从信息化走向数智化 建材行业5G工厂建设进行时.pdf

专题Topic5G工厂的量变与质变编辑I梅雅鑫从信息化走向数智化建材行业5 G工厂建设进行时建筑材料工业信息中心万佳艺建材是支撑我国国民经济发展的重要基础材料工业，它虽然听起来比较抽象，但与人们的生产生活息息相关。建材行业细分领域众多，包含水泥、玻璃、建筑陶瓷、防水涂料等多个子行业，支撑了基础设施建设、建筑业和房地产业的快速发展，极大改善了人们居住环境。建材工业是国家基础设施建设的基石，我国有完善的产业体系，水泥、玻璃、陶瓷、玻纤等多种建材产品的产量位居世界第一。如今随着5 G、工业互联网等“新基建”的加速落地，信息化基础比较好的建材企业已经开始将5G技术融入工业生产过程中。但是考虑到建设成本和能力等问题，当前建材行业企业大多停留在单点突破和局部优化阶段，整体呈现一定的“碎片化”特征，如何运用5 G技术实现企业“一张网”“全连接”仍是行业需要进一步探索的问题。数智化成建材行业转型升级新引擎建材工业作为国民经济和社会发展的基础性行业，是大国重器、战略性新兴产业的重要保障，也是原材料工业105G工厂的量变与质变Topic编辑I梅雅鑫专题动运转的成本很高，5 G网络相对于4G来说稳定性、安全性更高，可以更好地为智能装备、工业控制系统的正常运行提供网络支撑。其次，依靠5 G网络的高可靠、低时延、大带宽等能力，工厂可连接更多智能装备，优化各类工业数据和指令的传输，进一步实现对原料配料的精准计量、生产设备的远程精准操控等，提高产品的生产效率，降低成本。此外，5 G网络的建设可支撑厂内物流运输的无人化、自动化，物流装备可摆脱网线的限制，采用无线的方式更灵活地运输货物。同时，在“联网”方面充分激活沉淀在工厂各环节、各设备的工业数据，结合摄像头等采集设备，实现设备、产线、管理等链条数据的实时采集和共享，进而实现生产全流程实时监控，打通企业数据流、业务流、管理流，助力企业实现节能降耗、效率提升、规模生产、柔性生产、智能仓储等多项智能制造场景。综合来看，5 G工厂的建设进一步促进了建材行业生产模式的变革，推动企业由传统生产管理模式向智能生产管理模式转变。5 G网络的建设促进了智能生产模式的创新，结合新一代信息技术，建材企业建设了无人智能巡检、生产实时监测、机器视觉质检等创新应的重要分支。在国民经济持续快速发展的强劲带动下，我国建材工业发展取得了巨大成就，建立了完善的产业体系。在“工业4.0”的大背景下，建材企业积极应用智能制造技术，探索生产经营管理全过程与现代信息技术、数字技术的结合和应用，智能制造装备和先进工艺不断普及，关键工艺流程数控化率大幅提高，建材工业逐步迈向转方式、调结构、增动力的高质量发展阶段。随着5 G、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的快速发展，建材企业的商业模式和运营方式正在发生根本性变革，企业必须借助新兴数字技术整合信息资源、研判市场趋势，不断提升企业数字能力、拥抱数字化转型浪潮以保持竞争优势，才能持续占领市场。近年来，我国出台了一系列政策引导行业数智化发展，鼓励建材企业改变传统的生产模式，利用新一代信息技术，提高生产效率和产品质量，推动行业节能减排，促进建材行业可持续发展。5G工厂成为建材行业的重要支撑“5G+工业互联网”是加速中国新型工业化进程的重要支撑。首先，5 G工厂的建设可以对建材生产全流程进行网络覆盖，进一步完善工厂网络基础，为各环节多种智能应用提供可靠的网络支撑。建材工业主要产品生产具有连续、流程化的特征，包括众多工业环节、涉及多种设备，生产环节较多、生产时间较长。建材产品在生产过程中需要不间断，但是设备停机后再次启用，这些应用为建材生产、运营、质量检测等流程带来了便利，帮助企业优化了生产运营方式，降低了人工成本，逐步实现精益生产，与传统工厂相比提质增效的效果十分明显。领先企业已将5 G融入生产过程中随着5 G、工业互联网等“新基建”的加速落地，企业对“5 G+工业互联网”的认知也逐步明晰。5 G网络“低时11专题Topic 5G工厂的量变与质变编辑I梅雅鑫延、高可靠、大带宽”的特性，与工业领域“低时延、高可靠、广覆盖”的网络基础要求紧密契合，为工业互联网实现网络协议、系统、软硬件的创新发展提供了新的方向。建材行业将按照“十四五”原材料工业发展规划建材工业智能制造数字转型行动计划（2 0 2 12 0 2 3年）建材行业稳增长工作方案等政策规划，进一步夯实工业网络基础，提升5G网络的覆盖率和普及率，推动5 G工厂的建设。目前，建筑材料工业信息中心与中国信息通信研究院正在牵头编制建材行业5 G工厂建设实施参考指南，将明确建材行业建设和发展5 G工厂的主要工作、5 G重点应用模式等，为建材企业建设5 G工厂提供指导。目前，一部分信息化基础比较好的建材企业已经开始结合5 G技术进行数智化生产。在2 0 2 1年工信部发布的第二批“5 G+工业互联网”十个典型应用场景和五个重点行业实践中，建材行业被列入五个重点行业实践。良瓷科技、海螺集团、陕西声威建材、泰山玻纤等建材企业利用5 G技术开展的生产单元模拟、厂区智能理货、生产过程溯源、精准动态作业等各种应用场景的实践，被纳入行业典型实践并编制成案例，为行业5 G应用提供参考。虽然5 G与建材行业融合应用已经取得初步进展，但是要想在行业内广泛地建设5 G工厂进一步发挥5 G技术的价值，仍然有很多工作需要做。建材行业存在大量的中小型企业，其信息化基础比较薄弱，且5 G工厂整体的建设成本较高、建设初期带来的直接经济效益有限，这让很多中小企业望而却步。此外，多数建材企业不具备自主建设5 G工厂能力，工业互联网复合型人才储备有限，当前5 G工厂应用规模化复制不足，建材行业内缺乏可学习参考的案例。因此，现阶段分级、分步推进5 G工厂建设是建材行业5 G应用发展的重要路径。在基础建设方面，建材企业的数字化能力差异较大，多数大企业已经实现了工业网络互通及关键装备的网络化改造，但部分中小企业仍采用传统模式进行生产，在这种情况下，想要用一种策略在建材行业广泛进行5 G工厂建设是困难的；而在应用场景方面，建材行业细分领域较多，应用需求存在差异，5 G技术在水泥、陶瓷、玻璃等细分领域设计、生产、销售等过程中的应用也正在被不断地尝试和创新，针对不同级别、不同类型的企业制定不同的5 G工厂建设方案，更符合建材行业企业的实际需求，也能更好地实现5 G应用落地。总而言之，建材行业对5 G网络的应用仍处于探索阶段，5 G工厂配套的技术要求、标准等尚在完善过程中，5 G在建材行业的应用价值仍需要在实践中进一步发掘。对建材行业5 G工厂建设推广，建议现阶段从以下3个方面加大工作力度。一是推进建材行业“5 G+工业互联网”相关标准的制定，以标准引导企业5G工厂的建设。规范5 G网络基础建设内容、主要应用场景建设要求、安全防护能力技术及要求等，促进行业5 G工厂技术标准的不断完善，推动“5 G+工业互联网”技术在行业企业生产过程中的普及。二是推进建材行业5 G工厂试点示范工程建设，为行业5 G工厂建设树立新标杆。在行业内选试点企业进行5G工厂的建设实践，在实践中不断积累建设经验，创新应用模式。组织行业专家评选优秀5 G工厂“5 G+工业互联网”应用案例等，形成标杆应用案例集，供行业企业学习借鉴。三是推进建材行业5 G工厂评估体系建设。在现有的5 G工厂分级指南基础上，根据建材行业数字化转型发展情况，构建建材行业5 G工厂评估定级体系，指导建材企业对自身5 G工厂的能力进行评估定位，为企业制定5 G工厂发展策略提供依据。网络安全为行业数智转型保驾护航工业网络安全问题是许多建材企业在数字化转型中关注的问题，一旦联网生产设备、工控系统被攻击，将直接影响相关环节的正常生产运行，且建材行业是一个典型的流程型行业，在生产过程中一处遭到攻击很可能造成整个产线的停摆。因此，在建材企业数字化转型发展过程中需要考虑网络安全风险问题，采取专业的网络安全防护手段保证智能生产的可靠性和安全性。目前，建材企业正在着力加强工业网络安全防护体系的建设，积极储备既了解生产工艺又懂信息化的复合型人才，以提升对网络安全事件的应对能力，减少对外部供应商的依赖。建材行业对5 G工厂建设方面重点需要考虑安全防护能力、安全管理能力、安全运营能力等三方面能力体系的建设。安全防护能力的建设是指利用安全防护工具和技术，在5 G工厂网络层、设备层、控制层等各层级建设安全防护机制，增强5 G工厂抵抗外部网络攻击的能力。除了各层级安全防护能力建设之外，建材行业还需要建立完善的安全管理体系和安全运行监测体系，以防止人为原因导致的网络安全事件的发生。通过不断完善安全运行监测体系，实现对工厂网络安全情况的实时监测，对接行业、地方安全态势感知平台，及时发现并排查网络安全问题，为5 G工厂的正常运营提供安全保障。CW12