5G工廠怎么建

文 ‖ 本刊記者 付嘉欣/ 鄭 瑞

石化行業(yè)5G 工廠建設(shè)已取得亮眼成績，但仍要在應(yīng)用落地上多下功夫。

特邀嘉賓（排名不分先后）

干建甫……………………………………………………………………………………………中國石化鎮(zhèn)海煉化信息和數(shù)字化中心副經(jīng)理

楊 超………………………………………………………………………………………………中國石化金陵石化信息化與計量中心經(jīng)理

張 斌……………………………………………………………………………………………………………中國石化中韓石化信息中心主任

鄒璐璐…………………………………………………………………………………………中國石化南化公司信息化與計量中心經(jīng)理助理

近日，工業(yè)和信息化部公布《2023 年5G 工廠名錄》，遴選產(chǎn)生了300 家已建成的5G 工廠，標(biāo)志著我國加快推進“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”創(chuàng)新發(fā)展，打造5G工廠中國品牌，取得了積極成效。

就我國石化行業(yè)而言，5G 工廠建設(shè)情況如何？怎么以5G 工廠建設(shè)，有效促進企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，助力企業(yè)實現(xiàn)提質(zhì)、降本、增效、綠色發(fā)展？帶著這些問題，本刊記者特邀成功入圍《2023 年5G 工廠名錄》的石化企業(yè)代表進行探討。

賦能傳統(tǒng)工廠

中國石油石化：各位好！在您看來，5G工廠對企業(yè)發(fā)展有怎樣的意義？

干建甫：對于鎮(zhèn)海煉化這類特大型企業(yè)來講，5G 網(wǎng)絡(luò)提供了整個廠區(qū)大范圍無死角、高速及大規(guī)模連接的高可靠無線網(wǎng)絡(luò)，解決了有線網(wǎng)絡(luò)無法達到的隨時隨地、及時低成本聯(lián)網(wǎng)的問題。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)解決了多張專網(wǎng)的建設(shè)需要，使得一張網(wǎng)能夠解決管理、業(yè)務(wù)、專業(yè)的各類問題，為企業(yè)管理提效和安全提升起到了無可估量的作用。

5G 并不是一個孤立的技術(shù)，它可以和其他新型技術(shù)結(jié)合，起到放大倍增的作用。如5G 和AI 結(jié)合，可解決某類設(shè)備智能健康分析；5G 和北斗結(jié)合，可解決人、車定位軌跡問題，進而延伸到人員是否安全、是否正常履職，車輛是否違章等。每個企業(yè)都可以找出管理上、業(yè)務(wù)上的各類痛點與5G 相結(jié)合，從而發(fā)揮其在提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提升安全管控水平、推動企業(yè)發(fā)展、促進經(jīng)濟增長和改善工作環(huán)境等方面的巨大意義。

楊超：首先，5G 工廠夯實了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“底座”，可實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)不出廠區(qū)的要求，最大程度保證了數(shù)據(jù)安全，為企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型奠定了堅實的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。其次，通過5G 技術(shù)和應(yīng)用場景的結(jié)合，實現(xiàn)了為安全環(huán)保、生產(chǎn)經(jīng)營等應(yīng)用賦能。比如，通過5G 技術(shù)與能效管控相結(jié)合，可構(gòu)建更加高效智能的生產(chǎn)能效管理系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的高效傳輸和能源消耗的監(jiān)控優(yōu)化。在環(huán)保監(jiān)控方面，結(jié)合5G 實現(xiàn)全方位監(jiān)測廢水、廢氣、環(huán)境空氣等環(huán)保數(shù)據(jù)，推動環(huán)保管理由定性管理向定量管理轉(zhuǎn)變、由經(jīng)驗管理向科學(xué)管理轉(zhuǎn)變、由事后管理向事前控制轉(zhuǎn)變。

張斌：目前大多數(shù)煉化企業(yè)在日常工作中都采取有線連接，裝置內(nèi)存在大量的線槽、線盒等。一旦裝置出現(xiàn)問題，解決的難度就非常大。但通過建設(shè)發(fā)展5G 工廠，應(yīng)用5G 技術(shù)能夠有效減少有線連接的布置。在此情況下，建設(shè)成本、維修成本、投資成本等都會大大降低。

另外，5G 覆蓋可為企業(yè)推動數(shù)字化、智能化奠定基礎(chǔ)，在一定程度上能改變煉化行業(yè)的業(yè)態(tài)，改變大家在生產(chǎn)、設(shè)備安裝等方面的思維，以及企業(yè)的設(shè)備運行維護模式。通過這些改變來幫助整個煉化企業(yè)煥然一新，迅速踏入數(shù)字化、智能化新階段。

鄒璐璐：現(xiàn)階段我國發(fā)布了很多智能制造相關(guān)要求，政府也一直在推動企業(yè)的智能化改革、數(shù)字化轉(zhuǎn)型。在中央經(jīng)濟工作會議就2024 年經(jīng)濟工作部署的九大重點任務(wù)中，“以科技創(chuàng)新引領(lǐng)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)”被列在首位。在此情況下，有了以5G 等新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)的“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，一些相關(guān)應(yīng)用才能落地。建設(shè)5G 工廠有利于企業(yè)響應(yīng)國家號召、緊跟未來趨勢，幫助企業(yè)推動智能化改革和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

助力管理升級

中國石油石化：目前企業(yè)5G工廠的建設(shè)情況如何？請介紹一下。

●5G工廠一“屏”了然。

干建甫：對于5G 工廠建設(shè)，鎮(zhèn)海煉化現(xiàn)已建成13 個宏站，在建12 個宏站，建成2.6GHz+700MHz 雙頻段全覆蓋的5G專網(wǎng)，終端使用規(guī)模已達5000+。同時建設(shè)了3 座北斗地基增強站，與5G 結(jié)合解決地基沉降監(jiān)測、高精度定位等問題。

2019 年建設(shè)以來，我們持續(xù)在5G應(yīng)用效果、融合深度、覆蓋領(lǐng)域等方面進行探索，結(jié)合AI、互聯(lián)網(wǎng)、北斗、三維等一系列數(shù)字技術(shù)，全面創(chuàng)新現(xiàn)場安全作業(yè)管理模式，重點在人的安全履職、事的安全管控、物的本質(zhì)安全三個方面打造了人、事、物3 大類27 項5G 應(yīng)用場景，涵蓋了生產(chǎn)、設(shè)備、物流等各個領(lǐng)域，全流程、全方位地提升了鎮(zhèn)海煉化的智能化安全管理水平。

楊超：金陵石化5G 工廠目前已順利投用的應(yīng)用領(lǐng)域，包括智能巡檢系統(tǒng)、球罐區(qū)人員定位、“雙防平臺”重大危險源隱患排查、智慧LDAR 檢測、雙邊作業(yè)電子作業(yè)票、電能表數(shù)據(jù)采集。

張斌：中韓石化目前分為煉油廠區(qū)和化工廠區(qū)，已經(jīng)實現(xiàn)5G 全覆蓋。我們采用邊緣計算加企業(yè)專網(wǎng)形式，使企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)不外泄，有效保障了數(shù)據(jù)安全。在應(yīng)用方面，中韓石化做了許多嘗試，目前已在圖像、巡檢、電表水表素材、作業(yè)實時監(jiān)控、設(shè)備檢測等20 多個場景應(yīng)用。

中國石油石化：建設(shè)5G工廠給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營帶來了哪些改變？

楊超：金陵石化通過5G 工廠項目的實施，實現(xiàn)了計劃優(yōu)化、調(diào)度指揮、裝置優(yōu)化的智能化管理，累計優(yōu)化生產(chǎn)方案46 項，提升工作效率近50%。

生產(chǎn)經(jīng)營更加科學(xué)精準(zhǔn)。公司將5G技術(shù)與生產(chǎn)能效管控相結(jié)合，構(gòu)建高效智能的生產(chǎn)能效管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的高效控制和能源消耗的優(yōu)化。通過實時監(jiān)控節(jié)能設(shè)施運行，跟蹤各裝置能耗指標(biāo)和超標(biāo)問題，推動節(jié)能降耗措施精準(zhǔn)落實，公司煉油部分綜合能耗從56.97 千克標(biāo)油/噸降低至55.82 千克標(biāo)油/噸，節(jié)能設(shè)施優(yōu)化運行率從93.66%提高至96.95%。通過實現(xiàn)70 多套生產(chǎn)裝置碳排放核算及分析，排放數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率在95%以上，使公司碳排放“看得見”“看得準(zhǔn)”。通過實現(xiàn)從收貨、上架、發(fā)貨、盤點、移庫、退貨等環(huán)節(jié)供應(yīng)鏈可視化及智能倉儲管理，規(guī)范業(yè)務(wù)、降低風(fēng)險，公司庫存周轉(zhuǎn)率提高10%。

安全環(huán)保更加堅固牢靠。在裝置現(xiàn)場安裝了具有5G 模組的布控球，能夠采集環(huán)境、人員動作、設(shè)備運行等監(jiān)測數(shù)據(jù)，并通過5G 網(wǎng)絡(luò)回傳至生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)。專業(yè)管理人員結(jié)合視頻智能分析等新技術(shù)功能，實時掌握現(xiàn)場人員工作情況，對不安全行為進行分析并提醒糾正，讓作業(yè)現(xiàn)場更加安全規(guī)范。

設(shè)備管理更加智能高效。傳統(tǒng)監(jiān)測方式的痛點在于工廠內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并涉及大量的線纜、橋架、線管、接頭以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投入，排除故障周期長，易延誤生產(chǎn)，甚至?xí)斐蓢?yán)重安全隱患或事故。使用5G 無線化實時接入替代有線電纜，對于偏遠區(qū)域（如樓頂、罐頂、排風(fēng)口）或環(huán)境惡劣區(qū)域（酸堿、高溫等線纜易腐蝕區(qū)域），更加方便管理與運維。

●供圖/裴 昱 張 興 中韓石化

張斌：顯而易見的改變，比如員工在某催化塔13 層平臺上發(fā)現(xiàn)了泄漏點。以前遇到這種情況，若想實現(xiàn)視頻監(jiān)控，需要配管、接電源、放光纖網(wǎng)線、安裝攝像機，至少需要3 至4 天。如今5G 工廠建設(shè)后，員工只需在泄漏點旁邊安裝5G 布控球，5G 布控球即可將泄漏點現(xiàn)場視頻立即傳輸?shù)讲僮魇遥僮魇冶憧蓪崟r觀察泄漏點，對此進行重點監(jiān)控，前后只需要1 個小時。通過這樣的改變，提高了企業(yè)工作效率，節(jié)省了人力和時間，減少了員工壓力，有效提高了員工積極性。

鄒璐璐：企業(yè)利用跟運營商開通的物聯(lián)網(wǎng)卡，讓數(shù)據(jù)傳輸方便了許多。例如，之前南化公司布置移動攝像機，如果需要布置全廠無線覆蓋，就要花費大量的費用，網(wǎng)絡(luò)安全保障也面臨巨大壓力。但如今有了5G 覆蓋，我們能隨時在辦公室找到想要的視頻信息，更加容易掌握生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，員工的現(xiàn)場感知能力有效增強，各部門對新應(yīng)用的研發(fā)熱情大幅提高。

形成特色應(yīng)用

中國石油石化：企業(yè)在5G工廠建設(shè)上形成了哪些特色？

楊超：我們采用頻段隔離方式建設(shè)金陵石化的5G 專網(wǎng)，利用700MHz 頻段具有的低頻優(yōu)勢，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)深度和廣度覆蓋。同時以2.6GHz 頻段載波帶寬大、速率高的優(yōu)勢，確保低時延和高帶寬，解決無線網(wǎng)絡(luò)在石化行業(yè)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)普遍存在的“覆蓋面積大、信號盲區(qū)多”“防爆要求高、基站密度小”“鋼構(gòu)建筑多、信號衰減快”等難題。

鄒璐璐：南化公司本次申報的項目為5G 工業(yè)無線專網(wǎng)。比起部分企業(yè)建設(shè)5G 專網(wǎng)時采用5G 切片，南化公司則采用了5G 下沉，專網(wǎng)MEC 設(shè)備下沉到企業(yè)數(shù)據(jù)中心機房中。同時，配備了物聯(lián)網(wǎng)卡。企業(yè)的巡檢設(shè)備、數(shù)據(jù)傳感器等設(shè)備插入該物聯(lián)網(wǎng)卡，設(shè)備數(shù)據(jù)即可自動進入企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，使數(shù)據(jù)安全性有效提高。

中國石油石化：在5G工廠建設(shè)過程中，遇到過什么困難嗎？是如何解決的？

楊超：基站建設(shè)方面，由于石化企業(yè)的特殊性，出于安全生產(chǎn)方面的考慮，在建站選址方面有很大的限制。尤其是生產(chǎn)裝置現(xiàn)場，對防爆抗爆有嚴(yán)格的要求；高封閉區(qū)域、半封閉區(qū)域等區(qū)域網(wǎng)絡(luò)信號弱，甚至無法覆蓋。對此，我們通過采取建設(shè)防爆微基站，在中控室、外操室等區(qū)域加建室分設(shè)備等措施來解決信號覆蓋問題。

保護投資方面，公司在用部分老舊網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備沒有5G 模組，不支持5G，只能使用4G 網(wǎng)絡(luò)。為了能讓這部分老舊設(shè)備繼續(xù)使用，減少投資損失，我們在建設(shè)5G 工廠的過程中聯(lián)合運營商打造支持4/5G 融合的MEC 方案，實現(xiàn)對現(xiàn)網(wǎng)終端設(shè)備投資的保護。

網(wǎng)絡(luò)安全方面，為確保5G 網(wǎng)絡(luò)安全，加強終端管控，特別是確保專卡專用，我們建設(shè)了金陵石化5G 專網(wǎng)運維管理平臺。通過管理平臺，實現(xiàn)對SIM 卡、生產(chǎn)終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信終端的實時管理，消除網(wǎng)絡(luò)安全的薄弱環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)更趨于穩(wěn)定、安全、合理和高效。

合理推動建設(shè)

中國石油石化：在您看來，5G工廠建設(shè)還面臨著哪些挑戰(zhàn)？

干建甫：鎮(zhèn)海煉化把數(shù)字化轉(zhuǎn)型作為“十四五”公司的三大戰(zhàn)略之一。數(shù)字化、智能化為企業(yè)創(chuàng)效、為安全提質(zhì)，進而促進組織轉(zhuǎn)型和流程變革已越來越深入人心。新的技術(shù)應(yīng)用有很好的人、財、物的基礎(chǔ)，這是我們最大的優(yōu)勢，但只有頂層謀劃、全員參與，深度與業(yè)務(wù)結(jié)合共同推進，才能真正發(fā)揮5G 的價值。

目前企業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)是5G 裝備生態(tài)還不能適應(yīng)5G 工廠快速發(fā)展的需要。如辦理移動電話（含無線上網(wǎng)）入網(wǎng)等手續(xù)時，應(yīng)遵守實名登記制度，實名到具體使用人。而我們是24 小時連續(xù)性生產(chǎn)，采用倒班制，同時考慮防爆智能終端使用效能和成本，企業(yè)無法做到人手配置一臺，而是各班組通過交接班管理進行共用。在此情況下，工業(yè)現(xiàn)場防爆智能終端辦理入網(wǎng)登記時，按照個人實名管理不適用。

對此我們希望采用企業(yè)實名管理。建議工信部調(diào)整有關(guān)《電話用戶真實身份信息登記規(guī)定》《電話“黑卡”治理專項行動工作方案》規(guī)定，對工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用場景的智能終端入網(wǎng)登記，通過核實可以采用企業(yè)實名管理，由企業(yè)承擔(dān)智能終端管理和溯源責(zé)任。

鄒璐璐：現(xiàn)在很多企業(yè)建設(shè)5G 工廠只停留在5G 覆蓋層面，5G 應(yīng)用落地還不足。對此需要企業(yè)以及整個行業(yè)加強配合、持續(xù)挖掘，集團公司以及政府針對5G 工廠建設(shè)進行普及。

南化公司將不斷加強與其他企業(yè)的合作，彼此多交流學(xué)習(xí)，適當(dāng)尋求外部力量。同時多與集團公司交流學(xué)習(xí)，尋求集團公司的支持；多與政府溝通，幫助政府了解5G 工廠現(xiàn)狀的同時，主動提出自己的訴求，讓政府提出更加有針對性的政策。另外，南化公司也會加強企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)，促進員工思想轉(zhuǎn)變。

楊超：首先，5G 工廠面臨的挑戰(zhàn)是網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全問題。在5G 應(yīng)用的過程中，大量的數(shù)據(jù)需要通過5G 網(wǎng)絡(luò)傳輸和存儲，這就對網(wǎng)絡(luò)安全提出了更高的要求。工廠需要采取一系列的措施，包括建立安全可靠的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、加密通信、訪問控制等，保護數(shù)據(jù)的安全。

其次，5G 工廠面臨的挑戰(zhàn)是設(shè)備兼容性和集成問題。工廠內(nèi)存在各種各樣的設(shè)備和系統(tǒng)。它們的數(shù)據(jù)格式、通信協(xié)議和接口可能存在差異。這就給實現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享帶來了困難。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，需要采用開放式標(biāo)準(zhǔn)和接口，推動設(shè)備之間的互聯(lián)互通，實現(xiàn)設(shè)備之間的集成和高效協(xié)同。

最后，5G 工廠面臨的挑戰(zhàn)是人才培養(yǎng)和技術(shù)更新問題。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G 工廠應(yīng)用需要員工具備一定的技術(shù)和管理能力，而這對工廠現(xiàn)有的人員水平提出了更高的要求。

中國石油石化：為推動5G工廠建設(shè)，您有哪些建議？

干建甫：首先，5G 作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不可分割的一部分，能解決絕大部分問題，但并不是在所有方面都是最優(yōu)的。我們不建議為了5G 而5G。不同企業(yè)、不同場景適用的技術(shù)可以不同，如低功耗低帶寬的場景就不一定要用5G，以效率最高、費用最低為原則。

其次，對大型企業(yè)來說，數(shù)據(jù)保密要求很高，可以與運營商合作把MEC 下沉到企業(yè)。通過部署下沉的UPF，使其具備高性能、低時延、高可靠和應(yīng)用數(shù)據(jù)不出園等特性。

張斌：目前許多企業(yè)對建設(shè)5G 工廠有畏難情緒，認為其建設(shè)成本高、建設(shè)難度大。但在實踐之后，我們發(fā)現(xiàn)建設(shè)5G 工廠費用并不高。最大的投入是在建設(shè)之后要向運營商支付的流量費，但這筆流量費在企業(yè)成本中占比并不大。因此，我建議大家應(yīng)適當(dāng)轉(zhuǎn)變思維，減少對5G 工廠等新事物的畏難情緒，并加強對此的學(xué)習(xí)與實踐。