何時不再“上天入地”？

一走進華菱湘鋼的廠房，灼熱的粉塵撲面而來，四周充斥著刺鼻的鐵鏽味。

“那就是我們天車作業員的工作室。”順著客戶手指的方向望去，我看到了一個透明的天車操作室，離地20多米高。

艱苦的工作環境和有限的自動化水平，是包括華菱湘鋼在內的所有鋼鐵企業的痛點。作為國內領先的鋼鐵企業，客戶有很強的技術敏感性，希望把自己打造成真正意義上的“智慧工廠”，透過5G實現技術升級，啟用遠端操控、無人天車、高畫質影片等5G應用，提升作業效率，改善員工的工作環境。

2019年9月，華為和客戶嘗試做過一次“5G+遠端天車”的演示：工程師不需要爬上20米高的天車操控室，只要坐在舒適的空調房內，就可以遠端控制磁碟，將廢鋼區內的廢鋼吸起，運送到指定區域，進行廢鋼煤爐重造。雖然只是個試點，這卻為所有人打開了無限的想象空間：如果能5平方公里的廠區範圍內全面覆蓋5G網路，讓所有的天車變“聰明”，讓機器自主安全執行，就能把工人從危險、繁重的工作中解放出來，大大提升作業的安全性和效率。

2020年2月，我們作為精品網的專家來到湖南湘潭，希望和一線一起，幫助客戶進一步孵化商業解決方案，把這個實驗局方案變成可批次商用方案。

尋找頻寬問題“治療方案”

作為華菱湘鋼的“明星廠”，五米寬厚板廠是華為和客戶的首個合作專案。

前期為了實驗，華為專案組在室內搭建了一個5G基站，把一個加料天車接入了5G網路，實現了遠端操作。加料是鍊鋼的第一個環節，即向電爐或轉爐內加入鐵水或廢鋼等原材料的操作，而後還要透過造渣、出渣、熔池攪拌、電爐底吹等過程，在轉爐中完成鍊鋼過程，並軋製成各種鋼材的鋼。

但是一看到我們，天車作業員就連連抱怨：“有了這個遠端天車，不用爬上爬下是好，但螢幕經常破圖，看得頭暈。”“天車反應不夠靈敏，老是一卡一卡的。”他們一針見血地指出了“智慧天車”實現的兩大難題，一是頻寬，二是時延。

眾所周知，5G以大頻寬為優勢，相比4G，5G的空口大頻寬能力有數量級的提升，但華菱湘鋼的無線環境、金屬結構複雜，波束極難控制，同時超近基站和終端間距帶來的干擾增加，使5G的大頻寬優勢難以發揮。如何在這樣的嚴苛場景下，保證5G的優勢，是擺在我們面前的第一個難題。

在一切未知的情況下，我們必須要給廠區做一次全面的“體檢”，即測試各種網路效能指標，摸清楚天車接入5G網路後的問題，找到“疾病”的癥結，給出一套可複製的“治療方案”。

第一次上車測試的場景歷歷在目。我沿著一人寬的樓梯爬了十來分鐘，終於到達了吊運廢鋼的天車頂端。天車離地20多米，還在緩緩移動。站在天車上，我的雙腿有些發軟，為了保持平衡，努力地用腳趾抓地。從高空望去，大小不一的廢鋼、廢鐵正橫七豎八地躺在料倉裡，等著天車將它們運送到不遠處的鍋爐里加熱成鐵水。遠處的鋼水帶著的熾熱火焰，紅得發光，看起來著實有些嚇人。

我給自己壯了壯膽，從揹包裡拿出測試儀開始工作：站著、坐著、趴著，反覆測量天車每個點的訊號電平怎麼樣？流量怎麼樣？是不是有丟包？鄰區干擾影響有多大？兄弟們就在5G基站旁或中控室內調整基站、天線的各種引數。每一次調整後，要在天車的不同位置進行驗證，不斷重複這個過程。

為了提升網路效能，我們建議在廢鋼車間部署3個AAU，在這個基礎上進行效能測試調優。在充分的場景測試驗證和調優後，最終每個站點的上行速率能力從原來的100Mbps調高到200Mbps左右。

但是由於攝像頭數量多，且每分每秒都在傳輸海量的影片資料，對於頻寬來說依然是巨大的挑戰。攝像頭不夠清晰，會出現破圖，看不清楚，影響操作員操控天車。但如何規劃站點才能匹配天車對影片的需求，是擺在我們面前的另一個難題。

怎麼辦？碰運氣可不行，需要針對攝像頭和PLC（可程式設計邏輯控制器）分別做業務建模，用科學的公式來指揮我們的行動。為此，我們對攝像頭捕捉的影片進行了深入剖析。

影片是由影象組成的，加上時間軸後“動”起來的。原有的發包機制是每次傳送1個I幀和49個P幀。這就像是1個胖子和49個瘦子一起出門，一個個往外走。門的寬度就是頻寬。如果只有1個攝像頭，比較簡單，1個胖子緊跟在瘦子後面走出來就行了，但如果有6個攝像頭同時工作，幾個胖子就會爭論誰先出門，很可能要大打出手。所以，我們要研究門多大最合適？能同時讓幾個胖子一起出門？CPE的能力決定了門的大小。門不能太大，也不能太小。

在兩個月的時間裡，我們每天都在工廠的各個角落裡測試、調優，透過抓包找到相關因子，得出計算公式，算出到底應該讓幾個“胖子”同時出門，也就是具體應該制定怎樣的發包機制。

對PLC，我們也採取類似的方式進行業務建模。作為控制天車運動的終端裝置，PLC每隔X毫秒就會發一個包，問對端操控室的PLC“收到沒有”，如果沒有反應再重新發一次包。PLC要求每個包必須準確到達另外一端的PLC，而且必須在規定的時間內完成收發，不然天車就會停機。這就像一個特快包裹，如果要在一天之內從北京運送到廣州，要求高速公路沒有堵塞、沒有雨雪天氣、運輸的車輛沒有故障、燃油充足等，我們的目的就是保障交通順暢，道路沒有障礙，車輛能穩定執行。

瓶頸期的靈感一現

透過一系列引數最佳化和射頻調整的舉措，網路效能有了很大改善。可是接下來的一週，專案墜入了瓶頸期：無論我們如何調整基站、天線的引數，效能都沒有任何的改善。特別是鄰區之間的干擾問題一直無法很好地解決。連續好幾天，我們每天信心滿滿地去測，灰頭土臉地回來，分析來分析去，沒有任何頭緒。

“CPE的全向天線太不聽話了，真不能換成定向天線？這樣一來，鄰區干擾就變小了，效能一定有很大提升。”有兄弟問。

“別想了！”另一個兄弟立馬給他潑了冷水。受到高溫、多粉塵環境的選型限制，這款全向天線是我們唯一的選擇。“我們只能最佳化、控制它，不能換掉他。”

“能不能給全向天線加個罩子，遮蔽干擾訊號，改善空口質量？”有人突發奇想。

大家互相對視一眼，覺得這個點子有點意思：“要不，試試看？”

大家抱著期望，把這個加了罩子的天線安上去，一看測試結果，傻了眼：變化幾乎沒有！鄰區訊號干擾一如從前，預想中的奇蹟並沒有發生。“這根本不頂用。”

“會不會是開口位置不對？”有人不信邪。

我們又做了不同開口位置的嘗試，結果還是一樣絕望。

晚上回到酒店，大家都不太想說話。難道我們的調優工作只能止步於此？但我心裡還憋著一股勁兒，再困難的問題也總有解決的方法，有可能是我們沒有找到門道。

專案組網優專家諮詢了射頻專家，覺得鐵質材質發射能力過強，波束不易控制，電磁波的能力不易被吸收，達不到覆蓋控制的效果。“如果鐵盒罩子不行，那就換個電磁效應較弱的材料？比如鋁盒行不行？”我繼續提出自己的想法。

“那就死馬當活馬醫吧！”大家表示贊同，決定再試一把。

沒想到，我們把CPE固定在鋁製成的天線罩裡，並透過控制天線發射角度，效果一下就顯現了——增益提升了10%。這個結果讓我們喜出望外。看來，任何解決方案的孵化都需要多一點的天馬行空和多很多點的堅持。

為了保證生產的穩定性和可靠性，我們還用微波方案給5G方案做了備份，並摸索出一套完整的解決方案，如什麼情況下應該切到備份方案，什麼特徵下是質量劣化，特徵怎麼抽象。這些方案都應用到了具體的交付場景中。

還能更快一點嗎？

頻寬問題的攻克告一段落，時延是我們要攻克的第二個難題。按照理想的設想，天車操作員按了控制桿，天車就要立刻行動，該下降時下降，該左拐時左拐，該右拐時右拐，所見即所得。如果出現過大的延遲，不僅影響作業員的體驗，甚至影響操作安全。

但一開始形勢並不樂觀。傳輸、處理、採集、還原的時間加起來超過200毫秒，作業員總是能夠明顯感知到卡頓，體驗效果不太好。

由於導致時延的因素眾多，測試人員從4人增加到了十幾個人，每個人都拿著手機在不同的關鍵點上測試，希望找到關鍵的影響因素，並把影響降到最低，這就像擰毛巾一樣，能擰出的水分，一滴都不能放過。

首先，我們從傳輸側入手。由於核心網建在長沙，廠區的5G網路需要從湘潭到長沙再轉回來。雖然傳輸專家表示，這隻有幾毫秒的影響，不過為了滿足客戶“資料不出園區”的要求，專案組決定在廠區內建立接入機房，這樣一來，5G網路就不需要去長沙繞一圈，把幾毫秒的時間省出來；第二，MEC（移動邊緣計算）機房和中控室機房之間原本是透過5G網路連線，但其實兩個機房直接用一根光纖即可，不用走5G網路，同樣可以達到效果。這樣又省出了十幾毫秒；第三，在使用者體驗較好的情況下，我們對攝像頭的解析度也同時做了一些處理。這波操作下來，時延有了一定改善。

這其中最難的是無人庫房場景。剛被煅造出來的鋼材，溫度高達1000度，會由天車拉到工廠的無人庫房中。冷卻後再根據訂單需求被運送到不同的出貨口。在這種高溫的場景中，工人需要站在幾十米開外的地方，像操作遙控汽車一樣來操作天車，不僅費時費力，而且異常危險。為此，無人天車的需求應運而生。相比遠端操控的天車，無人天車對時延的要求更加苛刻。如果控制不得當，兩個天車撞在一起，或者天車和貨架撞在一起，而下方剛好有人走過，就可能釀成重大事故。

作為特戰隊成員，我們的任務就是先去探探路，給出一套可行的解決方案。在測試的過程中，我留意到一個細節。雖然我們選型的CPE耐高溫、粉塵，但在這種惡劣環境下工作一段時間，外殼就會覆蓋上一層厚厚的鐵屑，對網路效能造成極大影響。為此，我們還寫了一套維護操作指導，建議工廠的維護人員定期用吹風機吹掉CPE外殼的鐵屑，保證裝置的正常執行。此外，輸出的《湘鋼園區使用者選點結論及建議》《5G 產品效能測試結果》、《園區干擾抑制方案建議》等一系列“治療方案”，奠定了5G ToB面向園區覆蓋的基礎。

後續針對時延問題，專案組專門成立了專題研究小組，集合各領域大牛，經過數月的調優，目前整個廠區的時延已經調整到比較理想的狀態。

5G+AR眼鏡支援復工

到了4月份，為了完成全年的產量，客戶決定在棒材廠增加一條產線，採購的裝置早就到位了，但是由於疫情的影響，德國和奧地利的工程師無法來現場安裝裝置和除錯。沒有他們的指導，裝置根本運轉不起來，也無法生產出符合質量要求的鋼材。於是客戶求助我們：“華為能不能幫我們想想辦法？”

為了不影響正常投產進度，我們決定利用已經部署好的5G網路，快速開通一條跨國專線，搭建湘鋼現場工程師和國外技術人員之間的高速率和低時延通訊網路：現場工程師佩戴AR眼鏡，將記錄的現場環境影片和第一視角畫面，透過5G網路實時推送給位於德國和奧地利的工程師，國外工程師依託AR的實時標註、凍屏標註、音影片通訊、桌面共享等技術，遠端配合湘鋼現場工程師的產線裝配工作。

聽起來很美好，實現起來困難重重。為了讓國外的工程師可以透過調整景深檢視裝置的細節，我們首先要找到符合要求的可變焦高畫質攝像頭，並分別在廠區的四個角安裝一個。

最讓人頭疼是，怎麼能保證湘潭和歐洲兩個國家的同步，不僅畫面要同步，聲音要同步。廠區上了5G速度很快，但是一出國就不行了，從中國到歐洲，走的是海底光纜，網速根本無法支撐這樣的場景。怎麼辦？

“能不能拉一條專線？”有人提議。

“太貴了，不是最優的方案。”立馬有人反對。

“先不說價格，在歐洲還需要獨立的硬體，也寄不過去，太難部署了！”還有人補充道。

“能不能租用一下已有的專線？”我們立馬行動起來，尋找可用資源，沒想到真被我們找到了一家。

原本想著，雙方系統一對接就沒問題了。但真的操作起來，又是問題百出。AR眼鏡拍攝的內容，無法傳遞到伺服器上，國外的工程師什麼都看不到。大家都很著急，這就像是費了千辛萬苦挖出了一條隧道，結果隧道不知道哪兒堵住了，就是過不去。我們只能用排除法來一一排除問題，一點一點地試，把堵塞點找到。歐洲的同事一直在協助測試和驗證，最終我們用了三天時間打通了通道。

未來可期

2020年6月，我們完成解決方案孵化第一階段的任務後，離開了湘潭。但是，鋼爐熊熊燃燒的烈火，廢渣車間瀰漫的煙塵，似乎還在眼前。

依託華菱湘鋼智慧製造，5G toB 湘鋼園區掀開了華菱湘鋼5G技術應用第一幕。5G提供了低至10毫秒的時延，為控制指令下發和指令執行提供“零”延遲體驗。同時，更多充滿想象的5G應用也正在生根發芽中。

在參與專案過程中，我深深體會到，5G toB落地不能憑空想象，更不能坐而論道，需要智慧，更需要行動。逢山開路，遇水搭橋，緊盯目標，開拓進取，是我們的信念。希望5G能真正應用於千行百業，帶來更大的價值。最後用一首詞總結這段難忘的奮鬥時光。

永遇樂

錚錚鐵骨，鏗鏘玫瑰，沙場點兵。

颯爽英姿，風華正茂，再射天狼星。

山中猛虎，海底蛟龍，敢問誰與爭贏！恰此時，嘹歌一響，氣衝斗牛飛鷹。

厲兵秣馬，劍指崑崙，精尖戰場能行！長虹貫日，鵬程萬里，振中華威名。

縱有千古，橫有八荒，無懼道阻難行！憑誰問：小小斥鴳，焉嚇鵬兵！