5G工厂|专访中国联通范济安：5G工厂如何从“高度定制”走向“规模复制”？
编者按
为加速行业提质、降本、增效，2022年9月，工信部印发了《5G全连接工厂建设指南》，面向原材料、装备、消费品、电子等制造业各行业以及采矿、港口、电力等重点行业领域，推动万家企业开展5G全连接工厂建设，推动5G融合应用纵深发展。
值此《5G全连接工厂建设指南》发布一周年之际，作为ICT行业权威媒体，通信世界全媒体特别策划“5G工厂的量变与质变”专题，深度剖析一年来我国5G全连接工厂的发展情况，以及规模复制遇到的挑战，以推动5G产业高质量发展。
“目前，中国联通已打造5G工厂1123个，覆盖22个行业以及31个省、市、自治区。当前大部分的案例仍是定制化，但中国联通在不断总结与探索规模化复制经验。”中国联通大数据首席科学家范济安在接受通信世界全媒体记者采访时表示。
中国联通大数据首席科学家 范济安
5G工厂，拓展“5G+工业互联网”新场景
以数字化、智能化为特征的新一轮产业革命已经到来，作为新一代信息技术与工业经济深度融合的产物，工业互联网在为工业带来新气象的同时，也迎来了高速发展期。
与此同时，拥有大带宽、低时延、广连接特性的5G技术也正加速融入社会千行百业的发展进程，尤其在赋能工业建设方面，发挥着愈加重要的作用，“5G+工业互联网”应运而生。
范济安表示：“当前，一些应用场景都亟需引入5G技术，例如大面积的设备联网和数据采集、AGV智能驱动、双链路冗余及分层分级的集中控制、通过高清视频监控实现产品质检和人员行为规范性检测等。”
为进一步拓展“5G+工业互联网”典型应用场景，2022年9月，工信部发布《5G全连接工厂建设指南》（以下简称《指南》），明确了5G工厂建设的总体要求、建设内容和建设路径。
《指南》发布后，作为数字信息基础设施运营服务国家队、网络强国数字中国智慧社会建设主力军、数字技术融合创新排头兵，中国联通将“5G工厂”列为工业互联网发展的专项考核指标。在“2022年中国5G发展大会”上，时任中国联通董事长的刘烈宏指出，2023年中国联通计划打造1000个5G工厂。
中国联通持续打造5G工厂，成果丰硕
《指南》发布一年来，中国联通建设的5G工厂如雨后春笋般涌现，新技术、新场景、新模式等丰硕成果层出不穷，“5G+工业互联网”的新篇章正徐徐展开。据范济安介绍，目前中国联通已打造1123个5G工厂，覆盖了22个行业、31个省（市、自治区）。
例如在新疆陆港集团中欧班列集结中心，中国联通联合新疆国际陆港集团和中国信通院，共同上线了全国第二、新疆首个国家工业互联网标识解析园区型二级节点（新疆），这也是“中欧班列（乌鲁木齐）集结中心-5G+AIoT智慧陆港建设项目”的一部分。
新疆陆港集团中欧班列集结中心（图片来源：中国联通）
据介绍，该项目建设内容为“一中心、一平台、一改造及5G+MEC专网建设”。其中，“一平台”指的是工业互联网创新示范平台；“一中心”为指挥调度中心；“一改造”则是对轨道吊控制系统进行“5G+半自动化改造”；而“5G+MEC专网建设”，是针对陆港中欧集结中心所建设的“5G+MEC”专用移动网络，以满足现场“5G+轨道吊”智能远控等业务的要求。
范济安表示，2023年下半年，新疆陆港集团中欧班列集结中心标识解析等应用已投入使用，其它几项应用预计在今年年底前陆续交付使用。“届时将实现高空作业的分解、转移及远程控制，开展远程作业吊机控制、远程驾驶，实现5G智能导引、精确停车、集装箱自动装卸等无人港口作业，提升场站内的无人化、智能化作业水平，提高作业的安全性。”
矿山是发展5G工厂的典型行业之一。在西藏自治区，西藏联通与西藏华泰龙矿业全面配合，打造了高原地区第一座“5G智慧矿山”。据了解，该矿山通过实施“机械化换人、自动化减人、智能化无人”，使西藏华泰龙矿业成为世界海拔4400米以上生产能力最大的地下金属矿山，矿区地表无沉陷，数字化转型成效显著，开创了矿山建设运营新模式。
西藏中国黄金华泰龙矿业5G智慧矿山（图片来源：中国联通）
“目前，井下4400、4450有轨运输中段以5G、无线路由器、光纤多种通信技术为基础，以5G高速无线通信和工业环网为传输平台，实现了井下架线式电机车运输自动控制、远程遥控和人工驾驶三种模式切换的无人驾驶系统，大幅提高了电机车运输效率。”范济安表示，井下运输作业人员由原来的100余人减少至现在的30多人，井下的有轨运输能力从原来7000吨/天增长到现在的1.6万吨/天，每年可节省有轨运输系统运矿支出2000余万元。
5G工厂实践中的难点与挑战
中国联通在5G工厂建设方面取得了多项令人瞩目的成果，但在实际建设过程中，也存在着诸多难点与挑战。据范济安介绍,当前一些企业对“5G工厂”的认识尚有不足。“往往把5G工厂等同于一些碎片化的点状应用，或者只是通过企业有没有用到某项‘5G产品’去衡量是否达到其标准。”
而真正的5G工厂，正如《指南》中所指出的那样，要充分利用以5G为代表的新一代信息通信技术集成，打造新型工业互联网基础设施，新建或改造产线级、车间级、工厂级等生产现场，形成生产单元广泛连接、信息（IT）运营（OT）深度融合、数据要素充分利用、创新应用高效赋能的先进工厂。
此外，如何提高用户对于5G的认可程度也是目前面临的关键挑战之一。“因为当前一些企业对‘5G工厂’这一概念了解还不充分，或者对5G真正起到的作用仍有不少疑惑。如何说服用户，让对方认可5G的价值与作用，进而替代现有的网络基础设施、带来创新机会，是目前中国联通推进5G工厂建设方面遇到的最大难点。”范济安谈道。
同时，目前5G工厂已经实现“0到1”的突破，正在迈向“1到N”的飞跃，亟需规模化复制推广。但现有的5G工厂具有高度定制化特性，大型和中小型企业在建设过程中存在差异。范济安一针见血地指出，目前大企业的5G工厂是以5G专网和工厂级/企业级独享型工业互联网平台为代表，汇聚了连网设备的数据、基于数据的数字孪生、各类定制化OT和IT应用或融合类应用，同时也可享受政府的专项补贴政策；而中小企业则无缘5G专网，其工业互联网平台往往是云端的公共服务平台，上面的软件多属于通用型IT应用，几乎没有OT工控类应用，并且大部分只能申请“上云上平台”的统一政策支持。
另外，5G专网的成本问题也是影响其规模化推广的关键难题。“能否以公共服务的成本得到个性化的网络、平台、应用，尤其是能否得到工控类和OT/IT融合类应用？”范济安说。
踔厉奋发，从定制化走向复制化
未来，5G应用走深向实，5G工厂将由“高度定制化”向“规模复制化”发展。面对不同行业、同一行业的不同企业的5G工厂建设，中国联通如何布局规划？
针对不同行业之间存在的定制化与规模复制推广之间的矛盾，范济安表示，目前大部分的案例还是定制化的，但中国联通在不断总结规模化复制的经验。
一是在边缘侧采用平台技术对传统垂直化、封闭的定制类应用进行“云”化改造，对每台连网设备进行标准化的数据建模。如采用OPC-UA或工业4.0中的ASS标准建立设备信息模型，同时为这些设备补充控制模型和3D可视化数字孪生模型。这些模型库一旦建立起来，就可以采用容器、微服务、编排和DevOps等云原生技术开放给上层应用。在开发时，上层应用可以进行调用，进而形成一个工业操作系统。在这个过程中，上层应用是个性化的，但底层能力是通用的，因此5G工厂建设可以通过底层通用能力进行复制推广。
二是云端平台在汇聚边缘设备生产数据的同时，还可以采集ERP及物联网环境监测中的横向或纵向IT应用系统数据。通过数据中台技术对数据进行集中化统一治理，同样可通过云原生的方式开放给上层应用使用，如打造新一代ERP、“双碳”管理等应用，达到规模化复制的目标。
值得一提的是，联通格物Unilink工业互联网平台按照此架构开发，目前已集成工业APP近1.2万个，服务企业超过17万家，覆盖行业达22个，并在2023年以排名第一的成绩入选国家级“双跨平台”。
同时，针对同一行业的不同企业，中国联通也提供了不同产品。2020年，广东联通推出了面向中小企业的智造云平台，以SaaS软件服务的形式提供能耗管理、仓储管理和MES生产管理。在云端的智造云基础上，广东联通还筛选了制造云SaaS应用商店里已上架的工业应用，联合蘑菇物联、鹏飞、幸顿等IoT生态合作伙伴，对其应用进行5G化改造，并将“5G+空压智控”“5G+水智控”“5G+空调智控”“5G+AGV柔性产线”“5G+设备预测性维护”“5G+AI合规监测”“5G+工业视”“5G+工业AR”和“5G+工业数采”9种工业应用迁移至5G边缘计算平台MEC上。
目前智造云平台用户量已达到一定规模，在广东惠州仲恺高新区，面对同属电子信息制造业的286家企业，广东联通部署了园区级5G虚拟专网和智造云边缘版平台，为园区内的中京电子、亿纬锂能、龙旗电子等76家电子制造企业提供了5G工厂建设服务，并于2023年2月入选“国家工业互联网平台+园区/产业集群试点示范项目”。
数字经济发展正当时，中国联通已经成为5G工厂建设发展的重要参与者。未来将持续发挥自身资源禀赋优势，以“5G+工业互联网”战略驱动，推动数字经济与实体经济融合，书写数字经济新篇章，为数字中国建设贡献更多力量。
*本文刊载于《通信世界》
总第928期 2023年9月25日 第18期
原文标题:《中国联通范济安：强化底层通用能力 推动5G工厂规模化发展》
●工联院总工王宝友：5G推动工业网络转型升级
●信通院沈彬：5G工厂推动“5G+工业互联网”高质量发展
●建材信息中心：建材行业应分级、分步推进5G工厂建设
●中国移动“5G轻工厂”如何帮助企业“减重”？
END
作者：盖贝贝
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