在我國鋼鐵行業(yè)轉型中，鋼廠建設一張覆蓋廣、性能高、低碳的數(shù)字網(wǎng)絡，無疑是實現(xiàn)企業(yè)數(shù)智化的關鍵。
不久前，昆鋼鋼鐵控股有限公司（簡稱昆鋼）在安寧工業(yè)園區(qū)草鋪新區(qū)，打造了一張覆蓋整個廠區(qū)，且可承載視頻檢測、傳感等業(yè)務的F5G全光工業(yè)網(wǎng)（光纖到機器）。
據(jù)悉，該F5G網(wǎng)絡方案提供多個獨特價值，支撐昆鋼視頻檢測系統(tǒng)，如爐口火焰觀測，未來還可以支撐生產(chǎn)制造以及辦公等業(yè)務開展，創(chuàng)造出更多經(jīng)濟價值。
我們疑惑，昆鋼草鋪新區(qū)在網(wǎng)絡建設之初，面臨怎樣的挑戰(zhàn)？如何在短短時間，建成一張高性能的F5G網(wǎng)絡？該F5G網(wǎng)絡到底為昆鋼帶來怎樣的價值？
邁入工業(yè)4.0，工廠網(wǎng)絡建設面臨挑戰(zhàn)
1939年成立的昆鋼，經(jīng)過多年發(fā)展已成為全流程、產(chǎn)業(yè)鏈齊全的鋼鐵企業(yè)，是中國企業(yè)500強之一。近年來，昆鋼貫徹綠色發(fā)展理念，以"行業(yè)領先的智能化數(shù)字工廠"為目標，推動新型鋼鐵生產(chǎn)基地建設。
2019年，昆鋼開始進行安寧工業(yè)園區(qū)草鋪新區(qū)二期項目建設，建設面積約4952.3畝，本期廠區(qū)規(guī)劃8條生產(chǎn)線。隨著項目建設推進，昆鋼發(fā)現(xiàn)需要建設一張可承載煉鋼廠車間工業(yè)視頻、室外視頻檢測等業(yè)務的數(shù)字網(wǎng)絡。
對此網(wǎng)絡，昆鋼梳理了需求：一是網(wǎng)絡設備靈活部署，盡可能減少設備部署空間、支持長期演進；二是網(wǎng)絡架構簡單，要求綠色、低碳、節(jié)能；三是適應復雜的車間環(huán)境、達到工業(yè)級設備要求；四是網(wǎng)絡技術超前、符合工業(yè)信息化發(fā)展政策；五是提供高帶寬、低時延的數(shù)據(jù)通道。
可見，昆鋼對這張網(wǎng)絡要求極高。回顧可知，過去許多企業(yè)采用傳統(tǒng)以太網(wǎng)建設工廠園區(qū)網(wǎng)絡。但設計人員發(fā)現(xiàn)，當前用傳統(tǒng)以太網(wǎng)建網(wǎng)方式在昆鋼部署網(wǎng)絡，面臨挑戰(zhàn)。
首先，網(wǎng)絡設備不靈活。傳統(tǒng)網(wǎng)絡擴容、調整復雜耗時，無法滿足柔性制造需求。同時，傳統(tǒng)網(wǎng)絡往往掛接在機器手臂上，不僅容易發(fā)生故障，且在維修時，面臨網(wǎng)絡故障難定位的困境。園區(qū)交換機往往采用串行組網(wǎng)方式，如果中間交換機環(huán)網(wǎng)，往往影響后面交換機工作。
其次，網(wǎng)絡部署復雜，且可靠性差。智能制造需要借助AI等技術，對廠區(qū)生產(chǎn)進行分析、判斷、決策等操作，對網(wǎng)絡可靠性要求嚴苛。傳統(tǒng)布網(wǎng)方式，由于車間設備數(shù)量多、種類雜、移動性高，導致網(wǎng)絡布線復雜，容易造成安全隱患；生產(chǎn)線車間，更需要在機柜安裝匯聚交換機，不僅面臨取電難題，且對車間換機要求高；網(wǎng)線由于是采用傳統(tǒng)銅線，會受到100m傳輸距離限制，需要經(jīng)常調整設備和新布放線纜。
最后，網(wǎng)絡演進復雜。傳統(tǒng)網(wǎng)絡在網(wǎng)線升級時，對走線槽空間要求高，且升級成本高；網(wǎng)線生命周期短，帶寬升級時，需要更換介質，更換周期長；網(wǎng)絡升級時，往往需要更換整框有源設備。以傳統(tǒng)銅線為例，不僅面臨帶寬瓶頸，導致不能適應未來業(yè)務增長帶來的帶寬增長，還需要經(jīng)常更換老舊網(wǎng)線。
此外，如今綠色節(jié)能成為趨勢，傳統(tǒng)網(wǎng)絡部署方案，無法滿足工廠節(jié)能減排需求。
昆鋼選擇F5G技術，打造高性能園區(qū)視頻網(wǎng)絡
對于上述挑戰(zhàn)，昆鋼該怎么辦？我們看到，昆鋼草鋪新區(qū)二期項目將園區(qū)視頻檢測業(yè)務的承載網(wǎng)絡，確定為F5G方案。
你可能要問，相比傳統(tǒng)以太網(wǎng)，F(xiàn)5G有什么優(yōu)勢？
據(jù)悉，F(xiàn)5G基于光纖介質，具有無源特性，網(wǎng)絡層次簡單，使用戶能節(jié)省更多的網(wǎng)絡建設成本；與銅纜網(wǎng)相比，可減少維護運行費用，并徹底避免了電磁干擾；在相同業(yè)務量下，F(xiàn)5G設備體積更小，占用中心局的空間更少,且具備節(jié)能優(yōu)勢。
那么，昆鋼草鋪新區(qū)二期項目是如何構建這張高性能F5G網(wǎng)絡？我們看到，昆鋼選擇與華為合作。因為華為在F5G網(wǎng)絡建設方面擁有豐富經(jīng)驗。
在具體落地中，華為充分發(fā)揮F5G全光網(wǎng)絡優(yōu)勢，將一張無源光網(wǎng)絡部署到廠區(qū)、園區(qū)，為昆鋼草鋪新區(qū)8條生產(chǎn)線，提供業(yè)務實時監(jiān)測，助力昆鋼草鋪新區(qū)智慧工廠建設。
據(jù)悉，針對車間工業(yè)視頻可靠性要求高，此次組網(wǎng)采用TypeC保護（OLT雙PON口，ONU雙PON口），ONU設備選用華為OptiXstar系列工業(yè)光終端，部分產(chǎn)品支持PoE++功能，可為攝像機供電，為室外視頻檢測提供大帶寬、低時延的視頻回傳能力。
與此同時，部署在車間的該ONU設備，除了對廠區(qū)提供數(shù)據(jù)通道和供電，實現(xiàn)廠區(qū)場景可視化，提高生產(chǎn)效率，更可擺脫電源限制，傳輸距離可達40KM，降低安全事故的發(fā)生。
此外，在網(wǎng)絡運維方面，昆鋼草鋪新區(qū)二期項目采用華為eSight網(wǎng)管，實現(xiàn)設備全可管、業(yè)務全可控、實時監(jiān)測設備運行情況，可實現(xiàn)智能化運維，提升生產(chǎn)效率。
整體上看，昆鋼部署的F5G網(wǎng)絡，實現(xiàn)廠房0機柜的架構革命、10年不換線的介質革命以及"1"人"1"廠房的極簡運維，為智能制造構筑網(wǎng)絡基石。
以F5G為基石，昆鋼獲得多維度意外之喜
再好的網(wǎng)絡，也要為人服務。昆鋼草鋪新區(qū)二期項目新建的F5G網(wǎng)絡，為工作人員帶來實實在在的價值，甚至多個應用帶來"人無我有"的獨特價值。
應用場景一：FG網(wǎng)絡承載水渣行車工業(yè)攝像機
昆鋼草鋪新區(qū)二期項目將水渣行車的工業(yè)攝像機，接入到F5G全光網(wǎng)絡，實現(xiàn)車輛精準控制，解決了行車司機長期接觸水渣蒸汽中有毒有害氣體等問題。
在安全生產(chǎn)方面，通過全光網(wǎng)絡部署的攝像機，增加電子圍欄，確保鋼廠行車運行期間，一旦有人進入作業(yè)區(qū)域，行車立即停止，保證了人員安全。
應用場景二：F5G網(wǎng)絡承載爐口火焰觀測攝像機
工作人員通過攝像機基于F5G傳送來的視頻，觀測火焰的力度、亮度和色差，判斷爐罐內鋼的溫度以及磷含量，再調整插入到轉爐中的氧槍角度，提升鐵水、廢鋼的氧化反應效率。但是在這個過程當中，如果視頻和操作沒有配合上，就會對整個煉爐的質量產(chǎn)生影響。
從工人使用場景角度看，F(xiàn)5G網(wǎng)絡帶來兩大獨特優(yōu)勢。一是低時延。F5G網(wǎng)絡可以保障視頻300ms的超低時延，與工作人員眼皮抬起來的速度相當。這樣一來，在遠處的工作人員，可以及時調整氧槍角度。二是安全可靠性，在遠程操作后，網(wǎng)絡的安全可靠性非常重要。傳統(tǒng)交換機出現(xiàn)過環(huán)路，F(xiàn)5G網(wǎng)絡能很好應對組網(wǎng)可靠問題。
從鋼廠經(jīng)濟效益角度看，F(xiàn)5G爐口火焰觀測的部署帶來諸多經(jīng)濟價值，借助通過大數(shù)據(jù)對于鋼料的跟蹤，每噸鋼產(chǎn)生的鋼渣量減少了40公斤。
而且，通過數(shù)字化的手段，昆鋼及時調整生產(chǎn)流的定重，保障最終成批軋制鋼材的廢鋼最少，每個月鋼筋可以增加成材率（指合格產(chǎn)品重量與投入原料重量的百分比）。據(jù)計算，每個月增加800-1000噸合格產(chǎn)品，一年是1萬噸，一噸產(chǎn)品價值5000元，經(jīng)濟效益就是5000萬元。
此外，該視頻檢測還讓物質流和信息流相匹配，實現(xiàn)熱送率提升了1/3。
昆鋼F5G實踐，是鋼鐵行業(yè)數(shù)智化重要嘗試
昆鋼與華為在草鋪新區(qū)二期項目打造的F5G網(wǎng)絡，承載昆鋼工業(yè)視頻和室外視頻檢測等業(yè)務，為昆鋼數(shù)智化轉型打造了堅實基礎，實現(xiàn)光聯(lián)機器、一纖通達；通過光纖下沉，實現(xiàn)綠色可持續(xù)全光制造網(wǎng)絡，助力國家"雙碳"戰(zhàn)略達成。
后續(xù)雙方或將用F5G網(wǎng)絡承載辦公網(wǎng)、生產(chǎn)網(wǎng)，實現(xiàn)一網(wǎng)承載多業(yè)務，助力昆鋼草鋪新區(qū)智慧工廠建設。所以說，昆鋼F5G實踐，為鋼鐵傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)蛻變奠定了基礎，樹立了行業(yè)標桿，是一次重要的嘗試。 
