5G+，让未来已来

张德修 史飞剑 张辉斌

随着5G技术的逐步成熟，产业界正向商用加速推进。面对历史性的技术革命，一个问题萦绕在以中建钢构华南大区信息化管理部负责人田建方的心头：“如何通过5G，对园区的人、车、企业、设备资产进行全链接？如何打造未来智慧生活新模式，实现数据全融合，状态全可视？如何使园区更安全、更高效，为园区提供创新的工作与生活体验？”

“在园区中寻找5G场景应用为突破口！”

中建钢构惠州工业园区内，覆盖有装配式住宅、装配式学校、城市交通智慧停车库，还有服务于生产车间的工业互联网平台。它就像一个微缩版的城市综合体，具备打造智慧园区的全要素。

最初，“5G+智慧工业示范园区”建设团队经过“5G+工业视觉识别”到“5G+远程设备运维”再到关键点动态监测等多方面的反复讨论与测试，将目光投向了随着城镇化持续提升而愈显重要的智慧公交车库。

针对于此，为了实现5G和业务场景所提出的高性能指标深度融合，建设团队分组行动，一部分“驻扎”在公交立体车样板库内，一部分在市区各公交总站收集实际数据信息。

建设团队发现目前市场上投用的智能立体公交车库存在三大痛点：一是立体车库在长期运行过程中，会出现形变。形变会导致托盘位置不齐、电机过载、震动噪音变大等多种状况，从而产生安全隐患，需要对关键构件进行形变监测。

二是车库的核心设备维护比较困难。电机是车库的关键设备，而目前普遍缺少信息化维护手段，只有出现故障停机了，才能获得信息，然后需要派专业人员进行现场检测，导致运行效率与客户体验都大大降低、运维成本升高。

三是公交车充电时，缺少必要的预防措施，存在一定的安全隐患。例如对于充电的状态数据，缺少系统分析；对于发生的异常情况，不能及时自动告警并断电；对于车辆开走时，充电枪是否拔掉，以及用完的充电枪是否放入了指定位置缺少自动识别及提示。

建设团队率先进行了5G智慧公交车库前期设计研发，利用5G大容量、低延时的特性，致力于实现智慧停车库的远程智能运维以及远程智能安全巡检。通过在智慧停车库部署的高清摄像头实现现场视频数据的采集，运用边缘网关技术采集车库运行系统的关键参数以及部署在车库重要节点的传感器设备参数。

通过5G高速网络将现场多路摄像头的高清视频以及系统设备运行的关键数据传输到安全运维平台，在大数据平台中对车库关键设备的运行状态进行实时监控以及异常报警，并利用采集得到的大量运维数据结合关键设备的运行机理进行大数据模型训练，预测性维护设备的运行状况以及健康状况，实现智慧车库的实时性远程维护。

同时通过智能图像处理算法对智慧车库现场视频中“人员误入”“临边防护”“充电枪状态”“车位监测”的数种场景进行智能识别处理并记录报警信息，实现智慧车库的远程智能安全巡检。

智慧公交车库成为国内唯一有实际场景验证、具有实际推广价值、面向公共服务的“钢结构+5G”的应用产品。

5G智能立体公交车库的设计方案确定了，一个很现实的问题摆在了中建钢构5G应用团队面前，如何落地？

广东省政府把深圳、廣州作为5G场景应用重点推广城市，当时的惠州还没有被列入其中。想从惠州市政府或国内三大运营商中寻找支持着实有点难度，于是田建方把目光盯在了广东省工业和信息化厅，并联合国家工信部智能制造新模式应用项目合作伙伴之一中国电信共同推进。

5G应用团队邀请了中国电信广东分公司相关负责人赴园区考察，向其重点介绍了5G+新能源智慧公交车库的应用场景，双方很快就达成了共识。当双方一起拿着方案以及邀请函给广东省工信厅相关负责人汇报时，工信厅提出了更高的要求：中建钢构和中国电信要拓展视野，打造一个“5G+智慧工业示范园区”。

最终，5G应用团队扩大5G场景推广范围，将其应用到园区人员管理、智慧办公以及生产车间中。

原本是一个智慧停车产品的功能验证，却变成了一个产品的发布；原本是一个产品的发布，最后变成了整个智慧园区的建设。经过数月的调查研究和反复的沟通研讨，“5G+智慧工业示范园区”的最终方案得到了广东省工信厅以及惠州市政府的支持和肯定，并拿到了惠州市财政对“5G+工业互联网平台”的专项支持。

那么如何通过5G，对园区的人、车、企业、设备资产进行全链接？工业互联网成为园区全要素连接的枢纽。

5G应用团队真正接触工业互联网源于国家工信部新模式应用项目的一次申报，当初专家评审环节已明确把工业互联网作为评分项。2017年7月，中建钢构有限公司与中国电信作为联合体单位成功申报。那个时候，5G应用团队对工业互联网的认识还仅仅认为是一个工业网络而已。

之后，在2018年3月，为了让项目团队对工业互联网有个更清晰的认识，团队负责人把新模式应用项目推进会放到了上海召开。项目团队主要去了两个地方，一是去了中国电信制造业信息化应用基地，参观工业大数据平台；二是前往苏州工业园区了解到国外企业基于工业大数据分析的精益化管理平台。

两个地方让田建方深刻地认识到，数据已经成为驱动企业发展的新要素和新引擎，世界正在从工业经济向数字经济转型，而工业互联网成为了支撑全球数字经济发展的最重要路径。

中建钢构钢结构制造车间数字化管理目前遇到的主要问题是工厂的设备都是单功能、单工位的，无串联、无整合，效率和质量都存在瓶颈。生产过程的数据难监控、难追溯、难统计。工人方面，数量多、工种多，对工人的经验和技能要求高，但是好的技能工人一是越来越难找了，其次成本也越来越高。工艺方面受制于以上因素也难以做大的更新和变革。

在调研过程中，项目团队发现导致问题的根本原因主要就是产线、设备的数据缺失以及业务系统各自独立。因此团队决定采用新型工业互联网架构来分四步解决这个问题，第一步在车间部署5G MEC平台实现厂区5G覆盖，利用5G+工业互联平台的数据采集能力实现厂区生产要素全链接，包括人员信息、加工设备信息、物料信息、工艺信息、用电、用气信息等，解决机台间的信息孤岛与网络传输问题；第二步汇聚现有业务系统数据，基于5G高并发特点与工业互联网平台大数据分析能力，实时分析生产加工效率，动态优化物料流转、人员操作、任务分配、工艺参数等，同时多维度分析生产成本数据，为车间提升管理水平、生产效率和质量安全提供全流程支撑与保障；第三步利用系统与设备数据根据需求做相应的功能应用与可视化呈现解决各部门间信息不一致与工厂透明化的问题。

2019年2月，由中国信息通讯研究院、工业互联网产业联盟、中国通信学会联合主办的“工业互联网峰会”在北京国家会议中心举行。“中建鋼构广东厂工业大数据平台”作为工业互联网优秀示范案例向大会各方进行了宣介。

中建钢构将工业互联网延伸到整个园区，在车间应用5G+视觉识别实现厂区员工安全管控，利用工业互联网平台对各类设备数据进行采集和监控，同时利用5G的高通量与低延时结合图像识别算法，与摄像头监控到的人员操作数据汇聚分析，实时反馈人员危险操作预警，实现在生产环境内非指名作业人员操作，设备无法启动；对于人员作业不符合作业标准，设备无法运行；吊装作业中识别到危险作业立即通知相关作业人员等应用，达到车间安全管控的目标。

在园区，可以通过5G网络高通量的带宽，满足多相机多目标跟踪，实现利用分布在不同地点的多个相机去检测和区分每一个人，然后得到某段时间内某人或者某几个人在一定区域的工作轨迹。利用摄像头采集数据，实现行为识别与轨迹跟踪。快速精准地记录并反馈人员工作状态、工作区域，提高人员管理水平，构筑园区安全综合管控平台。

从最初的天马行空，到后来的智慧园区雏形，中建钢构5G应用团队每天跟踪进度，常常结合现场实际，提出新的思路。为了验证“5G+工业互联网”与多个场景应用理论的可操作性，团队技术小组成员反复地对数据进行实际验证，用最朴实的钻研精神完成了前期的各项准备工作。

中建钢构“5G+智慧工业示范园区”的成功并非一朝一夕，而在于5G应用团队一点一滴持续努力地积累：

2018年3月，国内建筑钢结构领域首个智能化工厂正式投入使用；

2019年2月，中建钢构工业互联网平台亮相北京国家会议中心“2019工业互联网峰会”；

2019年5月，中建钢构《在“无人工厂”领域的CPS应用探索》上榜中国首部CPS案例集；

2019年6月，中建钢构获得《钢结构行业工业互联网标识解析二级节点建设》资质；

2019年7月，国内首个基于5G的新能源公交立体车库等“5G+智慧工业示范园区”建设成果亮相；

……

由中建钢构与中国电信联合打造，华为技术有限公司提供技术支持的“5G+智慧工业示范园区”历时6个月，4个运营板块正式亮相。其中包括园区综合运营（管理驾驶舱+智能楼宇）、园区交通服务（智慧停车+5G公交车库+慢行交通）、园区生产服务（工业互联网平台+智能制造）、园区安全管控（5G+安全管理系统）。

园区综合运营通过集成的数字化运营平台对园区的人、车、企业、设备资产进行全连接，打造未来智慧生活新模式，实现数据全融合，状态全可视，使园区更安全、更高效，为园区提供创新的工作与生活体验；园区智慧交通基于城市公共交通特点和行业趋势，集引导、停车、调度、充电、运维于一体，为园区提供便捷高效的出行服务，现已建成全国首个基于5G的新能源公交立体车库；园区生产车间通过5G+工业互联网平台的数据采集与传输技术，实现厂区生产要素的全链接，实现对钢结构全生命周期的分析与应用，是目前国内建筑钢结构制造领域首个智能化工厂；园区安全管控基于高清视频AI处理，关联设备、人员、产品等信息，实现对园区的危险源提前发现、事前解决、动态跟踪。

智慧工业示范园区的开发建设，不仅验证了中建钢构5G应用团队设想的一些新技术、新应用，同时，通过发现并解决新技术在应用过程中存在的问题和不足，让“钢结构+5G”产品和服务能够更加贴合市场。在5G应用场景纷纷开花落地的时代潮流中，中建钢构5G应用团队迈出了坚实的一步，助力“中国建造”迈上更高台阶。