近日，世界移動通信大會（MWC上海）揭曉了2024亞洲移動大獎，上海寶鋼聯(lián)合上海電信、華為打造的“5G確定性網(wǎng)絡(luò)在智能制造中的應(yīng)用”項目榮獲2024年亞洲5G行業(yè)創(chuàng)新獎。該項目利用華為風(fēng)箏L+OT-UPF工控方案探索了 “5G確定性網(wǎng)絡(luò)”在鋼鐵行業(yè)智慧專網(wǎng)中的應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)出新型控制架構(gòu)技術(shù)，以便捷實現(xiàn)鋼鐵制造中多工序協(xié)同動態(tài)過程的控制。
“從0到1”構(gòu)建可靠的工控系統(tǒng)
鋼鐵行業(yè)是應(yīng)用場景最復(fù)雜、要求最嚴苛的行業(yè)之一。當(dāng)前5G在鋼鐵行業(yè)尚處于初級應(yīng)用階段，主要體現(xiàn)在園區(qū)管理、物流跟蹤、智慧料場、無人天車、無人巡檢等場景。5G真正深入鋼鐵生產(chǎn)流程，需要解決的不僅是設(shè)備組網(wǎng)、設(shè)備遠程控制等問題，更需要構(gòu)建可靠、高效的工控系統(tǒng)。
為了滿足鋼廠高可靠、高安全的生產(chǎn)要求，上海電信為寶鋼廠區(qū)部署了專用5G基站，為了減少大網(wǎng)升級等操作對生產(chǎn)的影響，將5GC下沉到園區(qū)機房，“通過5G確定性網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了寶鋼工業(yè)控制系統(tǒng)從‘0’到‘1’的開拓性實踐，該技術(shù)成果整體技術(shù)達到了國際先進水平，其中，5G在軋鋼控制中的應(yīng)用處于國際領(lǐng)先水平，標志著寶鋼智能控制技術(shù)發(fā)展進入了一個新階段。”上海電信工業(yè)和服務(wù)業(yè)大客戶部總經(jīng)理湯凱鋒表示。
“一網(wǎng)多用”承載技術(shù)創(chuàng)新
鋼板生產(chǎn)過程中，參數(shù)需要達到了最精準的平衡點，才能保障其均勻的厚度；一個張力控制不好，鋼帶就產(chǎn)生褶皺。精細而高質(zhì)量的鋼材生產(chǎn)離不開穩(wěn)定的時延及控制周期。5G可以縮短生產(chǎn)線建設(shè)或改造的工程周期，在低時延、高可靠生產(chǎn)方面具有天然優(yōu)勢，也能夠?qū)崿F(xiàn)“一網(wǎng)多用”，承載生產(chǎn)線攝像頭、聲音、震動傳感器等多路生產(chǎn)信號。
為滿足工控場景低時延要求，寶鋼在電氣室內(nèi)部署專用的5G OT-UPF，并啟動分類分級保障功能滿足一網(wǎng)多用場景下工控業(yè)務(wù)不受干擾，OT- UPF與新型控制架構(gòu)服務(wù)器連接起來，構(gòu)成一套完整、安全的5G專用網(wǎng)絡(luò)，所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)都會留在5G專網(wǎng)之內(nèi)。
“雙層架構(gòu)”助力精益生產(chǎn)
上海寶鋼聯(lián)合合作伙伴通過5G將原先工廠常見的串行控制結(jié)構(gòu)，即從現(xiàn)場設(shè)備到PLC、SCADA，再到MES、ERP等控制結(jié)構(gòu)改變成成云和端的兩層結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)改變后，端側(cè)為現(xiàn)場設(shè)備，云側(cè)將PLC、SCADA、MES、ERP集中地進行云化部署，它們中間通過5G確定性專網(wǎng)實現(xiàn)可靠連接。
控制結(jié)構(gòu)的改變具有顯著優(yōu)勢。其一，將原先一個個封閉的、壟斷的環(huán)節(jié)進行融合，使得數(shù)據(jù)交互和控制更為安全、自主、可控；其二，在生產(chǎn)過程中難免會有工藝的誤差，因為原來是分布式的結(jié)構(gòu)，各環(huán)節(jié)之間的誤差情況無法實時感知。數(shù)據(jù)虛擬化集中在云側(cè)后，其交互更為便捷和迅速，即使出現(xiàn)誤差也可以通過算法及時校正，使得精度控制更為準確。
對于今后的發(fā)展，寶鋼股份設(shè)備部通信技術(shù)負責(zé)人表示，2024年，寶鋼寶山基地將完成全量下沉5G核心網(wǎng)，以及無線數(shù)據(jù)采集平臺的建設(shè)，為5G工業(yè)應(yīng)用奠定數(shù)據(jù)傳輸基座。此外，隨著 5G-A技術(shù)的正式商用，寶鋼也將進一步探索更高帶寬、更低時延的數(shù)據(jù)傳輸在工業(yè)控制領(lǐng)域的實際應(yīng)用。 
