2024 年我国 5G 商用成效显著，钢铁行业拥抱 5G-A 技术，开启数字化转型新篇章

2024年，我国5G商用进入第五个年头，成果显著。尤其在工业制造领域，据工信部数据显示，全国“5G+工业互联网”项目数量已超过8000个。5G从生产现场监控、工厂智能物流等外围辅助环节，走到了远程设备控制、设备协同运行等核心控制环节。

比如，熊熊火焰弥漫的熔炉中，滚烫的钢铁水在高速旋转的辊道中瞬间转变成厚重的板材、轻盈的薄板、纤细的长条产品，却都带着浓郁的金属气味。而具有典型流程制造特征的钢铁行业，也正拥抱5G、云等技术，绽放出绚烂的数字花朵。

放眼未来，钢铁行业希望在数字化转型的道路上更进一步，此时5G-A技术已成为必由之路，5G-A是5G演进技术，是5G行业进入下半场的关键。那么钢铁行业该如何利用5G-A新技术加速数字化转型进程呢？

笔者多年关注钢铁行业数字化转型，发现宝钢集团有限公司（以下简称宝钢）已携手中国电信、华为，打造灯塔级全互联工厂：基于5G-A专网转型绿色钢铁“智”造，实现桥式起重机远程操控、堆取料机远程操控、5G加渣机器人、重载AGV自动驾驶、钢材表面质量检测等应用升级，完成多场景的“智慧”变革。

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钢企数字化之路坎坷

宝钢是全球最具竞争力的钢铁企业之一，其宝山基地占地面积21平方公里，是国家4A级工业旅游景区。近年来，坚持高质量发展、绿色转型、智能升级，是钢铁行业的领军企业和代表性企业。

为响应国家数字中国战略，保持市场领先地位，提高核心竞争力，提升核心功能，宝钢很早就启动了数字化转型，但在数字化转型过程中，宝钢仍面临诸多挑战。

挑战一：传统工控方案无法满足业务灵活性要求

宝钢各条轧钢生产线所采用的关键控制器主要为国外各大厂商的产品，种类繁多，对供应商的依赖性强，在备件、升级、扩展、维护等方面面临诸多挑战。

例如，在宝钢生产线数字化改造过程中，传统工控解决方案布线成本高、运维复杂，难以向未来云端结构智能制造系统演进，无法满足特定钢种和规格个性化、精细化的在线控制优化需求，也影响了宝钢行业竞争力的提升。

挑战二：钢材表面检测环境恶劣，效率低下

钢铁行业是国民经济的基础性、支柱性产业，影响着交通运输、制造业等各个环节，因此钢铁行业设置了诸多的产品质量检测环节，以保证高质量的生产。

传统检测设备安装繁琐，需要专业团队申请特定时间安装摄像头、部署线路、调试现场服务器，一般一条产线安装、部署、调试、稳定需要半年时间，后续设备检测、维护也需要特定时间请专业团队实施，时间、人员成本、效率不可控。

同时，若检测算法需要升级，则需要在各产线端的服务器上手动导入，由于产线安全性要求高，若需要换线，也只能在有限的时间内实施，如果操作复杂则需要多次执行，非常耗时耗力且成本高昂。

此外，钢铁生产过程经常处于高温、粉尘、有害气体等恶劣环境中，检验人员需要面对诸多安全风险。

挑战三：物料管理困难，难以看清

如上文所述，宝钢作为全球领先的钢铁企业，拥有庞大的工业园区和近3000条生产线，而工业园区的物料管理一直以来都依赖人工，成本高、效率低、难以一目了然。

为此，宝钢在物料管理上积极尝试新的解决方案。行业内普遍使用的RFID技术（电子标签）虽然可以实现数字化物料管理，但存在作用距离短（十米左右）、用户安全性不高、识别率不高等缺点，这些缺点阻碍了宝钢在物料管理上取得突破。

5G钢铁已经发展多年，宝钢、中国电信、华为等也落地了不少5G初期应用。但面对一些对网络上行、确定性要求极高的场景，5G稍显不足。相比5G，5G-A在上下行速率、低时延确定性、连接规模、低功耗等方面更有优势。

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钢铁行业发展的三大情景

5G-A能否助力钢铁行业应对四大挑战?我们看到，宝钢通过建设5G-A专网，在多场景赋能钢铁行业“智慧”。

场景一：基于现代信息通信技术的新型工控架构，为宝钢数字化转型奠定坚实基础

基于5G-A专网两项创新技术，宝钢成功开发了基于云化的新型工控架构体系。

一方面，宝钢在空口上采用5G-A超级频率折叠技术，将TDD半双工频谱折叠成类似FDD的全双工空口，让专网兼顾TDD大带宽和FDD低时延的优势，大幅降低端到端网络时延。同时基于双发选收等技术，可进一步提高网络可靠性，满足产线应用需求。

另一方面，宝钢部署基于原生5G LAN+双发选收创新的边缘计算平台，提升网络性能。其中，借助5G LAN技术，实现二、三层网络互联互通，淘汰AR路由器，简化网络架构。

此外，宝钢中央研究院还开发了新型工控算法，运行在华为欧拉实时操作系统环境下，可实现低周期调度，满足宝钢产线生产控制需求。据悉，厚板厂将于2024年上半年上线新型控制架构系统云解决方案。

场景二：5G-A上行让钢材表面检测更高效

钢材表面检测场景主要利用工业相机对产线钢材表面进行实时拍摄，采集高清图片上传至数据中心进行分析。近日，为满足钢板轮廓检测场景需求，宝钢联合中国电信、华为完成基于5G+MEC的云端表面检测系统部署，利用高分辨率线扫描成像系统连续绘制钢板高清图像，通过5G网络上传至MEC边缘云平台。通过部署在云平台上的视觉轮廓识别算法提取钢板边缘轮廓线坐标数据，识别钢板有效宽度，并根据系统预期钢板信息进行预判，实现钢板产线分流及在线切割优化，提高现场生产效率。

基于5G+MEC的云表巡检系统可提供关键设备（如摄像头、光源等）运行状态查询、数据库连接、网络连接等功能，以及设备异常报警，方便排除故障和诊断。

此外，宝钢今年还计划引入毫米波技术，利用5G-A的大带宽优势，实现千兆上行，可支持多台工业相机实时生成的高清图像的处理，包括压缩、上传、解压、分析，返回终端显示。

场景三：5G-A PIoT自动盘点，让物料管理更简单

在工厂大宗物料管理方面，宝钢计划引入5G-A PIoT解决方案，利用5G-A网络优势，终端标签不再需要电源和大功率元器件，通过采集环境能量来驱动自身电路。

在物资管理方面，5G-A PIoT技术通过部署基站收发设备、无源标签等，成功实现物资精准盘点、移动后分钟级状态更新、资源最优匹配等核心功能。

宝钢基地内仓库数量众多，5G-A PIoT基站覆盖距离提升至200米，通过采用多站联合收发+标签能力增强，室内复杂场景下识别率由90%提升至99%，可大幅提高物资入库、盘点效率。

评论：

5G-A闪耀钢铁行业，前景可期

钢铁行业数字化转型是我国重点发展战略。工信部原材料司司长常国武在中国钢铁协会第六次会员大会上表示，2024年工信部将印发《原材料工业数字化转型工作方案》和《钢铁行业数字化转型实施指南》，加快推进钢铁行业数字化转型。

在5G-A商用元年，当钢铁等传统行业还在观望时，宝钢便率先垂范，携手中国电信、华为等打造5G-A全互联工厂，不仅助力自身数字化转型，也为员工、行业、国家带来了价值。

对于员工而言，借助5G-A网络高可靠、大带宽、低时延等特性，宝钢加快推进无人起重机、AI质检等场景落地，让钢铁工人远离危险环境，提升工人的工作安全性和舒适度。

对于企业而言，钢铁企业采用的新型云化管控架构体系每年可以降低钢铁行业的管控架构成本和人力成本，在当前钢铁行业激烈的竞争中，企业可以通过数字化技术创新实现降本增效，解决瓶颈问题，在未来的竞争中站稳脚跟，获得更多的收益。

对于国家而言，一系列5G-A实践，加速了5G-A与OICT在钢铁行业的融合发展，赋能钢铁行业转型升级，成为节能减排的示范标杆，促进了国民经济健康可持续发展。

有时落花有意无意间到来，香随流水远来。通过宝钢在5G-A领域的实践，我们看到了5G-A在钢铁行业绽放的绚丽“智慧”之花，这也让我们对5G-A有了更多的期待！