Page 43 - 网络电信2021年6月刊下
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的指导意见》，明确将5G列为工业互联网网络基础设施。2019                       实现整个厂区的互联互通，必须将90%的无网区域接入船厂内部
            年，工业和信息化部在工业互联网创新发展工程中设置工业互                          网，如果是采用有线网络，实施难度大、成本高。
            联网企业内5G网络化改造及推广服务平台项目，支持国内工业                             (3)办公网和工控网并存，且在物理上是隔离的。船厂的办
            企业开展5G应用探索。北京、上海、广东、浙江等地都将5G与                        公网就是普通的商用以太网；工控网则由各种总线或工业以太
            工业的融合应用作为产业规划的重点，一批典型5G+工业互联网                        网组成，使用范围局限在车间或工位。船厂各部门都在这两张
            项目在飞机制造、机械制造、消费电子产品制造、钢铁冶金等                          网上处理日常工作。研发设计部门在办公网上完成产品的开发
            行业落地应用     [10-13] 。                                 工作，生成供生产设备使用的数据和文件，再通过移动存储介
                                                                 质拷贝到制造部门的工控网里。这样的方式存在重要的数据文
                二、5G技术特点介绍                                       件易丢失、保密性不好、数据文件更新不及时等问题。
                随着第5代移动通信(5G)第1阶段标准的冻结及规范在2018                       (4)国内船厂的设备联网基本上采用有线方式，仅在极少数
            年中发布，5G商用已成为各行各业讨论的热点。5G作为新一代                        场景使用无线方式办公网采用以太网，通过网线或光纤连接各
            移动通信技术与以往的无线通信技术相比具有高速、大容量、                          种办公设备；工控网采用各种总线或工业以太网，通过电缆、
            低时延、高可靠性的特点，如最高传输速率可达数10Gb/s、每                       网线或光纤连接设备。无线通信主要应用在对实时性、可靠性
            平方公里联网设备可达百万数量级、时延可低至毫秒级(ms)、                        要求不是很高的场景，如物资管理、车辆定位、喷扫码设备
            连接可靠性可达99.9999%等。正因为有如此突出的优点，ITU                     等。如将RFID应用于物资出入库管理，将2G/3G/4G应用于车辆
            给出了5G的3种典型应用场景          [14] ：增强移动宽带(eMBB)、海量        定位通信，将蓝牙应用于喷扫码设备的联网。
            机器通信(mMTC)、超高可靠和低时延通信(uRLLC)。可见5G的                       (5)设备联网接口不统一，甚至没有联网接口。船厂设备
            应用场景不再局限于生活邻域，而是可以延伸到社会的各个                           多，同一车间同一条生产线上的设备可能来自不同的厂家，不
            方面，当然也包括制造业。正如中国移动通信集团李正茂副                           同厂家的设备联网接口往往不同，通信协议也不同。还有部分
            总裁所说“4G改变生活，5G改变社会”，5G时代的新价值在                        设备是没有联网接口的“哑”设备。这就导致设备联网难度
            于从老3C(Communication、Consume、Computer)全面转向新           大、代价高。
            3C(Connect、Control、Convergence)。过去通信仅是人与人连
            接，但到5G时代将增加人与物、物与物的连接，即万物互联。                             四、5G在船厂工业互联网中的应用
            过去通信仅是信息的交互流动，但在5G时代信息通过控制机器                             船舶行业是典型的离散制造业，产品是由零部件通过多道
            行为实现工业自动化和智能化           [15] 。                       不连续的工序加工装配而成的，生产过程是离散的。因此船舶
                                                                 建造涉及的整个生产链条很长，而生产链条上的各个环节相互
                三、工业互联网在船厂应用现状及问题                                独立，产能差异很大。这样就会出现因某个环节出问题导致各
                美国CIRILOLD将造船技术发展史分为铆接技术、焊接技                     环节衔接出现问题，而影响最终产品的生产。从工业互联网的
            术、成组技术、信息技术和智能技术5个阶段                [16] 。到目前为止，     视角看，每一个环节就是一个数据生产、收发的“数据岛”，
            我国船舶制造业正处于第4阶段，即信息技术阶段，正奋力向第                         但因为没有实现互联互通，当前还是一个一个“数据孤岛”。
            5阶段迈进。智能技术阶段的显著特点是工业互联网作为基础，                         因此，在船舶行业通过工业互联网把各个“数据孤岛”联通起
            实现生产要素的互联互通。船舶行业近年来在设备联网上也                           来，就会非常有意义。基于工业互联网在船厂的应用现状和面
            取得了显著的进步。国内外一些实力雄厚的船厂在设备联网控                          临的问题，实现工业互联网在船厂的全面落地，5G技术在实现
            制、人员和车辆识别定位、视频监控联网等方面都有应用。如                          成本、应用场景方面的突出优势决定了5G是目前实现船厂工业
            日本的IHI公司将RFID成功地应用于船厂的零配件管理，取得了                      互联网最合适的通信技术         [18-20] 。
            不错的效果     [17] 。振华重工将卫星定位技术应用于厂区运输车辆                     1.快速低成本实现工业互联网
            的定位和调度，提高了车辆的利用效率，优化了物流管理。广                              当前国内船厂基础设施建设于10年前，在建设阶段没有
            船国际对切割机实施联网改造后实现了切割机作业状况数据的                          考虑设备联网的问题，因此并没有将有线网络敷设到车间、场
            实时采集和动态监控。                                           地。考虑到船厂普遍占地面积大，要实现全厂区的可靠网络覆
                但当前国内船厂在工业互联网的应用方面存在以下问题：                        盖，必须在全厂区敷设光纤骨干网，将光缆敷设到车间一级。
                (1)设备联网还停留在工位或车间。大多数船厂的生产设备                      这样不但设备采购成本高，而且施工难度大、周期长、代价
            还停留在工位联网阶段，即生产设备通过现场总线连接到PLC，                        高，无法实现移动设备的入网。5G使上述问题得到很好的解
            PLC再通过以太网连接到工控机。仅有个别船厂将工控机通过以                        决。
            太网接入到车间控制室。所以严格意义上讲，当前国内船厂还                              (1)5G是无线通信技术，通过合理的基站部署，只需要少量
            没有实现工业互联网应用。                                         的基站即可实现厂区5G信号的全覆盖，在个别信号盲区可以通
                (2)网络基础设施不完善，升级改造难度大、成本高。国                       过中继微基站实现网络覆盖。施工简单，不需要挖沟开槽，不
            内船厂的网络基础设施绝大多数建于10年以前，网络基础设施                         破坏已有建筑、场地的结构，车间内部无需架设桥架。
            仅覆盖了办公区域，当时并没有考虑将网络覆盖车间、堆场、                              (2)5G的基础设施建设是由电信运营商负责。在基础设施建
            码头、船坞等区域。而办公区域的面积占整个船厂面积的10%不                        设成本的分摊上船厂可以与运营商商谈，这可以极大降低船厂
            到，也就是船厂超过90%的区域是无法接入船厂内部网的。而要                        在基础设施上的一次性投入。

                                                       网络电信 二零二一年六月                                            63
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