中鋼5G專網應用首次大公開！不只靠即時影像建立火車數位分身協助駕駛精準接渣清運，更要打造5G天車控制系統實現遠端人機協作

中鋼2年前開始在高雄鋼鐵廠區試導入企業5G專網，結合AIoT應用加速工廠轉型邁向智慧鋼廠，近日首度公開展示最新5G AIoT應用成果，分別應用在智慧製造與智慧軌道運輸場域，不僅已能涵蓋5G遠端協作、虛實整合、遠程操控、行車安全共4大5G AIoT應用，超過16項技術展示，中鋼更透露，目前正在打造5G天車控制系統，要實現天車的遠端人機協作，降低意外風險，甚至可以一次同時操作多具天車完成鋼捲吊運作業。

過去，要操作天車，大多是仰賴人力，進到吊掛於天花板的駕駛座內，操作大型起重機在廠區空中縱橫移動，以便將鋼捲吊送到指定位置，但吊掛人員需爬於高處，且長時間在高溫下作業，對人員安全、工作環境舒適性都是很大考驗。

中鋼幾年前打造一套AI無人天車系統，雖然可以結合RFID 和定位技術做到鋼捲吊運自動化，但僅用於搬運倉庫鋼捲成品，對於生產中的鋼捲半成品 (如粗鋼捲)吊運仍有挑戰，目前還無法全程無人化操作，因此，這部分的搬運作業還是 得靠人工來完成。

儘管還沒全面實現天車無人化操作，但中鋼目前正在打造5G天車控制系統，希望把過去天車人工控制環節集中移到地面上，改透過5G完成天車的控制。以後吊掛人員從控制室就能操控吊車上起重機設備移動，不需要進到天車駕駛座內，就能遠端遙控天車作業。天車上配有多組攝影鏡頭，能即時拍攝現場吊掛影像，以串流方式回傳至地面控制室，讓操作人員進行更細部判斷，甚至也能同步反應控制室操作者每個操控行為，做到精細動作的操作，就像在天車上操控一樣。

「這是只有透過低延遲5G技術，才能達到的效果」中鋼技術副總鄭際昭指出，這也是5G在中鋼工廠最能發揮其效用的地方，甚至，他說，以前天車操作者每次只能操作一臺天車，未來結合5G天車的人機協作，一次就能同時操作多臺天車，進行吊運、卸載等搬運作業，「這就能帶來很大的效益，也是我們目前發展方向。」

中鋼自2021年底開始啟用5G專網，在廠區室內外結合AIoT做應用

中鋼從2021年下半開始規畫建置5G專網，當時中鋼內部成立一個創新前瞻技術研發專案，並將它列為公司內部最高層級研發專案，必須經過董事長核准，才能開始執行，且須由總經理定期追蹤管考實際執行狀況。也反應出，中鋼高層對於採用5G的重視，要在工廠打造新一代通訊網路架構。

為何中鋼非發展5G專網不可？鄭際昭指出，主要希望運用5G在通訊方面最先進技術，提升中鋼的整體競爭力，但他也坦言，起初也不確定它可以帶來什麼效用，但導入過程中，確實發現到5G部分特性，適合運用在工業上，甚至在傳統鋼廠內也能應用得到。他表示，經過一段時間測試驗證，他們找到適合鋼廠應用的場景，可以透過5G，讓loT數據做AI智能化應用，未來將把這些應用方案持續推展，達成智慧製造的願景。

中鋼近日首度公開5G與5G AIoT應用最新成果，分別應用在智慧製造與智慧軌道運輸場域，涵蓋5G遠端協作、虛實整合，遠程操控、行車安全共4大5G AIoT應用、超過16項技術展示。攝影/余至浩

中鋼2021年底開始在廠區內啟用5G網路，希望透過5G技術，結合AIoT技術提高生產效率、人員作業安全等，期間完成了9項5G AloT試範場域應用，其中就有4項是運用在智慧製造應用，包括智能板胚動態監控、鋼帶偏移監控、專家遠端協作，以及AR數位產線實境導覽等。

智慧製造用的5G專網網速，最高可提供每秒152Mb上傳、每秒560Mb下載速度

一開始，中鋼先以熱軋工廠作為5G專網示範場域，來輔助現場操作與維護，他們在長達400米的熱軋產線上部署了3座5G O-RAN開放式基地臺來涵蓋，用於驗證遠端協作、AR虛實整合應用，藉此來達成製程即時監控。智慧製造用的5G專網，經過實測5G上傳頻寬可達每秒152Mb、下載速度也有到每秒560Mb。經過調整頻譜上下傳比例後，上傳最高達230Mbps。

像在設備故障維修上，中鋼就有用到5G結合AR做應用。以往，生產線上遇到機臺設備異常，維修人員必須帶手冊到現場搶修，不僅很不方便，遇到突發狀況必須聯繫專家時，也不容易溝通取得共識。

但現在通過5G虛實整合的方式，現場人員以平板掃描產線設備上AR標籤，就可以獲得現場設備運作即時資訊，包括油壓和溫度值等，除了能夠查看電子版維護手冊、歷史案例外，專家也能透過遠端視訊提供現場人員指導，來排除複雜故障問題。除了使用平板，也能搭配AR眼鏡作業。中鋼表示，透過這樣方式，可節省60％異況排除時間。另外還推出數位產線實境導覽等。

現在通過5G虛實整合的方式，中鋼現場作業人員以平板掃描產線設備上AR標籤，就可以獲得現場設備運作即時資訊，包括油壓和溫度值等，除了能夠查看電子版維護手冊、歷史案例外，專家也能透過遠端視訊提供現場人員指導，來排除複雜故障問題。攝影/余至浩

因為透過自建5G專網基地臺與5G核網，來往返終端設備與機房數據伺服器傳送即時資訊，供現場人員維修作業上查詢使用，因此，在資安防護上也能確保所有資料都保留在工廠內網，不會經過外網，以提高資料傳輸安全性。

靠即時影像建立火車和轉爐數位分身同步現場作業，提高接渣精準度

為了測試和驗證5G特性與功效，除了部署室內型5G專網之外，中鋼還建置一個戶外型5G網路環境，作為另一個5G AIoT試範場域，但不像室內5G專網採用獨立組網(SA)架構，使用N79企業專頻，戶外型5G網路環境則採用NSA非獨立組網架構，結合電信商4G與5G基地臺以及核網來打造，使用N78商用頻段，經實測可提供上傳158 Mbps、下載986 Mbps的傳輸速度。

不只提供現場行車影像畫面，駕駛操控渣車在軌道上移動接渣同時，控制室螢幕畫面上會同時有這臺火車虛擬數位分身，跟著實車移動位置，讓操作者更容易掌握車輛與轉爐距離遠近，好進行接渣的動作，還能根據AI爐渣落點預測，來準確接渣。攝影/余至浩

中鋼以負責轉爐渣清運的渣車線為5G戶外示範場域，驗證5G智慧軌道運輸應用，包括危險作業遠程操控、 渣桶狀態監測、行車安全輔助等。

鋼捲成品生產過程中，渣車線是維持煉鋼製程重要產線，流程上，會由駕駛在地面上用遙控方式操作火車移動到轉爐下方來接渣，接完後火車會在通過軌道把爐渣送到廠內清運。過去轉爐操作人員跟操控火車接渣的駕駛，兩人是獨立運作，有時遇到火車開較快、或轉爐倒比較快時，火車上渣筒就可能漏接，或容易將渣灑出來，渣落到地面就會產生工安風險。由於火車操作者不在車上，而是以目視方式來控制火車接渣，容易有視角不良問題。

為了改善這個問題，中鋼利用5G搭配高解析度攝影機與車輛定位，提供駕駛必要資訊，包括即時行車影像等，彌補駕駛視角不足的問題，讓駕駛即使不在車上也可以做到精準接渣。

值得一提的是，不只提供現場行車影像畫面，駕駛操控渣車在軌道上行進接渣同時，控制室螢幕畫面上會有這臺火車虛擬數位分身，跟著實車移動位置，讓操作人員容易掌握車輛與轉爐距離遠近，中鋼打造出火車和轉爐數位分身模型，利用行車影像、爐下影像，結合AI辨識取得渣桶與轉爐相對位置、轉爐角度及車輛位置等，讓數位分身能與現場的渣車和轉爐動作同步，甚至還提供AI爐渣落點預測，輔助駕駛能夠在安全範圍內控制車子準確接渣，而不會將渣灑出來。

在火車清運過程中，也能透過車上5G攝影機，將前後行車影像回傳到控制室，由人員監看車子前方狀況，後方渣桶狀態，提高轉爐清渣效率。在平交道上也結合AI異物辨識，一旦偵測到有車輛卡住平交道上，就能在平交道柵欄放下的3秒內發出警示，通知駕駛煞車，避免行車意外，也提升軌道運輸安全。

經過一年多5G場域測試後，中鋼也發現5G使用上的一些挑戰，包括建置成本高，較適合重點區域導入，像是天車遠端集控；其次，支援N79專頻可選擇終端產品較少，必須要外接5G Dongle行動網卡才能到連到5G網路，還有在資安防護上，5G設備或基站，尚需取得資安的國際認證。

為了加快5G應用，中鋼目前還成立5G技術應用實驗室，希望可以自主開發5G AIoT技術，應用在智慧製造和智慧軌道運輸兩個場域，包括XR虚擬實境訓練、自走載具技術開發等。

為了測試和驗證5G特性與功效，中鋼在在鋼鐵廠長達400米的熱軋產線上，部署了3座5G ORAN開放式基地臺（如上圖）來涵蓋，作為5G AIoT試範場域，使用N79企業專頻，用於驗證遠端協作、AR虛實整合應用，藉此來達成製程即時監控。攝影/余至浩