井下无人驾驶电机车运输矿石。(受访者提供)
文/图 半岛记者 王好(署名除外)
刘鹏南是青岛莱西市一家金矿企业分管机电业务的负责人,一个多月来,接待山东省内外慕名前来观摩的企业代表,成了他的重要日常工作之一。这些企业中,既有生产规模遥遥领先的行业“大鳄”,也有为矿企提供机械设备的设计制造厂商。他们前来的目的都只有一个,那就是亲眼看看“风很大”的无人驾驶、远程驾驶等“5G+工业互联网”应用场景,是如何在井下实际采矿作业中实现的。
半岛记者近日走访发现,随着运营商5G网络建设加速推进,5G移动通信技术在垂直行业中的应用热度正在不断升温,同时也在倒逼相关配套产业升级改造,以便适应“5G生态”。
井下运矿车“无人驾驶”
“通过引入5G移动通讯网络,我们已经实现了井下500米运矿电机车的无人驾驶和远程控制,各项技术指标都完全满足运输需求。另外,远程驾驶铲运机也正在进行地面调试。”12月20日,半岛记者来到位于莱西市南墅镇青山村西的山东黄金矿业(莱西)有限公司(以下简称莱西公司),刘鹏南正在公司的监控中心内给前来参观的人员介绍“5G矿山”应用情况。
记者通过显示屏看到,井下500米的巷道内,无人驾驶的运矿电机车正在进行运输工作,经由安装在机车上的摄像头以及5G移动信号接入设备回传到监控中心的实时图像,清晰流畅。坐在监控台前的工作人员只需通过点击电脑屏幕上的“投入”“停车”“运行”“检修”等按钮,便可随时根据需要对电机车进行远程控制。
而在监控中心一侧,一名工作人员正坐在操控椅上进行远程驾驶铲运机的地面调试。半岛记者看到,室内的操控装备包括显示屏、座椅、控制手柄、踏板以及一个电源箱。“左右踏板实现前进、后退功能,左手手柄控制转向,右手手柄实现铲料、卸料等工作。”驾驶员小修告诉记者,通过面前的显示屏,他可以360°无死角地清楚看到室外机器对自己操作的执行情况,“虽然我现在是远程驾驶,但显示屏上的画面感受不到任何迟延,驾驶效果跟我实际坐在铲运机上操作一样。”
“小矿”变身业内“网红”
半岛记者在接受了现场井下安全指导并更换井下专用工作服装和装备后,跟随工作人员乘罐笼下至井下500米的运输作业巷道。在这里,通过5G信号遥控,井下无人驾驶运输场景已成为日常。在约2.4米宽、2.6米高的巷道内,地面铺设轨道,无人驾驶的电机车拖着载有矿石的翻斗行至指定位置,而后地面控制人员通过遥控完成放矿,整个井下运输作业过程完全自动化。
“现在一周至少要接待三拨访客,省内省外的都有。”刘鹏南笑说,甚至有人建议他们开展“工业旅游”,专门组织人来看“5G矿山”。据了解,莱西公司年产原矿30多万吨,产量相比周边矿产资源丰富的莱州、招远等地矿企,只能算是“小矿”。然而,通过引入5G网络布设和对井下作业装备改造升级,今年11月13日,莱西公司实现了基于5G网络的井下无人驾驶运输,这在全国同行业中属于首例,也让“小矿”抢得了高质量发展的先机。一个多月来,公司几乎每天都会接到业内要求前来“取经”的电话。
对于“5G矿山”引发的关注,刘鹏南并不意外,“5G的应用可以说将改变我们矿山的生产管理模式。”他告诉半岛记者,井下环境恶劣、危险性高,凿岩爆破所产生的粉尘、有害气体威胁着作业人员生命健康安全,实现自动化是行业发展的必然要求。“我们2017年就开始加大自动化建设的投入,但是原有移动通信技术条件下时延大,重要的井下作业场景自动化始终是个难题。”以前通过WiFi信号进行传输,时延长达7秒,而运输机车运行速度每秒2.5米,一旦远程控制指令不能及时执行,极易造成严重后果。如今,“5G网络入井后,测试端到端时延小于20毫秒。仅用了1个月,就让井下运输场景的无人驾驶成为了现实”。
刘鹏南表示,5G驱动下的井下无人运输只是第一步,“我们下一步计划2020年1月初进行远程驾驶铲运机的井下作业测试,一旦成功并投入使用后,井下铲装场景也可以实现无人化。未来还要升级改造井下凿岩机,实现掘进、运输平行连续作业。”
5G应用场景“排队落地”
莱西“5G矿山”的走红,只是时下“排队落地”的5G应用场景一个缩影。事实上,随着移动互联网及物联网的发展,高速度、低时延、高可靠的5G移动通信技术正在市场层面形成共识,受到越来越多消费级、行业级应用场景青睐。
今年9月,青岛大学附属医院手术团队就成功完成国内首例5G远程自主原研机器人腹腔镜手术,为身处3000公里外的贵州省安顺市西秀区人民医院实验室中的实验动物实施了远程精准腹腔镜手术。而通过5G智能化改造的青岛港,目前已经在作业区内实现5G全覆盖,实现了港口远程理货、无人机巡检、港机远程控制和港口生产调度等4个典型5G作业场景。5G赋能智慧港口,带来的是实实在在的生产效率和经济效益。其中,工作效率提升8%,吊桥单作业区内1个工人可以同时操作4台设备,预计每年可节省人工费用2000多万元。
11月19日,山东省发布《关于加快5G产业发展的实施意见》,提出到2020年,实现设区市城区有重点应用需求的区域5G网络连续覆盖,在全国率先实现5G规模商用。《青岛市5G产业发展行动方案》明确提出,将在“5G+工业互联网”“5G+高新视频”“5G+智慧海洋”“5G+智能网联汽车”“5G+医养健康”“5G+智慧农业”“5G+智慧能源”“5G+智慧家居”“5G+轨道交通”“5G+智慧城市”10大领域推动5G融合应用。
随着5G商用牌照颁发以及一系列政策出台,这半年来,山东移动5G专家李建元一直处于“巡演模式”,到全国各地参加各种培训讲座进行5G科普,有时甚至一周七天排期全满。“4G带来了手机短视频和直播行业的爆发,而5G刚刚开始,应用场景有着更多可能和想象空间,所以也更受关注。”李建元告诉半岛记者,“除智慧矿山、远程医疗,目前基于5G网络的智慧港口、智能制造、远程教育、智慧农业等应用场景也陆续在进行落地。”
与此同时,5G的热度还出现在教育市场。“我们学校物联网工程专业已培养三届毕业生,一次就业率98%。”青岛大学计算机科学技术学院物联网工程系主任、党支部书记孙英华告诉半岛记者,随着5G时代的到来,该专业也受到更多考生的青睐,招生人数已经较专业初设时翻了一番。而作为校内5G相关优势专业,青岛理工大学琴岛学院网络工程专业近5年的招生年均增长率达100.86%。
专家谈
如不顺势创新升级 未来只能退出赛道
值得注意的是,与每一项关键技术的大规模普及初期一样,5G技术对产业与商业的全面赋能并非一蹴而就。
“影响5G通信技术真正在相应的业务场景中实际应用的,还包括对现有终端装备进行基于5G信号下的智能化升级改造,而这也是目前5G落地的难点之一。”青岛移动莱西分公司5G项目负责人孙健杰告诉半岛记者,以5G矿山的改造为例,除了5G基站设备、线路安装、基站设备网络调试,还需要装备生产厂商对原有电机车、铲运机和凿岩台车等井下传统终端装备进行升级改造,完成与5G信号的链接,以满足智能化工作需求。对此,刘鹏南也深有感触,“5G提供了高速率、大容量、低时延的传输网络。但是要真正落地,必须智能装备跟得上。这也是我们企业目前急需进行改造升级的地方。”
这一难点,其实也是促进相关产业加速技术研发、产品升级优化的起点。中国信息通信研究院的《5G产业经济贡献》认为,预计2020至2025年,我国5G商用直接带动的经济总产出达10.6万亿元,间接拉动的经济总产出约24.8万亿元。对此,浙江大学(南浔)物联网产业研究院院长袁康培认为,现有装备的改造、配套技术的升级,是原有生产力要素“向上对齐”的过程,从长期而言是最经济、最高效的投入。
“正如1865年英国汽车替代马车的过程,任何升级必有代价,既包括经济的,也包活社会的,但如不顺势创新升级,未来只能退出赛道。”袁康培表示。