中關(guān)通chinaunicom中國聯(lián)通2023年2月 目錄1.25G在工業(yè)數(shù)字化中的關(guān)鍵價(jià)值52.15G賦能工業(yè)數(shù)字化整體架構(gòu)62.25G工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)83.1施耐德項(xiàng)目–多園區(qū)專網(wǎng)賦能“5GLAN+集中化PLC”柔性產(chǎn)線123.2重慶長(zhǎng)安項(xiàng)目–5G網(wǎng)算業(yè)整體方案使能C2M柔性汽車制造143.3美的集團(tuán)項(xiàng)目–基于5G專網(wǎng)的家電制造產(chǎn)業(yè)鏈高效協(xié)同153.4勝利油田項(xiàng)目–5G遠(yuǎn)程數(shù)采和控制助力油田智能化生產(chǎn)173.5廣東仲愷產(chǎn)業(yè)集群項(xiàng)目–基于共享5GMEC賦能中小企業(yè)產(chǎn)業(yè)集群193.6長(zhǎng)城精工項(xiàng)目–5.5GuRLLC承載高要求工業(yè)自動(dòng)控制213.7實(shí)踐案例總結(jié)224.1工業(yè)5G專網(wǎng)場(chǎng)景化解決方案234.2行業(yè)客戶自服務(wù)平臺(tái)254.3工業(yè)5GMEC應(yīng)用生態(tài)264.4工業(yè)5G服務(wù)支撐體系28《中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書》編寫委員會(huì)梁鵬┃范濟(jì)安┃澹臺(tái)新譜┃劉北陽陳丹┃荊雷┃王常玲┃赫罡┃范斌辛榮寰┃楊錦洲┃史全水┃顧俊肖羽┃傅成龍┃邱學(xué)┃趙宇┃王海┃蔡慶宇┃呂濤┃程景浩┃李興林┃陳堅(jiān)光┃王振┃李彬┃關(guān)少峰┃王海征┃呂軒┃唐尚禹┃張艷┃劉凱┃王建偉┃付秀寧┃張倩┃王世如┃尹瀚華閆麗娜┃喬雷┃余暉┃張亮┃王保兵┃苑東平┃施耐德電氣(中國)有限公司 前言底座。工業(yè)制造是5G賦能行業(yè)的重要領(lǐng)域，隨著5G與行業(yè)的結(jié)合更加深中國聯(lián)通在工業(yè)5G領(lǐng)域進(jìn)行了積極的技術(shù)探索和深入的項(xiàng)目實(shí)踐國聯(lián)通基于5G行業(yè)專網(wǎng)PLUS產(chǎn)品體系、5GLAN、uRLLC等關(guān)鍵技術(shù)，打造了施耐德、長(zhǎng)安等多個(gè)業(yè)界領(lǐng)先的5G工業(yè)數(shù)字化項(xiàng)目，產(chǎn)網(wǎng)5G化、5G進(jìn)生產(chǎn)內(nèi)網(wǎng)、5G承載工業(yè)控制，真正實(shí)現(xiàn)了5G承載核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)。5G生產(chǎn)網(wǎng)的商用項(xiàng)目實(shí)踐明確了工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)5G化所帶來的柔性此次發(fā)布的《5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書》基于中國聯(lián)通的技術(shù)探工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型”的整體發(fā)展方向和藍(lán)圖。白皮書對(duì)5G成為工業(yè)數(shù)字化基中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書3 第一章工業(yè)數(shù)字化發(fā)展趨勢(shì)和5G關(guān)鍵價(jià)值中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書4隨著工業(yè)數(shù)字化深入發(fā)展，工業(yè)體系架構(gòu)也不斷演進(jìn)。主要表現(xiàn)為工業(yè)3.0時(shí)代基于ISA-95的多層金字塔體系架構(gòu)正向工業(yè)4.0時(shí)代的兩層體系架構(gòu)發(fā)展。MES、SCADA與ERP在本地邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)上共部署，PLC基于功能和實(shí)時(shí)性逐漸分化為分布式控制單元DCN和集中化化PLC也部署在本地邊緣云，分布式控制單元逐漸與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備融合形成智能化設(shè)備。新型工業(yè)中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書▲現(xiàn)從產(chǎn)線工業(yè)設(shè)備通過5G連接，一跳到平臺(tái)，通過UPF/MEC作為數(shù)和系統(tǒng)對(duì)接?；?G的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)可以簡(jiǎn)化工廠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，建立符合工業(yè)4.0新型融合工業(yè)體系的工業(yè)ICT架構(gòu)?！I(yè)企業(yè)在使用5G作為局域的工業(yè)生產(chǎn)專網(wǎng)的同時(shí)，也可以利用5G的廣域網(wǎng)絡(luò)特性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶側(cè)的遠(yuǎn)程虛擬現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)和支持?；?G的“移中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書6 第二章5G賦能工業(yè)數(shù)字化的技術(shù)和方案通常來講，大型企業(yè)需要使用專用的5G網(wǎng)絡(luò)，包括專用的UPF/MEC節(jié)中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書對(duì)于要求較高的大型企業(yè)，或者5G使用程度本地專用的部署形態(tài)，建設(shè)5G生產(chǎn)網(wǎng)。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)踐的情況，5G專網(wǎng)從能力到可靠性方面已經(jīng)達(dá)到通常的車間生產(chǎn)網(wǎng)要求，可支持企業(yè)構(gòu)建基于5G的無線化柔性工廠。企業(yè)可使用專用5G基站實(shí)現(xiàn)車間內(nèi)部的5G生產(chǎn)網(wǎng)覆蓋，同時(shí)使用入駐到工廠機(jī)房的UPF/MEC節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的本地處理，并具備本地化的網(wǎng)絡(luò)控制功能。5G化的生產(chǎn)網(wǎng)可以支持常用的MES、SCADA、WMS等生產(chǎn)業(yè)務(wù)，以及部分工業(yè)控制類業(yè)務(wù)如集中化PLC等。5G生產(chǎn)網(wǎng)基于5GLAN實(shí)現(xiàn)5G與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的無縫對(duì)中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書82.2.1工業(yè)級(jí)組網(wǎng)5GLAN網(wǎng)的融合，要求5G具備二層通信能要保障外部網(wǎng)絡(luò)事件不能夠影響內(nèi)中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書一架構(gòu)統(tǒng)一管理?；谏鲜隹紤]，需要使用專享的5GUPF/MEC節(jié)點(diǎn)在企業(yè)側(cè)部署，結(jié)合本地化的現(xiàn)5G進(jìn)內(nèi)網(wǎng)的統(tǒng)一架構(gòu)?！?GMEC邊緣計(jì)算是5G網(wǎng)內(nèi)的邊緣算力資源，MEC邊緣計(jì)算的部署與UPF結(jié)合，可以簡(jiǎn)化設(shè)備與分析等系統(tǒng)部署在MEC，實(shí)現(xiàn)從設(shè)備與I/O到服務(wù)之間的數(shù)據(jù)傳輸和應(yīng)用處理全程在5G系統(tǒng)內(nèi)完2.2.2工業(yè)級(jí)能力▲工業(yè)系統(tǒng)尤其是工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延有比較高的要求。從3GPPR15開始，5G技術(shù)不斷發(fā)展，以提升5G確定性低時(shí)延能力。5G可以針對(duì)低時(shí)延需求業(yè)務(wù)配置獨(dú)立的5QI提供差異化服調(diào)度請(qǐng)求）流程引入的等待時(shí)延。PDCP層承擔(dān)著亂序包重排序的功能，避免觸發(fā)上層的亂序重排?；谏鲜瞿芰Y(jié)合UPF下沉部署，可以實(shí)現(xiàn)單向空口時(shí)延≤10ms，已可滿足大量生產(chǎn)網(wǎng)業(yè)務(wù)時(shí)延需隨著5G向5.5G演進(jìn)，為進(jìn)一步提升5GuRLLC高可靠低時(shí)延能力，引入了雙頻互補(bǔ)TDD技術(shù)。通過引入兩段頻率，分別配置為互補(bǔ)的TDD配比，uRLLC業(yè)務(wù)以類似FDD的方式聯(lián)合使用頻率一和TDD配比干擾共存等價(jià)值，進(jìn)一步提升5G承載工業(yè)控制的能力。5G核心網(wǎng)方面，3GPP從R17開始規(guī)劃5G系統(tǒng)與應(yīng)用之間建立周期性業(yè)務(wù)感知，并定義5G核中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書分布式MassiveMIMO技術(shù)，將多個(gè)普通2.2.3工業(yè)級(jí)一網(wǎng)多用5G室內(nèi)定位主要采用3GPP標(biāo)準(zhǔn)的定位協(xié)議流程及UTDOA（UplinkTimeDifferenceof定位精度。3GPPR18正定義基于200MHz/300MHz帶寬的5G定位功能，從而使5G定位可達(dá)到0.3~0.5m的定位精度。室外廣域定位能力，對(duì)比UWB具有頻段低功率大帶來的定位穿透能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。最關(guān)鍵的是，5G室▲傳統(tǒng)RFID最早用于服裝和商超零售，之后逐步擴(kuò)展到工業(yè)控制、能源電力、物流運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)面向這些挑戰(zhàn)，3GPP從R18啟動(dòng)無源物聯(lián)技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)工作。無源物聯(lián)技術(shù)充分利用蜂窩基中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書 第三章中國聯(lián)通5G賦能工業(yè)數(shù)字化實(shí)踐案例中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書施耐德電氣是總部在法國的全球電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，世界500強(qiáng)企業(yè)。其工業(yè)▲步達(dá)成降耗增效的戰(zhàn)略目標(biāo)2）企業(yè)綠色運(yùn)營：施耐德總部與各工廠網(wǎng)絡(luò)互通管理成▲柔性產(chǎn)線是施耐德項(xiàng)目的核心訴求和核心價(jià)值場(chǎng)景。施耐德項(xiàng)目基于5GLAN成功承載PLC工業(yè)控制，并承載實(shí)際日常生產(chǎn)作業(yè)?；谥袊?lián)通5G行業(yè)專網(wǎng)PLUS創(chuàng)新架構(gòu)成功實(shí)現(xiàn)5G與企業(yè)工業(yè)集中PLC對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制。此項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了5G和PLC南向工業(yè)控制的無縫融合，證明了5GLAN架1.5G+PLC工業(yè)控制：利用5G+PLC實(shí)現(xiàn)柔性產(chǎn)線，降低跨品種產(chǎn)線換型時(shí)間，縮短組裝產(chǎn)線2.5G+工業(yè)數(shù)據(jù)采集：利用5G采集工廠內(nèi)產(chǎn)線上各種設(shè)備的配置參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)，并上報(bào)至數(shù)施耐德工廠將部署至少2000個(gè)5GLAN工業(yè)終端來實(shí)現(xiàn)上述應(yīng)用。中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書 管、5G專網(wǎng)管家平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)總部集約化管理；三個(gè)平臺(tái)使用既有的MPLSVPN專線實(shí)現(xiàn)跨廠區(qū)互2.行業(yè)首商用基于5GLAN的5G+PLC工業(yè)4.0柔性產(chǎn)線：采用5G專網(wǎng)30ms@99.95%高可靠能力和PLC南向集中化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)有線產(chǎn)線向無線柔性產(chǎn)線升級(jí)。全球首個(gè)采用5GLAN商用部▲5G+PLC帶來的柔性產(chǎn)線有效解決了施耐德產(chǎn)能不平衡和投資回報(bào)率低帶來的矛盾：跨品種產(chǎn)線換型可控制在10分鐘內(nèi)，組裝產(chǎn)線的人工工時(shí)縮短23%，單條柔性產(chǎn)線可替代3條傳統(tǒng)U型線，最終節(jié)省47%的投資。5G+PLC南北向打通的成功實(shí)踐，也為之后5G+云化PLC的落地起到積極的助中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書▲并基于5G邊緣計(jì)算進(jìn)行vPLC的部署。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了基于5G構(gòu)建工廠生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，替代PLC北向的工業(yè)中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書 ▲▲基于5GLAN技術(shù)，原生支持二層工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議并承載PLC工業(yè)控制，以5G替代有線，產(chǎn)基地。2022年《財(cái)富》世界500強(qiáng)排名第245位。美的集團(tuán)廚熱事業(yè)部順德工廠是全球第一大洗碗▲隨著美的集團(tuán)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，利用5G等數(shù)字化手段推進(jìn)智能制造轉(zhuǎn)型和持續(xù)改善的產(chǎn)業(yè)協(xié)同中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書▲2.5G+ULCL智能貨車自動(dòng)隨行預(yù)約：過往美的物流車輛需要手動(dòng)預(yù)登記進(jìn)入園區(qū)，進(jìn)入后需要人工指引物流貨車前往指定停車區(qū)域停放，人員定期巡檢車輛停放是否規(guī)范。通過5G+ULCL智能中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書 現(xiàn)3000臺(tái)物流車實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)預(yù)約，年節(jié)省物流成本3600萬元。3.5GLAN+鈑金AI視覺檢測(cè)：過往供應(yīng)來料存在不良率高、退貨返▲▲▲中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書▲中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書 1.基于5G切片的SLA保障技術(shù)：針對(duì)不同業(yè)務(wù)，使用5G切片進(jìn)行不同業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)保障。對(duì)于遠(yuǎn)2.5G大帶寬廣連接：依托5G大帶寬、廣連接特性，實(shí)現(xiàn)單個(gè)基站覆蓋150口油井的高密度場(chǎng)景▲5G和MEC作為工業(yè)數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施，也可以基于共享的模式，實(shí)現(xiàn)面向產(chǎn)業(yè)集群和產(chǎn)業(yè)園的數(shù)的5G和MEC針對(duì)集成中小企業(yè)業(yè)務(wù)差異大、成本敏感等特點(diǎn)，積極探索5G行業(yè)專網(wǎng)極簡(jiǎn)化和5G公▲中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書1.5G+數(shù)據(jù)采集：結(jié)合5GMEC邊緣云技術(shù)及5G切片技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線設(shè)備的泛在連接及時(shí)延敏2.5G+AI質(zhì)檢：通過5G搭配深度學(xué)習(xí)算法及AI視覺技術(shù)，對(duì)人員工藝行為▲通過搭建一張行業(yè)虛擬專網(wǎng)，統(tǒng)一承接集群接部署于MEC平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)就近接入，重點(diǎn)面向仲愷電子信息產(chǎn)業(yè)集群搭建5G產(chǎn)業(yè)集群數(shù)字化轉(zhuǎn)型服本次集群項(xiàng)目創(chuàng)新的商業(yè)模式，通過面向集群的共享技術(shù)體系，為企業(yè)提供低成本的5G專網(wǎng)升中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書 ▲術(shù)（uRLLC探索建設(shè)首條5G汽車焊裝柔性試制▲1.工具切換場(chǎng)景：5.5GuRLLC可實(shí)現(xiàn)主PLC和機(jī)械臂控制柜對(duì)工具的全生命周期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與▲5.5GuRLLC替代有線承載PLC南向工業(yè)控制OT系統(tǒng)。通過互補(bǔ)TDD技術(shù)保障高可靠極低時(shí)延4ms@99.999%，1年0宕機(jī)；支持RT業(yè)務(wù)和NRT業(yè)務(wù)一張網(wǎng)，產(chǎn)線扁平化組網(wǎng)，降低組網(wǎng)成本和組網(wǎng)復(fù)雜度；利用5.5G承載PROFINET、EthernetNet/IP等工業(yè)協(xié)議。中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書端時(shí)延小于4ms并保持高穩(wěn)。三是工業(yè)控制應(yīng)用創(chuàng)新，5G與工業(yè)的融合將加速機(jī)器人遠(yuǎn)實(shí)用。通過深度的技術(shù)探索以及項(xiàng)目實(shí)踐，中國聯(lián)通已經(jīng)具備了以5G賦能工業(yè)制造數(shù)字化的核心能中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書 第四章中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化整體體系4.1.1通用5G專網(wǎng)PLUS中國聯(lián)通基于5GC2B“集中一朵云、分布一張網(wǎng)”的立體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，持續(xù)創(chuàng)新5G專網(wǎng)PLUS產(chǎn)中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書安全隔離的工業(yè)5G專網(wǎng)能力，同時(shí)可提供高可靠UPF、5GLAN等專網(wǎng)增值能力，典型案例如施耐4.1.2工業(yè)行業(yè)專網(wǎng)產(chǎn)品3.0/精密裝備制造企業(yè)業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)版/增強(qiáng)版。標(biāo)準(zhǔn)版基礎(chǔ)產(chǎn)品為獨(dú)享UPF/MEC+5G基站，增強(qiáng)版基礎(chǔ)產(chǎn)品為獨(dú)享5GC/MEC+5G基站；專網(wǎng)增值產(chǎn)品根據(jù)裝備制造實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)專網(wǎng)的差異化需求，中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦能工業(yè)數(shù)字化白皮書 延優(yōu)化包(<50ms)等，又如在AR輔助場(chǎng)景中融合AR輔助上行增強(qiáng)包質(zhì)量發(fā)展。中國聯(lián)通5G專網(wǎng)體系3.0“十大場(chǎng)景化5G4.2.1企業(yè)自助運(yùn)維管理4.2.2工業(yè)應(yīng)用能力開放和協(xié)同5G專網(wǎng)管家提供基于專網(wǎng)的終端位置服務(wù)。一方面提供終端實(shí)時(shí)位置信息滿足AGV等應(yīng)用需中國聯(lián)通5G專網(wǎng)賦