在我國(guó)鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型中，鋼廠建設(shè)一張覆蓋廣、性能高、低碳的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)智化的關(guān)鍵。
不久前，昆鋼鋼鐵控股有限公司（簡(jiǎn)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(gè)廠區(qū)，且可承載視頻檢測(cè)、傳感等業(yè)務(wù)的F5G全光工業(yè)網(wǎng)（光纖到機(jī)器）。
據(jù)悉，該F5G網(wǎng)絡(luò)方案提供多個(gè)獨(dú)特價(jià)值，支撐昆鋼視頻檢測(cè)系統(tǒng)，如爐口火焰觀測(cè)，未來(lái)還可以支撐生產(chǎn)制造以及辦公等業(yè)務(wù)開(kāi)展，創(chuàng)造出更多經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
我們疑惑，昆鋼草鋪新區(qū)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之初，面臨怎樣的挑戰(zhàn)？如何在短短時(shí)間，建成一張高性能的F5G網(wǎng)絡(luò)？該F5G網(wǎng)絡(luò)到底為昆鋼帶來(lái)怎樣的價(jià)值？
邁入工業(yè)4.0，工廠網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨挑戰(zhàn)
1939年成立的昆鋼，經(jīng)過(guò)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(guó)企業(yè)500強(qiáng)之一。近年來(lái)，昆鋼貫徹綠色發(fā)展理念，以"行業(yè)領(lǐng)先的智能化數(shù)字工廠"為目標(biāo)，推動(dòng)新型鋼鐵生產(chǎn)基地建設(shè)。
2019年，昆鋼開(kāi)始進(jìn)行安寧工業(yè)園區(qū)草鋪新區(qū)二期項(xiàng)目建設(shè)，建設(shè)面積約4952.3畝，本期廠區(qū)規(guī)劃8條生產(chǎn)線。隨著項(xiàng)目建設(shè)推進(jìn)，昆鋼發(fā)現(xiàn)需要建設(shè)一張可承載煉鋼廠車(chē)間工業(yè)視頻、室外視頻檢測(cè)等業(yè)務(wù)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。
對(duì)此網(wǎng)絡(luò)，昆鋼梳理了需求：一是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備靈活部署，盡可能減少設(shè)備部署空間、支持長(zhǎng)期演進(jìn)；二是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡(jiǎn)單，要求綠色、低碳、節(jié)能；三是適應(yīng)復(fù)雜的車(chē)間環(huán)境、達(dá)到工業(yè)級(jí)設(shè)備要求；四是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)超前、符合工業(yè)信息化發(fā)展政策；五是提供高帶寬、低時(shí)延的數(shù)據(jù)通道。
可見(jiàn)，昆鋼對(duì)這張網(wǎng)絡(luò)要求極高。回顧可知，過(guò)去許多企業(yè)采用傳統(tǒng)以太網(wǎng)建設(shè)工廠園區(qū)網(wǎng)絡(luò)。但設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前用傳統(tǒng)以太網(wǎng)建網(wǎng)方式在昆鋼部署網(wǎng)絡(luò)，面臨挑戰(zhàn)。
首先，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不靈活。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容、調(diào)整復(fù)雜耗時(shí)，無(wú)法滿足柔性制造需求。同時(shí)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)往往掛接在機(jī)器手臂上，不僅容易發(fā)生故障，且在維修時(shí)，面臨網(wǎng)絡(luò)故障難定位的困境。園區(qū)交換機(jī)往往采用串行組網(wǎng)方式，如果中間交換機(jī)環(huán)網(wǎng)，往往影響后面交換機(jī)工作。
其次，網(wǎng)絡(luò)部署復(fù)雜，且可靠性差。智能制造需要借助AI等技術(shù)，對(duì)廠區(qū)生產(chǎn)進(jìn)行分析、判斷、決策等操作，對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性要求嚴(yán)苛。傳統(tǒng)布網(wǎng)方式，由于車(chē)間設(shè)備數(shù)量多、種類(lèi)雜、移動(dòng)性高，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)布線復(fù)雜，容易造成安全隱患；生產(chǎn)線車(chē)間，更需要在機(jī)柜安裝匯聚交換機(jī)，不僅面臨取電難題，且對(duì)車(chē)間換機(jī)要求高；網(wǎng)線由于是采用傳統(tǒng)銅線，會(huì)受到100m傳輸距離限制，需要經(jīng)常調(diào)整設(shè)備和新布放線纜。
最后，網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)復(fù)雜。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)線升級(jí)時(shí)，對(duì)走線槽空間要求高，且升級(jí)成本高；網(wǎng)線生命周期短，帶寬升級(jí)時(shí)，需要更換介質(zhì)，更換周期長(zhǎng)；網(wǎng)絡(luò)升級(jí)時(shí)，往往需要更換整框有源設(shè)備。以傳統(tǒng)銅線為例，不僅面臨帶寬瓶頸，導(dǎo)致不能適應(yīng)未來(lái)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)帶來(lái)的帶寬增長(zhǎng)，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(shì)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署方案，無(wú)法滿足工廠節(jié)能減排需求。
昆鋼選擇F5G技術(shù)，打造高性能園區(qū)視頻網(wǎng)絡(luò)
對(duì)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(xiàng)目將園區(qū)視頻檢測(cè)業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)絡(luò)，確定為F5G方案。
你可能要問(wèn)，相比傳統(tǒng)以太網(wǎng)，F(xiàn)5G有什么優(yōu)勢(shì)？
據(jù)悉，F(xiàn)5G基于光纖介質(zhì)，具有無(wú)源特性，網(wǎng)絡(luò)層次簡(jiǎn)單，使用戶能節(jié)省更多的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本；與銅纜網(wǎng)相比，可減少維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用，并徹底避免了電磁干擾；在相同業(yè)務(wù)量下，F(xiàn)5G設(shè)備體積更小，占用中心局的空間更少,且具備節(jié)能優(yōu)勢(shì)。
那么，昆鋼草鋪新區(qū)二期項(xiàng)目是如何構(gòu)建這張高性能F5G網(wǎng)絡(luò)？我們看到，昆鋼選擇與華為合作。因?yàn)槿A為在F5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面擁有豐富經(jīng)驗(yàn)。
在具體落地中，華為充分發(fā)揮F5G全光網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，將一張無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)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(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，助力昆鋼草鋪新區(qū)智慧工廠建設(shè)。
據(jù)悉，針對(duì)車(chē)間工業(yè)視頻可靠性要求高，此次組網(wǎng)采用TypeC保護(hù)（OLT雙PON口，ONU雙PON口），ONU設(shè)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(jī)供電，為室外視頻檢測(cè)提供大帶寬、低時(shí)延的視頻回傳能力。
與此同時(shí)，部署在車(chē)間的該ONU設(shè)備，除了對(duì)廠區(qū)提供數(shù)據(jù)通道和供電，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)場(chǎng)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(dá)40KM，降低安全事故的發(fā)生。
此外，在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維方面，昆鋼草鋪新區(qū)二期項(xiàng)目采用華為eSight網(wǎng)管，實(shí)現(xiàn)設(shè)備全可管、業(yè)務(wù)全可控、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況，可實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維，提升生產(chǎn)效率。
整體上看，昆鋼部署的F5G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)廠房0機(jī)柜的架構(gòu)革命、10年不換線的介質(zhì)革命以及"1"人"1"廠房的極簡(jiǎn)運(yùn)維，為智能制造構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)基石。
以F5G為基石，昆鋼獲得多維度意外之喜
再好的網(wǎng)絡(luò)，也要為人服務(wù)。昆鋼草鋪新區(qū)二期項(xiàng)目新建的F5G網(wǎng)絡(luò)，為工作人員帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的價(jià)值，甚至多個(gè)應(yīng)用帶來(lái)"人無(wú)我有"的獨(dú)特價(jià)值。
應(yīng)用場(chǎng)景一：FG網(wǎng)絡(luò)承載水渣行車(chē)工業(yè)攝像機(jī)
昆鋼草鋪新區(qū)二期項(xiàng)目將水渣行車(chē)的工業(yè)攝像機(jī)，接入到F5G全光網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛精準(zhǔn)控制，解決了行車(chē)司機(jī)長(zhǎng)期接觸水渣蒸汽中有毒有害氣體等問(wèn)題。
在安全生產(chǎn)方面，通過(guò)全光網(wǎng)絡(luò)部署的攝像機(jī)，增加電子圍欄，確保鋼廠行車(chē)運(yùn)行期間，一旦有人進(jìn)入作業(yè)區(qū)域，行車(chē)立即停止，保證了人員安全。
應(yīng)用場(chǎng)景二：F5G網(wǎng)絡(luò)承載爐口火焰觀測(cè)攝像機(jī)
工作人員通過(guò)攝像機(jī)基于F5G傳送來(lái)的視頻，觀測(cè)火焰的力度、亮度和色差，判斷爐罐內(nèi)鋼的溫度以及磷含量，再調(diào)整插入到轉(zhuǎn)爐中的氧槍角度，提升鐵水、廢鋼的氧化反應(yīng)效率。但是在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，如果視頻和操作沒(méi)有配合上，就會(huì)對(duì)整個(gè)煉爐的質(zhì)量產(chǎn)生影響。
從工人使用場(chǎng)景角度看，F(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)兩大獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。一是低時(shí)延。F5G網(wǎng)絡(luò)可以保障視頻300ms的超低時(shí)延，與工作人員眼皮抬起來(lái)的速度相當(dāng)。這樣一來(lái)，在遠(yuǎn)處的工作人員，可以及時(shí)調(diào)整氧槍角度。二是安全可靠性，在遠(yuǎn)程操作后，網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性非常重要。傳統(tǒng)交換機(jī)出現(xiàn)過(guò)環(huán)路，F(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)能很好應(yīng)對(duì)組網(wǎng)可靠問(wèn)題。
從鋼廠經(jīng)濟(jì)效益角度看，F(xiàn)5G爐口火焰觀測(cè)的部署帶來(lái)諸多經(jīng)濟(jì)價(jià)值，借助通過(guò)大數(shù)據(jù)對(duì)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(guò)數(shù)字化的手段，昆鋼及時(shí)調(diào)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(gè)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(jì)算，每個(gè)月增加800-1000噸合格產(chǎn)品，一年是1萬(wàn)噸，一噸產(chǎn)品價(jià)值5000元，經(jīng)濟(jì)效益就是5000萬(wàn)元。
此外，該視頻檢測(cè)還讓物質(zhì)流和信息流相匹配，實(shí)現(xiàn)熱送率提升了1/3。
昆鋼F5G實(shí)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(xiàng)目打造的F5G網(wǎng)絡(luò)，承載昆鋼工業(yè)視頻和室外視頻檢測(cè)等業(yè)務(wù)，為昆鋼數(shù)智化轉(zhuǎn)型打造了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)光聯(lián)機(jī)器、一纖通達(dá)；通過(guò)光纖下沉，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)全光制造網(wǎng)絡(luò)，助力國(guó)家"雙碳"戰(zhàn)略達(dá)成。
后續(xù)雙方或?qū)⒂肍5G網(wǎng)絡(luò)承載辦公網(wǎng)、生產(chǎn)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)承載多業(yè)務(wù)，助力昆鋼草鋪新區(qū)智慧工廠建設(shè)。所以說(shuō)，昆鋼F5G實(shí)踐，為鋼鐵傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)蛻變奠定了基礎(chǔ)，樹(shù)立了行業(yè)標(biāo)桿，是一次重要的嘗試。 
