F5G提质增效，助力昆钢数智化树标杆

文/黄海峰

在我国钢铁行业转型中，钢厂建设一张覆盖广、性能高、低碳的数字网络，无疑是实现企业数智化的关键。

笔者不久前获悉，昆钢（武钢集团昆明钢铁股份有限公司）在安宁工业园区草铺新区，打造了一张覆盖整个厂区，且可承载视频监控、传感等业务的F5G全光工业网（光纤到机器）。

据悉，该F5G网络方案提供多个独特价值，支撑昆钢视频监控系统，如炉口火焰观测摄像头，未来还可以支撑生产制造以及办公等业务开展，创造出更多经济价值。

我们疑惑，昆钢草铺新区在网络建设之初，面临怎样的挑战？如何在短短时间，建成一张高性能的F5G网络？该F5G网络到底为昆钢员工们带来怎样的价值？

迈入工业4.0，工厂网络建设面临挑战

1939年成立的昆钢经过多年发展，已由单一钢铁制造企业逐步发展成为产业多元的大型企业集团，业务包括钢铁冶金、水泥建材、煤焦化工等，是中国企业500强之一。近年来，昆钢提出“延伸产业链、循环经济、科技引领、绿色发展”的发展模式，推动新型钢铁生产基地建设。

2019年，昆钢开始进行安宁工业园区草铺新区项目建设，建设面积约4952.3亩，本期厂区规划8条生产线。随着项目建设推进，昆钢发现需要建设一张可承载炼钢厂车间工业视频、室外视频监控等业务的数字网络。

对此网络，昆钢草铺新区梳理了需求：一是网络设备灵活部署，尽可能减少设备部署空间、支持长期演进；二是网络架构简单，要求绿色、低碳、节能；三是适应复杂的车间环境、达到工业级设备要求；四是网络技术超前、符合工业信息化发展政策；五是提供高带宽、低时延的数据通道。

可见，昆钢对这张网络要求极高。回顾可知，过去许多企业采用传统以太网建设工厂园区网络。但设计人员发现，当前用传统以太网建网方式在昆钢部署网络，面临挑战。

首先，网络设备不灵活。传统网络扩容、调整复杂耗时，无法满足柔性制造需求。同时，传统网络往往挂接在机器手臂上，不仅容易发生故障，且在维修时，面临网络故障难定位的困境。园区交换机往往采用串行组网方式，如果中间交换机环网，往往影响后面交换机工作。

其次，网络部署复杂，且可靠性差。智能制造需要借助AI等技术，对厂区生产进行分析、判断、决策等操作，对网络可靠性要求严苛。传统布网方式，由于车间设备数量多、种类杂、移动性高，导致网络布线复杂，容易造成安全隐患；生产线车间，更需要在机柜安装汇聚交换机，不仅面临取电难题，且对车间换机要求高；网线由于是采用传统铜线，会受到100m传输距离限制，需要经常调整设备和新布放线缆。

最后，网络演进复杂。传统网络在网线升级时，对走线槽空间要求高，且升级成本高；网线生命周期短，带宽升级时，需要更换介质，更换周期长；网络升级时，往往需要更换整框有源设备。以传统铜线为例，不仅面临带宽瓶颈，导致不能适应未来业务增长带来的带宽增长，还需要经常更换老旧网线。

此外，如今绿色节能成为趋势，传统网络部署方案，无法满足工厂节能减排需求。

昆钢选择F5G技术：打造高性能园区视频网络

对于上述挑战，昆钢该怎么办？我们看到，昆钢草铺新区将园区视频监控业务的承载网络，确定为F5G方案。

你可能要问，相比传统以太网，F5G有什么优势？

据悉，F5G基于光纤介质，具有无源特性，网络层次简单，使用户能节省更多的网络建设成本；与铜缆网相比，可减少维护运行费用，并彻底避免了电磁干扰；在相同业务量下，F5G设备体积更小，占用中心局的空间更少,且具备节能优势。

那么，昆钢草铺新区是如何构建这张高性能F5G网络？我们看到，昆钢选择与华为合作。因为华为在F5G网络建设方面拥有丰富经验。

在具体落地中，华为充分发挥F5G全光网络优势，将一张无源光网络部署到厂区、园区，为昆钢草铺新区8条生产线，提供业务实时监测，助力昆钢草铺新区智慧工厂建设。

据悉，针对车间工业视频可靠性要求高，此次组网采用Type-C保护（OLT双PON口，ONU双PON口），ONU设备选用华为OptiXstar系列工业光终端，部分产品支持PoE++功能，可为摄像机供电，为室外视频监控提供大带宽、低时延的视频回传能力。

与此同时，部署在车间的该ONU设备，除了对厂区的摄像头提供数据通道和供电，实现厂区场景可视化，提高生产效率，更可摆脱电源限制，传输距离可达40KM，降低安全事故的发生。

此外，在网络运维方面，昆钢草铺新区采用华为eSight网管，实现设备全可管、业务全可控、实时监测设备运行情况，可实现智能化运维，提升生产效率。

整体上看，昆钢部署的F5G网络，实现厂房0机柜的架构革命、10年不换线的介质革命以及“1”人“1”厂房的极简运维，为智能制造构筑网络基石。

以F5G为基石：昆钢获得多维度意外之喜

再好的网络，也要为人服务。昆钢草铺新区新建的F5G网络，为工作人员带来实实在在的价值，甚至多个应用带来“人无我有”的独特价值。

应用场景一：FG网络承载水渣行车工业摄像头

昆钢草铺新区将水渣行车的工业摄像机，接入到F5G全光网络，实现车辆精准控制，解决了行车司机长期接触水渣蒸汽中有毒有害气体等问题。

在安全生产方面，通过全光网络部署的摄像机，增加电子围栏，确保钢厂行车运行期间，一旦有人进入作业区域，行车立即停止，保证了人员安全。

应用场景二：F5G网络承载炉口火焰观测摄像头。

工作人员通过摄像头基于F5G传送来的视频，观测火焰的力度、亮度和色差，判断炉罐内钢的温度以及磷含量，再调整插入到转炉中的氧枪角度，提升铁水、废钢的氧化反应效率。但是在这个过程当中，如果视频和操作没有配合上，就会对整个炼炉的质量产生影响。

从工人使用场景角度看，F5G网络带来两大独特优势。一是低时延。F5G网络可以保障视频300ms的超低时延，与工作人员眼皮抬起来的速度相当。这样一来，在远处的工作人员，可以及时调整氧枪角度。二是安全可靠性，在远程操作后，网络的安全可靠性非常重要。传统交换机出现过环路，F5G网络能很好应对组网可靠问题。

从钢厂经济效益角度看，据悉，F5G炉口火焰观测摄像头的部署带来诸多经济价值，通过大数据对于钢料的跟踪，每吨钢产生的钢渣量减少了40公斤。

而且，通过数字化的手段，昆钢及时调整生产流的定重，保障最终成批轧制钢材的废钢最少，每个月钢筋可以增加成材率（指合格产品重量与投入原料重量的百分比）。据计算，每个月增加800-1000吨合格产品，一年是1万吨，一吨产品价值5000元，经济效益就是5000万元。

此外，该视频监控还让物质流和信息流相匹配，实现热送力提升了1/3。

观察：昆钢F5G实践，是钢铁行业数智化重要尝试

昆钢与华为在草铺新区打造的F5G网络，承载昆钢工业视频和室外视频监控等业务，为昆钢数智化转型打造了坚实基础，实现光联机器、一纤通达；通过光纤下沉，实现绿色可持续全光制造网络，助力国家“双碳”战略达成。

后续双方或将用F5G网络承载办公网、生产网，实现一网承载多业务，助力昆钢草铺新区智慧工厂建设。所以说，昆钢F5G实践，为钢铁重工业蜕变奠定了基础，树立了行业标杆，是一次重要的尝试。