建材是支撐我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎材料工業(yè)，它雖然聽(tīng)起來(lái)比較抽象，但與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。建材行業(yè)細分領(lǐng)域眾多，包含水泥、玻璃、建筑陶瓷、防水涂料等多個(gè)子行業(yè)，支撐了基礎設施建設、建筑業(yè)和房地產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，極大改善了人們居住環(huán)境。
建材工業(yè)是國家基礎設施建設的基石，我國有完善的產(chǎn)業(yè)體系，水泥、玻璃、陶瓷、玻纖等多種建材產(chǎn)品的產(chǎn)量位居世界第一。如今隨著(zhù)5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等“新基建”的加速落地，信息化基礎比較好的建材企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始將5G技術(shù)融入工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中。但是考慮到建設成本和能力等問(wèn)題，當前建材行業(yè)企業(yè)大多停留在單點(diǎn)突破和局部?jì)?yōu)化階段，整體呈現一定的“碎片化”特征，如何運用5G技術(shù)實(shí)現企業(yè)“一張網(wǎng)”“全連接”仍是行業(yè)需要進(jìn)一步探索的問(wèn)題。
數智化成建材行業(yè)轉型升級新引擎
建材工業(yè)作為國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展的基礎性行業(yè)，是大國重器、戰略性新興產(chǎn)業(yè)的重要保障，也是原材料工業(yè)的重要分支。在國民經(jīng)濟持續快速發(fā)展的強勁帶動(dòng)下，我國建材工業(yè)發(fā)展取得了巨大成就，建立了完善的產(chǎn)業(yè)體系。
在“工業(yè)4.0”的大背景下，建材企業(yè)積極應用智能制造技術(shù)，探索生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理全過(guò)程與現代信息技術(shù)、數字技術(shù)的結合和應用，智能制造裝備和先進(jìn)工藝不斷普及，關(guān)鍵工藝流程數控化率大幅提高，建材工業(yè)逐步邁向轉方式、調結構、增動(dòng)力的高質(zhì)量發(fā)展階段。
隨著(zhù)5G、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，建材企業(yè)的商業(yè)模式和運營(yíng)方式正在發(fā)生根本性變革，企業(yè)必須借助新興數字技術(shù)整合信息資源、研判市場(chǎng)趨勢，不斷提升企業(yè)數字能力、擁抱數字化轉型浪潮以保持競爭優(yōu)勢，才能持續占領(lǐng)市場(chǎng)。近年來(lái)，我國出臺了一系列政策引導行業(yè)數智化發(fā)展，鼓勵建材企業(yè)改變傳統的生產(chǎn)模式，利用新一代信息技術(shù)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)行業(yè)節能減排，促進(jìn)建材行業(yè)可持續發(fā)展。
5G工廠(chǎng)成為建材行業(yè)的重要支撐
“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”是加速中國新型工業(yè)化進(jìn)程的重要支撐。首先，5G工廠(chǎng)的建設可以對建材生產(chǎn)全流程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )覆蓋，進(jìn)一步完善工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )基礎，為各環(huán)節多種智能應用提供可靠的網(wǎng)絡(luò )支撐。建材工業(yè)主要產(chǎn)品生產(chǎn)具有連續、流程化的特征，包括眾多工業(yè)環(huán)節、涉及多種設備，生產(chǎn)環(huán)節較多、生產(chǎn)時(shí)間較長(cháng)。建材產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中需要不間斷，但是設備停機后再次啟動(dòng)運轉的成本很高，5G網(wǎng)絡(luò )相對于4G來(lái)說(shuō)穩定性、安全性更高，可以更好地為智能裝備、工業(yè)控制系統的正常運行提供網(wǎng)絡(luò )支撐。
其次，依靠5G網(wǎng)絡(luò )的高可靠、低時(shí)延、大帶寬等能力，工廠(chǎng)可連接更多智能裝備，優(yōu)化各類(lèi)工業(yè)數據和指令的傳輸，進(jìn)一步實(shí)現對原料配料的精準計量、生產(chǎn)設備的遠程精準操控等，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，降低成本。
此外，5G網(wǎng)絡(luò )的建設可支撐廠(chǎng)內物流運輸的無(wú)人化、自動(dòng)化，物流裝備可擺脫網(wǎng)線(xiàn)的限制，采用無(wú)線(xiàn)的方式更靈活地運輸貨物。同時(shí)，在“聯(lián)網(wǎng)”方面充分激活沉淀在工廠(chǎng)各環(huán)節、各設備的工業(yè)數據，結合攝像頭等采集設備，實(shí)現設備、產(chǎn)線(xiàn)、管理等鏈條數據的實(shí)時(shí)采集和共享，進(jìn)而實(shí)現生產(chǎn)全流程實(shí)時(shí)監控，打通企業(yè)數據流、業(yè)務(wù)流、管理流，助力企業(yè)實(shí)現節能降耗、效率提升、規模生產(chǎn)、柔性生產(chǎn)、智能倉儲等多項智能制造場(chǎng)景。
綜合來(lái)看，5G工廠(chǎng)的建設進(jìn)一步促進(jìn)了建材行業(yè)生產(chǎn)模式的變革，推動(dòng)企業(yè)由傳統生產(chǎn)管理模式向智能生產(chǎn)管理模式轉變。5G網(wǎng)絡(luò )的建設促進(jìn)了智能生產(chǎn)模式的創(chuàng )新，結合新一代信息技術(shù)，建材企業(yè)建設了無(wú)人智能巡檢、生產(chǎn)實(shí)時(shí)監測、機器視覺(jué)質(zhì)檢等創(chuàng )新應用，這些應用為建材生產(chǎn)、運營(yíng)、質(zhì)量檢測等流程帶來(lái)了便利，幫助企業(yè)優(yōu)化了生產(chǎn)運營(yíng)方式，降低了人工成本，逐步實(shí)現精益生產(chǎn)，與傳統工廠(chǎng)相比提質(zhì)增效的效果十分明顯。
領(lǐng)先企業(yè)已將5G融入生產(chǎn)過(guò)程中
隨著(zhù)5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等“新基建”的加速落地，企業(yè)對“5G＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的認知也逐步明晰。5G網(wǎng)絡(luò )“低時(shí)延、高可靠、大帶寬”的特性，與工業(yè)領(lǐng)域“低時(shí)延、高可靠、廣覆蓋”的網(wǎng)絡(luò )基礎要求緊密契合，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、系統、軟硬件的創(chuàng )新發(fā)展提供了新的方向。
建材行業(yè)將按照《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規劃》《建材工業(yè)智能制造數字轉型行動(dòng)計劃（2021—2023年）》《建材行業(yè)穩增長(cháng)工作方案》等政策規劃，進(jìn)一步夯實(shí)工業(yè)網(wǎng)絡(luò )基礎，提升5G網(wǎng)絡(luò )的覆蓋率和普及率，推動(dòng)5G工廠(chǎng)的建設。目前，建筑材料工業(yè)信息中心與中國信息通信研究院正在牽頭編制《建材行業(yè)5G工廠(chǎng)建設實(shí)施參考指南》，將明確建材行業(yè)建設和發(fā)展5G工廠(chǎng)的主要工作、5G重點(diǎn)應用模式等，為建材企業(yè)建設5G工廠(chǎng)提供指導。
目前，一部分信息化基礎比較好的建材企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始結合5G技術(shù)進(jìn)行數智化生產(chǎn)。在2021年工信部發(fā)布的《第二批“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”十個(gè)典型應用場(chǎng)景和五個(gè)重點(diǎn)行業(yè)實(shí)踐》中，建材行業(yè)被列入五個(gè)重點(diǎn)行業(yè)實(shí)踐。良瓷科技、海螺集團、陜西聲威建材、泰山玻纖等建材企業(yè)利用5G技術(shù)開(kāi)展的生產(chǎn)單元模擬、廠(chǎng)區智能理貨、生產(chǎn)過(guò)程溯源、精準動(dòng)態(tài)作業(yè)等各種應用場(chǎng)景的實(shí)踐，被納入行業(yè)典型實(shí)踐并編制成案例，為行業(yè)5G應用提供參考。
雖然5G與建材行業(yè)融合應用已經(jīng)取得初步進(jìn)展，但是要想在行業(yè)內廣泛地建設5G工廠(chǎng)、進(jìn)一步發(fā)揮5G技術(shù)的價(jià)值，仍然有很多工作需要做。建材行業(yè)存在大量的中小型企業(yè)，其信息化基礎比較薄弱，且5G工廠(chǎng)整體的建設成本較高、建設初期帶來(lái)的直接經(jīng)濟效益有限，這讓很多中小企業(yè)望而卻步。此外，多數建材企業(yè)不具備自主建設5G工廠(chǎng)能力，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)復合型人才儲備有限，當前5G工廠(chǎng)應用規?；瘡椭撇蛔?，建材行業(yè)內缺乏可學(xué)習參考的案例。
因此，現階段分級、分步推進(jìn)5G工廠(chǎng)建設是建材行業(yè)5G應用發(fā)展的重要路徑。在基礎建設方面，建材企業(yè)的數字化能力差異較大，多數大企業(yè)已經(jīng)實(shí)現了工業(yè)網(wǎng)絡(luò )互通及關(guān)鍵裝備的網(wǎng)絡(luò )化改造，但部分中小企業(yè)仍采用傳統模式進(jìn)行生產(chǎn)，在這種情況下，想要用一種策略在建材行業(yè)廣泛進(jìn)行5G工廠(chǎng)建設是困難的；而在應用場(chǎng)景方面，建材行業(yè)細分領(lǐng)域較多，應用需求存在差異，5G技術(shù)在水泥、陶瓷、玻璃等細分領(lǐng)域設計、生產(chǎn)、銷(xiāo)售等過(guò)程中的應用也正在被不斷地嘗試和創(chuàng )新，針對不同級別、不同類(lèi)型的企業(yè)制定不同的5G工廠(chǎng)建設方案，更符合建材行業(yè)企業(yè)的實(shí)際需求，也能更好地實(shí)現5G應用落地。
總而言之，建材行業(yè)對5G網(wǎng)絡(luò )的應用仍處于探索階段，5G工廠(chǎng)配套的技術(shù)要求、標準等尚在完善過(guò)程中，5G在建材行業(yè)的應用價(jià)值仍需要在實(shí)踐中進(jìn)一步發(fā)掘。對建材行業(yè)5G工廠(chǎng)建設推廣，建議現階段從以下3個(gè)方面加大工作力度。
一是推進(jìn)建材行業(yè)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”相關(guān)標準的制定，以標準引導企業(yè)5G工廠(chǎng)的建設。規范5G網(wǎng)絡(luò )基礎建設內容、主要應用場(chǎng)景建設要求、安全防護能力技術(shù)及要求等，促進(jìn)行業(yè)5G工廠(chǎng)技術(shù)標準的不斷完善，推動(dòng)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)在行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的普及。
二是推進(jìn)建材行業(yè)5G工廠(chǎng)試點(diǎn)示范工程建設，為行業(yè)5G工廠(chǎng)建設樹(shù)立新標桿。在行業(yè)內遴選試點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行5G工廠(chǎng)的建設實(shí)踐，在實(shí)踐中不斷積累建設經(jīng)驗，創(chuàng )新應用模式。組織行業(yè)專(zhuān)家評選優(yōu)秀5G工廠(chǎng)、“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應用案例等，形成標桿應用案例集，供行業(yè)企業(yè)學(xué)習借鑒。
三是推進(jìn)建材行業(yè)5G工廠(chǎng)評估體系建設。在現有的5G工廠(chǎng)分級指南基礎上，根據建材行業(yè)數字化轉型發(fā)展情況，構建建材行業(yè)5G工廠(chǎng)評估定級體系，指導建材企業(yè)對自身5G工廠(chǎng)的能力進(jìn)行評估定位，為企業(yè)制定5G工廠(chǎng)發(fā)展策略提供依據。
網(wǎng)絡(luò )安全為行業(yè)數智轉型保駕護航
工業(yè)網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題是許多建材企業(yè)在數字化轉型中關(guān)注的問(wèn)題，一旦聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)設備、工控系統被攻擊，將直接影響相關(guān)環(huán)節的正常生產(chǎn)運行，且建材行業(yè)是一個(gè)典型的流程型行業(yè)，在生產(chǎn)過(guò)程中一處遭到攻擊很可能造成整個(gè)產(chǎn)線(xiàn)的停擺。因此，在建材企業(yè)數字化轉型發(fā)展過(guò)程中需要考慮網(wǎng)絡(luò )安全風(fēng)險問(wèn)題，采取專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)絡(luò )安全防護手段保證智能生產(chǎn)的可靠性和安全性。目前，建材企業(yè)正在著(zhù)力加強工業(yè)網(wǎng)絡(luò )安全防護體系的建設，積極儲備既了解生產(chǎn)工藝又懂信息化的復合型人才，以提升對網(wǎng)絡(luò )安全事件的應對能力，減少對外部供應商的依賴(lài)。
建材行業(yè)對5G工廠(chǎng)建設方面重點(diǎn)需要考慮安全防護能力、安全管理能力、安全運營(yíng)能力等三方面能力體系的建設。安全防護能力的建設是指利用安全防護工具和技術(shù)，在5G工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )層、設備層、控制層等各層級建設安全防護機制，增強5G工廠(chǎng)抵抗外部網(wǎng)絡(luò )攻擊的能力。除了各層級安全防護能力建設之外，建材行業(yè)還需要建立完善的安全管理體系和安全運行監測體系，以防止人為原因導致的網(wǎng)絡(luò )安全事件的發(fā)生。通過(guò)不斷完善安全運行監測體系，實(shí)現對工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )安全情況的實(shí)時(shí)監測，對接行業(yè)、地方安全態(tài)勢感知平臺，及時(shí)發(fā)現并排查網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題，為5G工廠(chǎng)的正常運營(yíng)提供安全保障。
