尹軍 中國電信股份有限公司江西分公司 南昌市 330029

0 前言

近年來，國家層面高度重視國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在市場層面，企業(yè)亟需進(jìn)行轉(zhuǎn)型與變革以適應(yīng)客戶需求與商業(yè)模式的變革?；ば袠I(yè)作為流程工業(yè)的代表，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面的需求尤為迫切。

中國電信全面實施“云改數(shù)轉(zhuǎn)”戰(zhàn)略，組建專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊，致力于賦能企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展，打造一流的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。中國電信江西工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院自研的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺WINGplat已成功在江西某化工公司運(yùn)行，榮獲工信部第三屆“綻放杯”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專題賽一等獎、總決賽二等獎，成為全國化工行業(yè)5G全連接數(shù)字工廠標(biāo)桿。

作者通過業(yè)內(nèi)專家訪談及內(nèi)部專業(yè)公司方案等多種渠道素材收集的基礎(chǔ)上，進(jìn)行深度數(shù)據(jù)分析及信息整理，完成論文撰寫，提煉核心觀點如下：

◎化工企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求迫切，市場潛力較大。

◎運(yùn)營商具備突出的云網(wǎng)融合的一體化優(yōu)勢在IaaS 層和接入層能夠滿足化工企業(yè)的差異化需求。

◎化工行業(yè)專業(yè)性強(qiáng)，運(yùn)營商需要培育一只“專業(yè)、專職、專人、專注”的專業(yè)化隊伍，才能緊抓行業(yè)轉(zhuǎn)型的痛點，賦能化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展。

1 行業(yè)背景及需求分析

化工行業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)的重要支柱之一，總產(chǎn)值占國家GDP 12%以上。在過去20年里，在國內(nèi)外市場需求的推動下，中國化工行業(yè)一直保持穩(wěn)定增長。然而過去幾年里，行業(yè)開始面臨以下挑戰(zhàn)：生產(chǎn)的快速擴(kuò)張和國家整體經(jīng)濟(jì)的快速增長導(dǎo)致產(chǎn)能過剩，在生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量和安全環(huán)保方面也不斷的涌現(xiàn)問題和高頻需求。

尤其是2020年受疫情影響，國內(nèi)很多化工廠礙于沒有勞動力被迫停工停產(chǎn)，供應(yīng)鏈和進(jìn)出口貿(mào)易也被迫中斷，導(dǎo)致7%的化工企業(yè)面臨破產(chǎn)；據(jù)不完全統(tǒng)計，當(dāng)時國內(nèi)化工企業(yè)被關(guān)停超過1萬家中小規(guī)?；て髽I(yè)，帶來經(jīng)濟(jì)損失接近千億元。因此，化工企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求迫在眉睫，以新一代信息技術(shù)為手段，以智慧應(yīng)用為支撐，取代傳統(tǒng)人工作業(yè)方式，全面整合化工企業(yè)工廠數(shù)據(jù)和資源，實現(xiàn)生產(chǎn)制造、安全環(huán)保、供應(yīng)鏈協(xié)同、設(shè)備管理等方面智能化升級。

縱觀我省化工行業(yè)規(guī)上企業(yè)就有1200余家，但是大部分企業(yè)信息化建設(shè)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，企業(yè)生產(chǎn)、銷售管理、質(zhì)量管理等應(yīng)用系統(tǒng)相對都是孤立的、封閉的，大多只能通過手工導(dǎo)入導(dǎo)出的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，缺乏系統(tǒng)的業(yè)務(wù)梳理，未建立面向企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)規(guī)范。各部門多頭采集數(shù)據(jù)，重復(fù)采集數(shù)據(jù)的現(xiàn)象大量存在，數(shù)據(jù)利用率低，工作效率低下。

2 5G技術(shù)解決方案

2.1 5G技術(shù)解決方案概述

針對化工行業(yè)需求痛點，5G 技術(shù)解決方案包括以下四個方面：一是5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)防爆區(qū)和非防爆區(qū)的全面覆蓋；二是5G專網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)不出園區(qū)，提供網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計和專網(wǎng)可靠性設(shè)計；三是邊云協(xié)同部署實現(xiàn)化工行業(yè)特色應(yīng)用；四是豐富的終端生態(tài)充分滿足數(shù)采需求。

圖1 5G +智慧化工解決方案

基于5G先進(jìn)技術(shù)，可以重塑化工企業(yè)生產(chǎn)管理流程，提升工作效率和企業(yè)效益。面向化工企業(yè)計劃、調(diào)度、操作、工藝、能源、質(zhì)量、安全、設(shè)備等生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)，構(gòu)建“5G+平臺+云邊端應(yīng)用”的新一代5G全連接智能工廠：實現(xiàn)5G+智慧巡檢、5G+智慧安監(jiān)、5G+數(shù)據(jù)采集、5G+數(shù)字孿生、5G+無人機(jī)、5G+AI視頻識別預(yù)警等應(yīng)用，構(gòu)建WINGplat工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，打通MES系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、安全環(huán)保管理與應(yīng)急指揮系統(tǒng)，通過廠區(qū)內(nèi)全業(yè)務(wù)上云，打通企業(yè)數(shù)據(jù)流、業(yè)務(wù)流、管理流，實現(xiàn)整個廠區(qū)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的一致性與在線共享，實現(xiàn)生產(chǎn)信息的可視化展示，為生產(chǎn)經(jīng)營提供科學(xué)的決策依據(jù)，規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理流程。

2.2 構(gòu)建“5G+全連接智能工廠”途徑

構(gòu)建“5G+全連接智能工廠”，應(yīng)從以下幾個方面入手：

（1）部署5G+MEC定制網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)低延時、大容量、無線安全可靠采集傳輸。

◎構(gòu)建5G+MEC企業(yè)專網(wǎng)，采用GW-U/UPF機(jī)制，突破終端硬件配置瓶頸，靈活部署邊緣計算，滿足不同業(yè)務(wù)需求，同時保障企業(yè)數(shù)據(jù)安全。

◎基于構(gòu)建的大數(shù)據(jù)中心開發(fā)先進(jìn)的AI算法模型，實現(xiàn)對廠區(qū)內(nèi)作業(yè)人員的安全行為進(jìn)行實時分析、實時告警。

◎?qū)⑺木S可視化引擎技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，形成對廠區(qū)作業(yè)面、作業(yè)裝置及設(shè)備全景化數(shù)據(jù)采集及呈現(xiàn)，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建孿生工廠。

◎基于5G基站的多天線和波束賦形技術(shù)，實現(xiàn)對智能巡檢的精準(zhǔn)連續(xù)覆蓋，自定義巡檢路線。

（2） 融合5G邊緣計算能力、專業(yè)控制算法和AI大數(shù)據(jù)的一線裝置智能控制技術(shù)。

利用5G提供的邊緣計算能力，融合專業(yè)控制算法和人工智能算法，通過高速信息傳輸和算法快速計算，實現(xiàn)全流程一線裝置的智能控制與優(yōu)化。

（3）建立端到端全業(yè)務(wù)多場景深度融合的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。

打造開放、共享的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，為生產(chǎn)業(yè)務(wù)應(yīng)用提供高度共享、高內(nèi)聚低耦合的平臺技術(shù)服務(wù)和業(yè)務(wù)服務(wù)，整合數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)向下可以調(diào)用生產(chǎn)設(shè)備、系統(tǒng)、生產(chǎn)線等海量的資源，向上可以承載云化的工業(yè)軟件或者新型的工業(yè)APP；通過微服務(wù)的架構(gòu)把工業(yè)技術(shù)、工藝經(jīng)驗等工業(yè)知識。

（4）打造融合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺+工業(yè)大型云化實時數(shù)據(jù)庫的超強(qiáng)計算能力。

融合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和云化的大型工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)大型工業(yè)企業(yè)單節(jié)點百萬點規(guī)模實時數(shù)據(jù)的秒級采集、存儲和查詢，實現(xiàn)即時快速計算和分析。

2.3 案例成效

江西某化工公司通過建設(shè)5G+全連接智能工廠，安全研判效率提升80% ，違規(guī)生產(chǎn)行為減少78% ，管理成本減少20%，實現(xiàn)了生產(chǎn)車間少人化、無人化作業(yè)，綜合節(jié)省成本超過 5000萬元/年。并實現(xiàn)企業(yè)“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運(yùn)行，增強(qiáng)了企業(yè)盈利能力和核心競爭力，形成了產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型示范效應(yīng)。

3 結(jié)束語

近幾年全球風(fēng)險事件頻發(fā)，新冠肺炎疫情、中美貿(mào)易摩擦、自然災(zāi)害向人們展現(xiàn)了宏觀市場、產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈等諸多變化，新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程不斷加快，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展向數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化領(lǐng)域進(jìn)軍是大勢所趨。在未來，積極發(fā)展5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，通過端、邊、智、云、網(wǎng)在化工行業(yè)的積累及落地，保障企業(yè)生產(chǎn)的安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)，助力化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和安全、綠色、可持續(xù)發(fā)展！