帶你讀《揚帆遠航 5G 融合應用實踐精編》第三章鋼鐵行業3.1行業概述

鋼鐵是國民經濟的中流砥柱，是國家的命脈，是國家生存和發展的物質保障。經過多年的改革開放和自主創新，我國鋼鐵行業的資訊化、自動化水準已經跻身國際前列。鋼鐵行業生産流程長、生産工藝複雜，目前主要面臨裝置維護效率低、生産過程不透明、下遊需求碎片化、綠色生産壓力大等痛點，發展智能化制造、精益化管理等模式潛力大。馬鞍山鋼鐵、湛江鋼鐵、南京鋼鐵等積極探索5G技術在鋼鐵生産、園區物流、安全保障等方面的融合應用，取得了提質降本增效、綠色發展的顯著效果，推動了産業更新及行業轉型。

（一）行業基本情況

按照國國民經濟行業分類（GB/T4754—2017）标準，鋼鐵行業屬于黑色金屬冶煉和壓延加工業（代碼31）。鋼鐵行業是以從事黑色金屬礦物采選和   黑色金屬冶煉加工等工業生産活動為主的工業行業，包括金屬鐵、鉻、錳等   的礦物采選業、煉鐵業、煉鋼業、鋼加工業、鐵合金冶煉業、鋼絲及其制品業等細分行業，是國家重要的原材料工業之一。

鋼鐵行業具有典型的長流程、長時滞、工況複雜多變、多元系統交叉、資料耦合性高的生産特點，工藝和系統資料解析難度大，長期面臨環保、産能過  剩、效益低下等問題，行業轉型更新早已成業内共識。鋼鐵企業實作“跨工 序、跨區域、遠距離、大規模集控”的網絡化生産是一種新的發展趨勢，可實作各生産單元互聯互通，并打破區域和工序間的傳統邊界，實作無邊界協同生産。鋼鐵行業的未來工廠是全面的數字化工廠，可實作供應鍊協同、生産過程智能化、數字化研發、智慧物流、數字化監測、綠色環保、一鍵銷售等。

（二）行業需求

鋼鐵行業是國民經濟的重要基礎性支柱産業，具有流程連續化、重資産、勞動密集型、資訊密集型、工況環境惡劣、高危險性、強電磁幹擾、無線通信信号屏蔽點多面廣等特點。是以，鋼鐵行業對工業網際網路有特殊性與嚴苛性的要求。随着鋼鐵行業工藝技術的日臻完善，目前工藝突破帶來工業生産效率提升的可能性變得越來越小，為适應新的生産和市場需求，利用新一代資訊技術來提升工業使用者從設計、生産到運維等全生命周期的精細化管理，降低整體的人力成本、資源消耗，全面提升生産和營運效率越來越受重視。

第一，鋼鐵行業存在大量的危險場景和惡劣環境，重體力及重複性勞動較多，監測技術手段落後，對裝置管理人員的經驗素質要求較高，同時現場也需要大量的點檢人員，影響工作效率和生産效率，對于智能制造的需求十分迫切。第二，目前鋼鐵工廠的内網中仍有大量的現場裝置采用電氣硬接線直聯控制器的方式連接配接，無線通信隻是在部分特殊場合才使用，造成工業系統在設   計、內建和運維各個階段的效率都受到極大制約，進而阻礙了精細化控制和高等級工藝流程管理的實作，是以對海量資料傳輸的高性能、高可靠需求強烈。第三，随着5G與傳統工業的深度融合，更多機器和裝置實作互聯，工業網際網路應用需要采集各類裝置和機器的資料，實作多種資料的集中，工業大資料   的集中也意味着風險的高度集中；同時，随着工業網際網路業務、平台、裝置、使用者的多樣性不斷豐富，傳統的網絡安全邊界加速瓦解，傳統的邊界安全架構無法滿足工業網際網路時代的安全需求；為了實作管理和控制的一體化，實作   生産和管理的高效率、高效益，将IT（InformationTechnology，資訊技術）/OT

（OperationalTechnology，營運技術）進一步深度融合，在拓展了工業控制系統發展空間的同時，也帶來了大量資料和業務的安全性問題，還可能影響工業裝置的功能安全，影響工業生産的連續性，甚至影響環境安全和人身安全，是以對工業網絡與工業資料安全的要求進一步提升。

（三）5G解決行業痛點

5G技術可将企業的“人、機、料、法、環”進行充分互聯，進一步賦能鋼鐵制造，實作鋼鐵行業智能裝置互聯、智能化生産、智慧化營運及綠色發展。

在智能裝置互聯方面，通過5G進行裝置的連接配接，可以減少項目建設過程中線纜的設計和施工，5G大帶寬、低延遲時間、大連接配接特性可以有效突破傳統無線技術的瓶頸；在智能化生産方面，鋼鐵行業結合5G與工業網際網路平台，進行全生産要素的連接配接，颠覆原有生産操作群組織模式，對鋼鐵工藝流程進行   再造和優化，可提高生産效率和産品品質，充分賦能鋼鐵智能化生産；在智   慧化營運方面，企業營運過程中會涉及生産資料、生産裝置、物流資源、産   品等要素的連接配接和管控，利用5G   技術能夠将企業營運的關鍵要素接入工業網際網路平台，提升企業綜合營運效率和使用者的産品體驗；在綠色發展方面，鋼

鐵企業可利用5G大連接配接特性采集各生産環節的能源消耗和污染物排放資料，找出問題嚴重的環節，并進行工藝優化和裝置更新，降低能耗成本和環保成本，實作清潔低碳的綠色化生産。

（四）5G行業規模化應用分析與總結

目前 5G+   智慧鋼鐵應用呈現從采集監控類業務向實時控制類業務梯次發展的局面。基于大帶寬特性的5G移動巡檢業務較為成熟，可實作應用複制推廣， 未來無人機巡檢、機器人巡檢等新型運維業務将支撐監控、作業、安防向智能 化、可視化、高清化更新。遠端一鍵煉鋼、自動出鋼、無人堆取料機、無人化 行車等控制類業務，由于具備較高的安全性和可靠性要求，目前還處于探索驗 證階段，未來随着網絡安全架構、終端模組等問題的逐漸解決，控制類業務将 會進入高速發展期。超低排放、水流量監測等大連接配接類應用，後期會随着相關 标準的完善而得到進一步發展。

目前5G+鋼鐵行業規模化應用仍面臨四大問題。一是5G網絡建設面臨多方問題。相比于4G網絡，5G基站部署密度大，鋼鐵企業廠房金屬結構多，若要覆寫室内區域，需要部署較多的室分，建網綜合成本高。同時鋼鐵工廠存在大量的危險場景和惡劣環境，且建築物多為鋼鐵結構，對信号的屏蔽性強，增加了基站建設、信号覆寫的難度。二是5G技術生态有待發展。現階段5G針對鋼鐵行業特殊場景的防爆、防高溫、防高粉塵等需求的應用模組與終端的研發相對滞後，工業級5G模組、終端市場還未成熟，模組與工業硬體産品的整合有待研究；5G技術在PLC系統中還未大規模使用，5G技術與工業以太網協定融合的支援力度不足。三是鋼鐵行業缺乏5G标杆示範案例。目前鋼鐵行業已經投入使用的5G應用場景不多，未對全工序、全業務域場景充分探索與研究，價值場景有待挖掘。四是建網标準和商業模式不明确。5G在鋼鐵行業缺乏建網參考架構和标準，與園區已有網絡融合的規範未明确，需要企業和營運商共同探索。