G大上行特性。
  传统钢表面质检依靠人工的方式,存在工作环境恶劣、检测效率低、分类标准不统一等痛点。上海电信基于5G 3CC+D-MIMO技术,用机器替代人眼,大大提高钢材的缺陷检测精准度和分类的准确率。这大幅缩减了布线周期,从原先2周缩短至1天,也大幅降低了运维人员数量,从50人减少至10人。
无源物联、RedCap赋能赋智
  当前,5G正在向5G-Advanced演进和增强,进一步提升5G能力去支持大带宽、高可靠、低时延、广覆盖、大连接、低成本的网络需求。在上海电信支持下,无源物联、RedCap等多项5.5G技术在宝钢已经或即将上场,助推“钢铁侠”加快数字化转型步伐。
  宝钢园区的面积约20.5平方公里,相当于近3000个标准足球场的面积。在这广袤的园区内,室内外都存放着种类和数量都极为繁多的物料,比如钢材、管材、设备元器件等,存在来料齐套率统计、仓库货量统计、室外物料追踪防盗等各种需求。面对这样的局面,传统室内定位方式有些“力不从心”。
  面对这样的情形,上海电信应用5.5G中一项“特殊本领”——无源物联(Passive IoT)技术。相比传统RFID方式,无源物联在识别率、覆盖能力、接入效率等方面都有明显提升。比如在覆盖距离上,传统RFID方式10-20米的覆盖距离,无源物联方式的覆盖距离大了很多,在直视距场景下能覆盖300米左右,在非直视距场景下能覆盖150米左右。
  作为5.5G的另一项技术特性,RedCap自问世后一直受到业界高度关注,它通过降低5G的能力和成本,来满足中等速率物联网场景的需求,进一步拓展5G发展空间。而在最近,工信部印发《关于推进5G轻量化(RedCap)技术演进和应用创新发展的通知》(简称《通知》),以期推动我国5G RedCap产业综合能力显著提升。
  “我们正在推动RedCap在宝钢的应用,后续会将宝钢内的5G基站开通RedCap功能,发挥RedCap低成本等特性,满足摄像监控等方面的需求。”宋恒国表示。