5G工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)白皮書

算網(wǎng)融合內(nèi)生確定性一站式服務(wù)

2023年06月

中興通訊股份有限公司

目錄

13

產(chǎn)業(yè)發(fā)展和演進(jìn)展望02生產(chǎn)域的專網(wǎng)部署15

3.15G現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)15

23.25G現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)部署模式16

生產(chǎn)域需求和挑戰(zhàn)033.2.15G現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)獨(dú)立部署模式16

3.2.25G現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)預(yù)集成模式19

2.1行業(yè)場(chǎng)景需求03

3.2.35G園區(qū)網(wǎng)&現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)協(xié)同部署模式21

2.1.1物流-自動(dòng)分揀03

3.2.45G園區(qū)網(wǎng)&5G現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)合一部署模式22

2.1.23C制造-柔性生產(chǎn)04

2.1.3汽車制造-柔性工島生產(chǎn)05

2.1.4裝備制造-產(chǎn)線服務(wù)06

2.1.5鋼鐵-無(wú)人行車074

2.1.6煤礦-綜采面085G現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)23

2.1.7露天礦-無(wú)人礦卡094.1網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)23

2.1.8港口-龍門吊10

4.1.1現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)23

2.1.9化工-裝置區(qū)12

4.1.2現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)的可靠性25

4.1.3功能安全保障31

2.2生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)專網(wǎng)對(duì)5G能力要求134.1.4ToB/ToC網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)32

01

4.2算力關(guān)鍵技術(shù)345

4.2.1現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)算力載體34實(shí)踐案例45

4.2.2算力服務(wù)化架構(gòu)35

5.1新北洋物流自動(dòng)分揀線應(yīng)用46

中興南京濱江工廠數(shù)字化自動(dòng)產(chǎn)線應(yīng)用

4.3業(yè)務(wù)支撐能力375.246

5.3廣州明珞５G原生裝備制造生產(chǎn)線48

4.3.1云化PLC37

5.4上汽通用五菱汽車制造智能島49

4.3.2視頻優(yōu)化38

5.5武鋼無(wú)人天車改造50

4.3.3融合定位平臺(tái)40

5.6黃陵礦綜采面50

4.3.4前置機(jī)數(shù)采40

5.7西灣露天礦52

4.3.5云化AGV調(diào)度臺(tái)41

5.8博世工業(yè)園區(qū)54

4.4企業(yè)自服務(wù)41

4.4.1免規(guī)劃，精準(zhǔn)建模與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃41

4.4.2免調(diào)測(cè)，快速建站426

4.4.3免運(yùn)維，業(yè)務(wù)視角自動(dòng)化運(yùn)維43總結(jié)和展望53

78

附錄：縮略語(yǔ)54參考文獻(xiàn)56

02

1產(chǎn)業(yè)發(fā)展和演進(jìn)展望

工業(yè)不僅僅是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)，更是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。近年來(lái)，我國(guó)陸續(xù)推出《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”

行動(dòng)計(jì)劃》（以下簡(jiǎn)稱揚(yáng)帆行動(dòng)）和《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案》等政策，促進(jìn)產(chǎn)

業(yè)各界進(jìn)行5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合創(chuàng)新發(fā)展，將推動(dòng)制造業(yè)從單點(diǎn)、

局部的信息技術(shù)應(yīng)用向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化轉(zhuǎn)變，從而有力支撐制造強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)建設(shè)。

“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”已經(jīng)逐漸成為加速中國(guó)新型工業(yè)化進(jìn)程的重要支撐。

在近年來(lái)數(shù)字經(jīng)濟(jì)大潮推動(dòng)下，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”創(chuàng)新發(fā)展，已經(jīng)取得階段性成效，部分領(lǐng)域

已經(jīng)從示范走向復(fù)制，根據(jù)歷年綻放杯的參賽項(xiàng)目數(shù)據(jù)看來(lái)，2022年參賽項(xiàng)目超2.8萬(wàn)個(gè)，其

中商業(yè)落地&可復(fù)制的占比已超56%。在規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，也凸顯出一些問題：當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)

網(wǎng)的典型應(yīng)用以單一環(huán)節(jié)的數(shù)字化改造為主，沒有形成統(tǒng)一的建設(shè)方案，“單點(diǎn)”業(yè)務(wù)還可能會(huì)

進(jìn)一步為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來(lái)更多信息孤島；此外，傳統(tǒng)企業(yè)的IT、OT網(wǎng)絡(luò)往往由不同廠家建設(shè)，

并由獨(dú)立的部門分別管理，在企業(yè)內(nèi)部也形成了一道道“墻”，企業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型仍處在初級(jí)

階段。2022年9月，工業(yè)和信息化部印發(fā)《5G全連接工廠建設(shè)指南》（以下簡(jiǎn)稱全連接工廠），

旨在進(jìn)一步推動(dòng)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合應(yīng)用從典型場(chǎng)景向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)性建設(shè)，此舉也標(biāo)志著

“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”由起步探索階段邁向深耕細(xì)作階段。5G全連接工廠是充分利用以5G為代

表的新一代信息通信技術(shù)集成，打造新型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，新建或改造產(chǎn)線級(jí)、車間級(jí)、工

廠級(jí)等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，形成生產(chǎn)單元廣泛連接、信息（IT）運(yùn)營(yíng)（OT）深度融合、數(shù)據(jù)要素充分利用、

創(chuàng)新應(yīng)用高效賦能的先進(jìn)工廠。

本白皮書，旨在“揚(yáng)帆行動(dòng)“和“全連接工廠”的指導(dǎo)方針下，結(jié)合中興通訊和運(yùn)營(yíng)商以及各行

業(yè)伙伴一起進(jìn)行的廣泛實(shí)踐和優(yōu)化迭代的經(jīng)驗(yàn)，輸出覆蓋端/網(wǎng)/云/業(yè)的一站式的產(chǎn)品方案及服

務(wù)，通過(guò)算網(wǎng)融合的底座，內(nèi)生確定性的保障，一站式的服務(wù)，面向各行業(yè)伙伴呈現(xiàn)一套詳細(xì)的

工廠級(jí)、產(chǎn)線級(jí)、車間級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)的建設(shè)思路和細(xì)化流程，將“全連接工廠”的理念落到實(shí)處，

從而助力不同類型的企業(yè)按需實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)域的轉(zhuǎn)型升級(jí)，加快“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”新技術(shù)新場(chǎng)景新

模式向工業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域各環(huán)節(jié)深度拓展，推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)、降本、增效、綠色、安全發(fā)展。

03

2生產(chǎn)域需求和挑戰(zhàn)

2.1

行業(yè)場(chǎng)景需求生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)是指以完成生產(chǎn)任務(wù)為核心的一系列活動(dòng)場(chǎng)所，它包括各基本生產(chǎn)車間的作業(yè)場(chǎng)所，其

核心部門是生產(chǎn)部門。全連接工廠定義了產(chǎn)線級(jí)、車間級(jí)、工廠級(jí)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。在不同的行業(yè)，

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)不同生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)以及不同的生產(chǎn)域作業(yè)。接下來(lái)，我們以下列不同行業(yè)典型的生產(chǎn)域

作業(yè)先做個(gè)場(chǎng)景化分析：

2.1.1

物流隨著電子商務(wù)、快遞等行業(yè)的蓬勃快速發(fā)展，物流分揀行業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，物流分揀中心作為中樞

自動(dòng)分揀節(jié)點(diǎn)，對(duì)提升物流效率越來(lái)越重要。傳統(tǒng)的分揀中心，依靠人工分揀，效率低，錯(cuò)誤率高，成本高，導(dǎo)

致快遞積壓，時(shí)效性差，無(wú)法應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的快遞業(yè)務(wù)量需求。自動(dòng)化分揀正在成為物流行業(yè)自動(dòng)化轉(zhuǎn)

型的典型應(yīng)用。

一般自動(dòng)化分揀系統(tǒng)的核心是直線或環(huán)形交叉帶分揀機(jī)和矩陣分揀機(jī)，直線分揀機(jī)系統(tǒng)由上包臺(tái)，六面

掃讀碼機(jī)，分揀小車等設(shè)備組成，分揀機(jī)中的小車隊(duì)列沿著軌道高速運(yùn)動(dòng)，每輛小車載有由獨(dú)立動(dòng)力驅(qū)

動(dòng)的輸送帶，與小車運(yùn)行方向垂直運(yùn)動(dòng)，貼有條碼單的貨件經(jīng)半自動(dòng)化或全自動(dòng)導(dǎo)入臺(tái)快速導(dǎo)入分揀機(jī)

小車，經(jīng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)定位目的地后，小車皮帶快速轉(zhuǎn)動(dòng)卸載貨物實(shí)現(xiàn)貨物分揀。

圖2-1自動(dòng)化分揀設(shè)備

04

SCADA服務(wù)器六面掃讀碼

PC

交換機(jī)（千兆）

掃碼槍掃碼相機(jī)

PLC1512

上包臺(tái)讀碼西門子交換機(jī)

PC

PLC1215PLC1215PLC1215

小車485驅(qū)動(dòng)器485驅(qū)動(dòng)器小車

小車485驅(qū)動(dòng)器485驅(qū)動(dòng)器小車

伺服傳感按鈕指............變頻器變頻器傳感塔燈按鈕小車編輸送傳

電機(jī)器示燈小車485驅(qū)動(dòng)器485驅(qū)動(dòng)器小車器碼器感器

人工上包臺(tái)線上電輥筒分揀線拖動(dòng)供包輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)格口滑槽包裹位置檢測(cè)

圖2-2自動(dòng)化分揀系統(tǒng)

現(xiàn)有分揀機(jī)系統(tǒng)大部分采用有線連接，布線復(fù)雜，僅移動(dòng)的分揀小車采用WLAN無(wú)線方式，配合漏波

電纜完成無(wú)線信號(hào)的部署，而借助高性能的5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)替代傳統(tǒng)的有線和WLAN來(lái)構(gòu)建自動(dòng)分揀中

心，將極大地簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)部署，是自動(dòng)化分揀系統(tǒng)升級(jí)的最佳方式。5G應(yīng)用于自動(dòng)化分揀系統(tǒng)，整體有

如下核心需求：

確定性網(wǎng)絡(luò)性能：自動(dòng)分揀系統(tǒng)通過(guò)PLC對(duì)各環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，比如分揀小車以2～3米/秒速度滾動(dòng)，

編碼器實(shí)時(shí)上報(bào)小車坐標(biāo)，PLC計(jì)算并準(zhǔn)確發(fā)出指令到小車，需要有低時(shí)延可靠穩(wěn)定的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)保障。

應(yīng)用的云化部署：現(xiàn)有多臺(tái)PLC單獨(dú)部署，控制孤立，希望PLC云化部署來(lái)實(shí)現(xiàn)集中遠(yuǎn)程的控制；

同時(shí)上包臺(tái)、六面掃讀碼機(jī)、WCS應(yīng)用服務(wù)器也希望云化部署；希望通過(guò)集中、云化的統(tǒng)一部署，降

低部署成本，助力信息化升級(jí)，提升分揀效率。

2.1.2

3C制造3C制造車間一般是在一個(gè)大型廠房?jī)?nèi)設(shè)置多個(gè)功能區(qū)，每個(gè)功能區(qū)部署不同的產(chǎn)線，每條產(chǎn)線按產(chǎn)品

柔性生產(chǎn)工藝流程完成零部件生產(chǎn)、模塊封裝（SMT/LCM）、整機(jī)裝配、產(chǎn)品測(cè)試、成品包裝等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

工廠在已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線自動(dòng)化基礎(chǔ)上，期望借助5G實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂、PLC的聯(lián)網(wǎng)及云化，結(jié)合區(qū)域內(nèi)多個(gè)產(chǎn)

線的數(shù)采、AGV協(xié)同上下料、機(jī)器視覺應(yīng)用，進(jìn)一步向數(shù)字化、智能化演進(jìn)。

典型應(yīng)用場(chǎng)景如整機(jī)自動(dòng)化裝配測(cè)試產(chǎn)線，包括多個(gè)測(cè)試環(huán)島，通過(guò)機(jī)械臂取放被測(cè)件到多套測(cè)試夾具

做并行裝配/測(cè)試。其中涉及PLC控制機(jī)柜、本地運(yùn)行MAT（制造自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)）、MDS（制造

數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)）和位于數(shù)據(jù)中心的MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))。

05

圖2-3自動(dòng)化裝配測(cè)試產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)示例

自動(dòng)化產(chǎn)線對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求：01.聯(lián)網(wǎng)/云化/無(wú)線化：當(dāng)前產(chǎn)線如環(huán)島集成度高，線纜繁雜，不利于柔性化生產(chǎn)，迫切無(wú)線化；

AGV、PLC、機(jī)械臂等需要聯(lián)網(wǎng)和數(shù)采，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程可視和產(chǎn)線預(yù)測(cè)性維護(hù)；PLC、機(jī)器視覺需要

云化集中處理提升效率；

02.網(wǎng)絡(luò)確定性：承載工業(yè)PLC協(xié)議、AGV上下料業(yè)務(wù)，需支持<20ms@99.99%低時(shí)延；機(jī)器視

覺應(yīng)用需要>80Mbps每路的大帶寬；

03.網(wǎng)絡(luò)可用性：云化對(duì)網(wǎng)絡(luò)可用性提出高要求，要求7*24小時(shí)運(yùn)行，月故障時(shí)間<10小時(shí)，單次

<8小時(shí)，設(shè)備更換時(shí)間<60分鐘，人工干預(yù)間隔>30分鐘；

04.網(wǎng)絡(luò)部署/改造周期：期望網(wǎng)絡(luò)快速部署/改造以及快速穩(wěn)定運(yùn)行，減少對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的影響；

05.自運(yùn)維及安全：工廠有自己的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，提出了自運(yùn)維及對(duì)接融合的要求；工廠有專業(yè)的信

息安全團(tuán)隊(duì)，對(duì)5G技術(shù)應(yīng)用引入的新的安全場(chǎng)景，期望有全面分析及判斷。

2.1.3

汽車制造新能源汽車時(shí)代，用戶的用車需求呈現(xiàn)出多元化、個(gè)性化、千車千樣的升級(jí)趨勢(shì)，競(jìng)爭(zhēng)也愈加激烈。汽

柔性工島生產(chǎn)車制造要滿足對(duì)柔性的極致需求，引入了工島的形式，當(dāng)前存在兩大問題：

01.在工島之間采用AGV做產(chǎn)線物流，運(yùn)送半成品配件，AGV密度高。如果采用傳統(tǒng)WIFI覆蓋，容

易出現(xiàn)切換斷網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)擁塞卡頓的問題，影響生產(chǎn)物流效率，嚴(yán)重甚至導(dǎo)致產(chǎn)線停線。

02.工島間PLC的控制協(xié)同為東西向C2C通訊，以及PLC與遠(yuǎn)程IO的C2IO通訊，采用有線連接，

工島布局變更時(shí)需要重新布線，帶來(lái)額外的部署周期及成本。

06

圖2-4汽車裝配產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)示例

采用5G無(wú)線連接，可以很好01.長(zhǎng)連接：減少切換時(shí)延甚至消除切換，網(wǎng)絡(luò)良好覆蓋需保障AGV業(yè)務(wù)不斷鏈；

的解決上述兩個(gè)問題，該場(chǎng)景

對(duì)5G的需求包括：02.時(shí)延確定性：保障汽車產(chǎn)線的PLC通訊確定性需求，即支撐相應(yīng)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議承載，并滿足現(xiàn)

場(chǎng)PLC應(yīng)用參數(shù)下長(zhǎng)期不斷鏈；

03.綜合大容量：滿足產(chǎn)線區(qū)域內(nèi)大上行、時(shí)延敏感等各類業(yè)務(wù)的用戶數(shù)、業(yè)務(wù)容量需求，包括生產(chǎn)控

制、生產(chǎn)管理類業(yè)務(wù)；

04.縮短部署/改造周期：期望網(wǎng)絡(luò)快速部署、改造以及快速穩(wěn)定，減少對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的影響；

05.自運(yùn)維及安全：生產(chǎn)停線帶來(lái)直接生產(chǎn)損失，要求盡可能避免，發(fā)生后也盡快恢復(fù)，要求5G網(wǎng)絡(luò)

應(yīng)該具備自運(yùn)維、自恢復(fù)能力。

2.1.4

裝備制造裝備制造車間和3C制造類似，一般是在一個(gè)大型廠房?jī)?nèi)設(shè)置多個(gè)功能區(qū)，每個(gè)功能區(qū)部署不同的產(chǎn)線，

產(chǎn)線服務(wù)每條產(chǎn)線按產(chǎn)品工藝流程完成鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、熱處理、涂裝、裝配等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

裝備制造的不同產(chǎn)線一般由不同產(chǎn)線集成商提供，自動(dòng)化產(chǎn)線的數(shù)字化通過(guò)產(chǎn)線設(shè)備全連接、數(shù)據(jù)采集、

數(shù)字孿生等手段，為產(chǎn)線提供全生命周期服務(wù)，包括產(chǎn)線規(guī)劃設(shè)計(jì)、集成調(diào)試、持續(xù)工藝監(jiān)測(cè)優(yōu)化、預(yù)

測(cè)性維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷等。

圖2-5自動(dòng)化產(chǎn)線全生命周期服務(wù)

07

自動(dòng)化產(chǎn)線全生命周期01.產(chǎn)線/現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)本地實(shí)時(shí)閉環(huán)：由于工藝流程不同和產(chǎn)線集成商不同，每條產(chǎn)線形成相對(duì)獨(dú)立的功

服務(wù)對(duì)5G專網(wǎng)需求：能體，產(chǎn)線設(shè)備數(shù)據(jù)采集、設(shè)備PLC控制和生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控大都在產(chǎn)線內(nèi)部形成閉環(huán)，對(duì)數(shù)據(jù)安全、時(shí)

延抖動(dòng)要求較高，需要產(chǎn)線/現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)本地卸載和實(shí)時(shí)處理；

02.云網(wǎng)業(yè)協(xié)同：當(dāng)前產(chǎn)線應(yīng)用如SCADA、PLC、MES、智能制造服務(wù)平臺(tái)等與網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立，IT/

OT/CT難以融合，數(shù)據(jù)價(jià)值難利用，希望借助云網(wǎng)業(yè)超融合平臺(tái)實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)業(yè)一體化，從而將網(wǎng)絡(luò)與產(chǎn)

線工藝和流程深度融合；

03.柔性化/無(wú)線化：裝備制造為典型的離散制造行業(yè)，產(chǎn)品定制化高，現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)以有線

為主，多層級(jí)、多匯聚、布線難、運(yùn)維難、靈活性差，不能滿足柔性生產(chǎn)的需求，需要扁平化、無(wú)線化、

柔性化網(wǎng)絡(luò)；

04.標(biāo)準(zhǔn)化、易部署、自運(yùn)維：需要標(biāo)準(zhǔn)化、輕量化、免規(guī)劃、免調(diào)測(cè)、免運(yùn)維、快速開通的網(wǎng)絡(luò)。

2.1.5

鋼鐵鋼鐵行業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)，從云網(wǎng)協(xié)同向云網(wǎng)融合發(fā)展，通過(guò)OT、IT、CT技術(shù)的融合，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、

無(wú)人行車5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及人機(jī)交互技術(shù)等技術(shù)帶入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，再輔之以創(chuàng)新應(yīng)用和制造控制系統(tǒng)的深度融合，

推動(dòng)鋼鐵行業(yè)突破傳統(tǒng)模式下的技術(shù)瓶頸并向智能化智慧化方向轉(zhuǎn)型。這里以無(wú)人行車為例進(jìn)行分析。

行車是鋼鐵行業(yè)作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，存量巨大，普遍用于鋼鐵廠熱軋、冷軋生產(chǎn)線和成品庫(kù)吊運(yùn)鋼卷。傳

統(tǒng)行車的作業(yè)需要司機(jī)長(zhǎng)期低頭彎腰作業(yè)，容易患上頸椎、腰椎等職業(yè)病，同時(shí)行車作業(yè)屬于高空作業(yè)，

存在安全風(fēng)險(xiǎn)，工作環(huán)境惡劣，招人困難。此外，傳統(tǒng)行車依靠司機(jī)駕駛，還需要地面指揮工配合，整

體效率低下。當(dāng)前，行車已經(jīng)走在無(wú)人化改造的前列，通過(guò)為行車加裝夾鉗傳感器、測(cè)距/防撞激光、

車載角度測(cè)量?jī)x、防搖擺控制器、稱重測(cè)量?jī)x表、限位開關(guān)及傳感器等控制裝置和地面反光板，通過(guò)打

通車載PLC以及WMS庫(kù)管系統(tǒng)后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智能行車與各生產(chǎn)工序、倉(cāng)庫(kù)物料、工廠管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)

據(jù)交換，貫通進(jìn)料、上料、生產(chǎn)、下線、存儲(chǔ)、發(fā)貨等多環(huán)節(jié)信息流，全面優(yōu)化物流工藝流程，大幅提

升行車運(yùn)行的安全系數(shù)和整體效率。

圖2-6鋼鐵行業(yè)遠(yuǎn)控

08

以無(wú)人行車為例的鋼鐵行業(yè)01.網(wǎng)絡(luò)可靠性要求高：鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)普遍是全年不間斷進(jìn)行，用于支撐業(yè)務(wù)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也要滿

對(duì)5G專網(wǎng)需求：足365天×24小時(shí)、全天候生產(chǎn)需求。鋼鐵廠內(nèi)部作業(yè)環(huán)境普遍不佳，有高溫、多塵等因素的不利影響，

對(duì)設(shè)備工作環(huán)境提出較高要求。

02.無(wú)線環(huán)境的精細(xì)化規(guī)劃及設(shè)計(jì)需求：鋼鐵廠房?jī)?nèi)部的大量鋼結(jié)構(gòu)廠和大型設(shè)備也對(duì)電磁波的正常傳

播產(chǎn)生較大的干擾，存在網(wǎng)絡(luò)干擾大、反射多等不利因素。部分企業(yè)還存在一些其它無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，如WiFi等，

還需要同步考慮對(duì)其它無(wú)線系統(tǒng)的共存和替代。

03.大帶寬業(yè)務(wù)對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)要求高：如行車改造后會(huì)加裝高清攝像頭，多部行車同時(shí)工作，高清視頻監(jiān)

控將對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬產(chǎn)生數(shù)百M(fèi)bps的大帶寬需求，對(duì)空口回傳網(wǎng)絡(luò)造成巨大傳輸壓力。

2.1.6

煤礦綜采面是煤炭的第一生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)礦區(qū)大小的不同，綜采面大小不一，一般寬度300m，長(zhǎng)度

綜采面2km，安全起見，煤礦綜采面一般不超過(guò)2個(gè)。綜采面關(guān)鍵設(shè)備包括采煤機(jī)、輸送機(jī)和液壓支架。采

煤機(jī)用于割煤，液壓支架用于支護(hù)工作面煤壁，刮板輸送機(jī)則用于輸送采煤機(jī)割下的煤。綜采面的主要

工藝流程，先由采煤機(jī)上邊的炮頭不停的旋轉(zhuǎn)切割煤層，然后煤層在重力作用下落在刮板上，刮板面上

有旋轉(zhuǎn)的三向撥輪將落下的煤屑刮到輸送機(jī)上，輸送機(jī)是靠圓環(huán)鏈傳動(dòng)，最后輸送到運(yùn)輸機(jī)，運(yùn)出煤礦。

圖2-7煤礦綜采面

綜采面目前存在以下業(yè)務(wù)痛01.高風(fēng)險(xiǎn)：綜采面具有作業(yè)空間狹小、機(jī)械設(shè)備多、視覺環(huán)境差、溫度高的特點(diǎn)，其安全事故頻發(fā)，

點(diǎn)，智能化改造需求迫切：嚴(yán)重影響了整個(gè)煤礦的安全管理工作，是煤礦安全管理工作中的重點(diǎn)區(qū)域。

02.高成本：由于井下特殊的工作環(huán)境，井下工作人員難以招募，且人工效率較低，生產(chǎn)規(guī)模難以有效

提升?；夭晒ぷ髅婀ぷ鳝h(huán)境和狀態(tài)對(duì)人體傷害較大，因此人力成本逐漸增高。

03.難運(yùn)維：對(duì)于井下業(yè)務(wù)系統(tǒng)，部署方式基本上為有線部署，在井下狹小的空間內(nèi)，大規(guī)模的線纜部

署給綜采面的日常維護(hù)工作帶來(lái)了極大的麻煩，運(yùn)維較困難，效率低下。

09

04.無(wú)線化：工作環(huán)境復(fù)雜，設(shè)備不斷移動(dòng)，線纜易折斷，存在無(wú)線替代有線的需求。

綜采面的智能化改造，是指在不需要人工直接干預(yù)的情況下，采掘裝備通過(guò)智能感知、智能調(diào)控、自主

導(dǎo)航獨(dú)立完成采掘作業(yè)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，5G網(wǎng)絡(luò)以其低時(shí)延大寬帶大連接的能力，可以為綜采

面提供一個(gè)可靠高效的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，支撐視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、信息采集、人員通訊等業(yè)務(wù)的應(yīng)用，推進(jìn)

綜采面“減人”、“少線”等迫切需求的解決。智能綜采面對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的主要訴求包括：

數(shù)據(jù)井下閉環(huán)，網(wǎng)斷業(yè)不斷：在井下綜采面的順槽，設(shè)有綜采面順槽集控中心，由視頻監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制、

語(yǔ)音通話、安全監(jiān)控等功能組成，是整個(gè)工作面協(xié)調(diào)控制的大腦。所有綜采面的傳感器信息、視頻監(jiān)控

信息，都需要先送到集控中心；對(duì)煤機(jī)、支架等的控制指令，也是從集控中心發(fā)出。因此需要通過(guò)5G

技術(shù)，部署一張覆蓋整個(gè)綜采面的專網(wǎng)，提供綜采面內(nèi)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信服務(wù)，而且該服務(wù)不受外界影響，

即使與井上通信鏈接中斷，該服務(wù)仍然可以繼續(xù)保持。

確定性保障：主要包括上行的大寬帶和遠(yuǎn)控的低時(shí)延高可靠。綜采面有大量的視頻業(yè)務(wù)，需要網(wǎng)絡(luò)提供

穩(wěn)定可保障的大帶寬；遠(yuǎn)程控制類業(yè)務(wù)如采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等的遠(yuǎn)程操控，需要網(wǎng)絡(luò)提供低時(shí)延承載能力。

減少專網(wǎng)部署運(yùn)維的工作量：井下工作環(huán)境惡劣，而且對(duì)下井的調(diào)測(cè)設(shè)備有嚴(yán)格的準(zhǔn)入要求，給無(wú)線站

點(diǎn)規(guī)劃、設(shè)備調(diào)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維帶來(lái)很大的困擾。因此如何降低現(xiàn)場(chǎng)的工作量，盡量做到免規(guī)劃、免調(diào)測(cè)，

易運(yùn)維，以降低5G專網(wǎng)引入門檻。

2.1.7

露天礦露天礦常見的有露天煤礦和露天采石礦：露天煤礦，煤層在地下幾十到百米不等，通過(guò)挖掘形成深坑進(jìn)

無(wú)人礦卡行采煤作業(yè)；露天采石礦，一般在山頂開采出一個(gè)工作平臺(tái)，往山腳方向逐層進(jìn)行采掘。露天礦的開采

流程有穿孔、爆破、挖掘、鏟裝和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)。礦區(qū)內(nèi)有大量的挖掘機(jī)、運(yùn)土車、電鏟、指揮車、大型

礦卡等專用設(shè)備，當(dāng)前以人工駕駛操作為主，指揮中心難以及時(shí)掌握作業(yè)進(jìn)度和安全風(fēng)險(xiǎn)。

圖2-8露天礦生產(chǎn)流程

露天礦場(chǎng)地處偏遠(yuǎn)艱苦區(qū)域，工作環(huán)境惡劣，而且存在瓦斯、粉塵、塌方、滑坡等安全隱患，導(dǎo)致企業(yè)招工難、

人力成本高、司機(jī)礦工老齡化流動(dòng)性高等問題，因此礦山智能化轉(zhuǎn)型過(guò)程中少人化無(wú)人化是一個(gè)重要趨

勢(shì)。無(wú)人礦卡是當(dāng)前露天礦智能化改造的首選業(yè)務(wù)，通過(guò)將智能調(diào)度和管控系統(tǒng)部署到所有車輛，完成

車輛狀態(tài)和安防監(jiān)控的實(shí)時(shí)采集，大數(shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)輔助指揮中心做出精準(zhǔn)決策和調(diào)度，同時(shí)，運(yùn)用

先進(jìn)的無(wú)人駕駛技術(shù)和遠(yuǎn)程操控技術(shù)改造挖掘機(jī)、礦卡、電鏟等核心生產(chǎn)設(shè)備，使得礦區(qū)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)少人，

最終達(dá)到無(wú)人化。礦區(qū)內(nèi)敷設(shè)光纜困難，內(nèi)外傳輸光纜容易被挖斷，5G技術(shù)是露天礦智能化的最佳選擇。

10

無(wú)人礦卡的智能化改造，對(duì)移動(dòng)接入容量要求高：礦區(qū)作業(yè)面積大，同時(shí)有數(shù)百臺(tái)車輛工作，5G網(wǎng)絡(luò)需要滿足數(shù)百臺(tái)車輛移動(dòng)性

5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋提出了特有要求。

的挑戰(zhàn)：

重疊覆蓋嚴(yán)重：礦區(qū)面積從幾平方公里到數(shù)十平方公里不等，地形空曠，重疊覆蓋嚴(yán)重，無(wú)線信號(hào)復(fù)雜；

無(wú)線覆蓋需跟隨變化：礦區(qū)道路不規(guī)則，整體地形隨著挖掘進(jìn)度不斷變化或移動(dòng)，導(dǎo)致無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋也

跟隨變化，影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

2.1.8

港口港口龍門吊主要工作于堆場(chǎng)，對(duì)集裝箱進(jìn)行裝卸作業(yè)，實(shí)現(xiàn)將集裝箱在堆場(chǎng)指定貝位與AGV、集卡等

龍門吊運(yùn)輸工具之間進(jìn)行搬運(yùn)。龍門吊主要有兩種：軌道吊與輪胎吊，軌道吊只能在堆場(chǎng)內(nèi)固定的軌道上移動(dòng)，

不能轉(zhuǎn)場(chǎng)，而輪胎吊裝有輪胎，機(jī)動(dòng)靈活，能夠轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)。目前存量碼頭多使用輪胎吊，新建碼頭多使

用軌道吊。

圖2-9港口龍門吊

傳統(tǒng)的龍門吊是工作人員現(xiàn)場(chǎng)全天候作業(yè)，需要多名作業(yè)人員且采用三班輪換，對(duì)作業(yè)人員數(shù)量需求大。

龍門吊司機(jī)屬于特殊工種，技能要求高、培訓(xùn)時(shí)間長(zhǎng)，司機(jī)通常在20-30米高的操控室連續(xù)作業(yè)幾小時(shí)，

夏天熱冬天冷、禁食禁水、長(zhǎng)期低頭作業(yè)易得頸椎病、極易疲勞。這種工作方式一方面招工難成本高，

另一方面也容易出現(xiàn)安全事故。

龍門吊遠(yuǎn)程控制改造是港口實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無(wú)人化的關(guān)鍵一步。龍門吊遠(yuǎn)程控制首先需要在每臺(tái)龍門吊上

安裝PLC控制系統(tǒng)與多個(gè)高清攝像頭，在中央控制室安裝PLC控制中心、多個(gè)ROS遠(yuǎn)控操作臺(tái)以

及相應(yīng)的多路顯示屏，駕駛員在中央控制室通過(guò)回傳的視頻進(jìn)行分析和判斷，從而下達(dá)指令，完成對(duì)龍

門吊及其吊具的精準(zhǔn)移動(dòng)、抓取與釋放集裝箱等操作。

早期龍門吊遠(yuǎn)控的傳輸網(wǎng)絡(luò)有兩種，一種是基于輪胎吊的波導(dǎo)管，一種是基于軌道吊的光纖。光纖能夠

滿足操控需要的大帶寬、低時(shí)延、高可靠的性能要求，但是光纖的工程實(shí)施需要挖溝埋纜，工期通常會(huì)

長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，對(duì)于非新建碼頭，會(huì)影響正常的生產(chǎn)業(yè)務(wù)。同時(shí)，光纖通過(guò)絞線盤的方式工作，隨著岸橋和

11

軌道吊的移動(dòng)，光纖容易出現(xiàn)折損，維修與更換需要3-5天不等，以及高達(dá)數(shù)十萬(wàn)的成本。而波導(dǎo)管

內(nèi)傳輸?shù)氖荳IFI信號(hào)，由于WIFI的沖突機(jī)制，無(wú)法針對(duì)不同性能要求的業(yè)務(wù)進(jìn)行差異化保障，對(duì)外

表現(xiàn)就是視頻回傳出現(xiàn)卡頓、黑屏以及馬賽克等，PLC控制會(huì)產(chǎn)生告警甚至急停。同時(shí)，波導(dǎo)管傳輸

距離有限，超過(guò)100米，需要增加AP或中繼設(shè)備。此外，對(duì)于輪胎吊轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)，波導(dǎo)管無(wú)法提供連

續(xù)信號(hào)，轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)無(wú)法通過(guò)遠(yuǎn)程控制實(shí)施，需要人工現(xiàn)場(chǎng)駕駛，帶來(lái)不便。

針對(duì)龍門吊遠(yuǎn)程控制的傳輸部01.視頻回傳的帶寬要求：對(duì)于每臺(tái)龍門吊，通常有20-30個(gè)高清攝像頭，同一時(shí)刻按駕駛員的操作

分，即從龍門吊港機(jī)側(cè)到控制有6-8路視頻回傳顯示，每路視頻需要4Mbps上行帶寬，即單臺(tái)龍門吊需要30Mbps左右的上行帶寬；

中心的連接鏈路，5G網(wǎng)絡(luò)可

以提供更優(yōu)的解決方案。龍門02.視頻回傳的時(shí)延要求：視頻回傳的時(shí)延直接影響駕駛員遠(yuǎn)控的操作體驗(yàn)，過(guò)大的時(shí)延帶來(lái)操控的遲

吊遠(yuǎn)程控制對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)提出如滯感。根據(jù)人體的感受，通常要求端到端時(shí)延控制在250ms以內(nèi)，去掉視頻編解碼及顯示時(shí)延，傳輸

下要求：鏈路上的時(shí)延大約50-100ms；

03.控制指令的低時(shí)延與高可靠要求：由于龍門吊自身體積大、慣性大，從安全角度考慮，PLC控制

的時(shí)延與可靠性要求非常嚴(yán)格，通常通過(guò)心跳機(jī)制進(jìn)行檢測(cè)。以某港口龍門吊為例，如果連續(xù)出現(xiàn)8

個(gè)心跳包同時(shí)大于16ms則后臺(tái)告警，如果連續(xù)25個(gè)心跳包同時(shí)大于16ms則機(jī)器急停。5G網(wǎng)絡(luò)的

時(shí)延、可靠性需要滿足PLC控制的要求；

04.業(yè)務(wù)差異化保障：針對(duì)視頻流與控制報(bào)文的差異化特性，需要有針對(duì)性的進(jìn)行QoS保障，既要保

障視頻流大報(bào)文的上行帶寬需求，又要保障PLC控制小報(bào)文的低時(shí)延高可靠需求，網(wǎng)絡(luò)需兼顧業(yè)務(wù)的

體驗(yàn)以及最大化網(wǎng)絡(luò)資源利用率；

05.移動(dòng)過(guò)程中的業(yè)務(wù)性能保障：龍門吊的工作過(guò)程也伴隨著移動(dòng)過(guò)程，通常情況下，一臺(tái)龍門吊會(huì)沿

著400m長(zhǎng)的直線軌道上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，對(duì)于輪胎吊，還有轉(zhuǎn)場(chǎng)的需求。在龍門吊的移動(dòng)過(guò)程中，要求

業(yè)務(wù)性能不能降低，移動(dòng)性需求對(duì)于無(wú)線的可靠性是巨大的挑戰(zhàn)，同樣對(duì)于無(wú)線的覆蓋性也是巨大挑戰(zhàn)；

06.多用戶多業(yè)務(wù)并發(fā)保障：在實(shí)際過(guò)程中，很少有單一用戶單一業(yè)務(wù)的場(chǎng)景，通常都是多種業(yè)務(wù)多個(gè)

用戶同時(shí)運(yùn)行，以某港口堆場(chǎng)為例，在一個(gè)1000m*200m范圍內(nèi)有32臺(tái)龍門吊同時(shí)工作，無(wú)論是有線

的匯聚層還是無(wú)線接入層，均應(yīng)保障區(qū)域內(nèi)多業(yè)務(wù)并發(fā)的性能，即每一臺(tái)龍門吊的業(yè)務(wù)均要求得到保障。

12

2.1.9

化工化工園區(qū)根據(jù)功能不同劃分為生產(chǎn)裝置區(qū)、罐區(qū)、運(yùn)輸卸載區(qū)、公共工程輔助設(shè)施區(qū)、管理區(qū)等，其中

裝置區(qū)生產(chǎn)裝置區(qū)反應(yīng)塔基于原料進(jìn)行化學(xué)或者物理反應(yīng)，通過(guò)合成或者分解等反應(yīng)手段生產(chǎn)化工產(chǎn)品是化工

園區(qū)的生產(chǎn)核心。大型反應(yīng)裝置周圍建設(shè)金屬鋼架，用于管理維護(hù)大型設(shè)備。裝置區(qū)中，生產(chǎn)涉及的物

料復(fù)雜危險(xiǎn)，多以氣體和液體狀態(tài)存在，絕大多數(shù)屬于易燃、易爆、易揮發(fā)、有毒性物質(zhì)；生產(chǎn)工藝比

較復(fù)雜，反應(yīng)塔運(yùn)行條件一般需要高低溫(高溫達(dá)1100℃，低溫達(dá)-100℃)、高壓(達(dá)350MPa)，

一旦操作失誤或設(shè)備失修，極易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。

基于化工園區(qū)的特點(diǎn)，當(dāng)前重大危險(xiǎn)源人工報(bào)備數(shù)據(jù)滯后，出險(xiǎn)處置難；

化工園區(qū)的管理的問題主要

移動(dòng)危險(xiǎn)源設(shè)卡監(jiān)管導(dǎo)致效率低下；人員登記、出險(xiǎn)無(wú)法統(tǒng)計(jì)、有效疏散；

聚焦在：

能耗環(huán)境事后管理，事中缺失管理手段等問題，造成廠區(qū)安全保障難、管理效率低下等問題；

末端連接率待提高，受制于環(huán)境，有線通信無(wú)法實(shí)現(xiàn)終端全覆蓋，而4G無(wú)線方式，傳輸帶寬受限，

可靠性低；

智能運(yùn)維手段少：受限于通訊，自動(dòng)化運(yùn)維手段缺少，人工巡檢周期長(zhǎng)、成本高、效率低。

圖2-10化工裝置區(qū)

化工園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是企業(yè)發(fā)展方向，最終目標(biāo)是，通過(guò)一張網(wǎng)絡(luò)采集末端各類數(shù)據(jù)，在數(shù)字孿生平臺(tái)

可視呈現(xiàn)，最終可以有效獲取園區(qū)的進(jìn)出料、收益情況、人員分布情況、各個(gè)裝置區(qū)運(yùn)行情況等，即直

觀地?cái)?shù)字化呈現(xiàn)整個(gè)園區(qū)的情況，提升安全管理水平和生產(chǎn)效率?；@區(qū)基于5G無(wú)線網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化

改造過(guò)程中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)有如下特有訴求：

13

設(shè)備要求高：大部分裝置區(qū)屬于危險(xiǎn)區(qū)域，對(duì)設(shè)備安全要求高，有防爆要求；

性能要求高：園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型主要聚焦視頻監(jiān)控類、數(shù)據(jù)采集類業(yè)務(wù)，需要建設(shè)一張覆蓋完善性能高的

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，滿足網(wǎng)絡(luò)大帶寬、高可靠、無(wú)損切換要求，例如動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控，通過(guò)5G低時(shí)延、高可靠

的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備健康狀況實(shí)時(shí)評(píng)估、分析預(yù)警，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性運(yùn)維；

無(wú)線規(guī)劃難：針對(duì)裝置區(qū)金屬結(jié)構(gòu)多，導(dǎo)致無(wú)線信號(hào)大量反射衍射，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃難度大；

數(shù)據(jù)安全要求高：數(shù)據(jù)不出園區(qū)，同時(shí)需考慮網(wǎng)絡(luò)隔離，生產(chǎn)網(wǎng)需和其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離，保障生產(chǎn)域網(wǎng)

絡(luò)的安全。

2.2

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)專網(wǎng)對(duì)5G能力要求

綜合以上不同行業(yè)典型生產(chǎn)域場(chǎng)景，我們可以總結(jié)生產(chǎn)域的5G現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)需具備如下核心能力：

01)

面向工業(yè)控制的高業(yè)務(wù)確定性工業(yè)控制應(yīng)用需要網(wǎng)絡(luò)提供高確定性，不論網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、干擾等波動(dòng)，都需保障業(yè)務(wù)所需的時(shí)延、帶寬的

確定性。例如，10ms@99.99%的確定性時(shí)延是基礎(chǔ)，還應(yīng)包括抖動(dòng)等。

02)

面向工業(yè)控制的高網(wǎng)絡(luò)魯棒性5G走入生產(chǎn)域，為保障生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的魯棒性提出更高要求，包括99.99%的網(wǎng)

絡(luò)可靠性，更為關(guān)鍵的是如何確保網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常時(shí)不影響生產(chǎn)的連續(xù)性，例如及時(shí)的鏈路倒換、快速的

網(wǎng)絡(luò)自愈以及客戶自維護(hù)等，這都需要在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)之初就匹配工業(yè)生產(chǎn)的功能安全進(jìn)行合理規(guī)劃。

14

03)

匹配工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)總線連接區(qū)別于傳統(tǒng)的ToC用戶和一般的ToB非生產(chǎn)業(yè)務(wù)，生產(chǎn)域核心業(yè)務(wù)不只是聯(lián)網(wǎng)，而是需要和其周邊

很多設(shè)施進(jìn)行互動(dòng)，這就要求5G網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)有線或無(wú)線既有設(shè)施互聯(lián)互通，包括兼容傳統(tǒng)的工業(yè)總線，

以及支持相關(guān)的工業(yè)協(xié)議等，常見的組網(wǎng)包括5GLAN、L2TP、VxLAN等，需兼容的工業(yè)協(xié)議包括

ProfinetRT、OPCUA等。

04)

為數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)用提供算力及業(yè)主進(jìn)行生產(chǎn)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型，通常不僅關(guān)注5G網(wǎng)絡(luò)本身，還希望為數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)用提供算力及平臺(tái)組

平臺(tái)組件件，也就是業(yè)主/集成商需要完整的覆蓋連接+算力+應(yīng)用的整體方案，甚至是應(yīng)用所需的通用加速組件，

即包括5G網(wǎng)絡(luò)、邊緣算力載體、視頻優(yōu)化、云化PLC、遠(yuǎn)控平臺(tái)、融合定位等一站式方案。如果業(yè)主、

集成商、網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商三者中間缺少整體拉通，將阻礙新型現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)域的規(guī)模應(yīng)用。

05)

進(jìn)入生產(chǎn)域的安全隔離保障大多數(shù)行業(yè)都有明確的安全隔離保障要求，一般要求生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立于管理信息網(wǎng)、外部Internet等，

且僅在安全區(qū)做數(shù)據(jù)互通。現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)方案的規(guī)劃設(shè)計(jì)，首先需要滿足企業(yè)安全需求，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的現(xiàn)場(chǎng)閉環(huán)。

例如核心網(wǎng)組件UPF甚至5GC的本地化，網(wǎng)絡(luò)管理組件的本地化，以及現(xiàn)場(chǎng)部署的高集成化。其次，

如果ToB&ToC共享無(wú)線頻譜或無(wú)線基站時(shí)，還需額外考慮ToB/ToC的網(wǎng)絡(luò)隔離。

06)

企業(yè)的自助監(jiān)測(cè)運(yùn)維服務(wù)針對(duì)生產(chǎn)域網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)業(yè)主有自服務(wù)訴求，包括網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、低門檻的業(yè)務(wù)運(yùn)維，例如

業(yè)務(wù)上線、業(yè)務(wù)能力編排、網(wǎng)絡(luò)靈活調(diào)整等。

07)

數(shù)字化下現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個(gè)端到端的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)融通：在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，生產(chǎn)應(yīng)用需要本地閉環(huán)并實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)字

平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)管理協(xié)同化可視可管可控；向上，現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)還需要具備與企業(yè)MES、SCADA、HMI、業(yè)務(wù)運(yùn)行大屏等互通的能力，

從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的統(tǒng)籌規(guī)劃、調(diào)整和運(yùn)營(yíng)；再向上，系統(tǒng)還需具備和外部云端的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)互通，及

時(shí)獲取外部云端的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，服務(wù)于生產(chǎn)域的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)，這一能力正在成為企業(yè)數(shù)字化的剛需。端到

端的數(shù)據(jù)貫通要求現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)對(duì)外能力開放，即將網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等通過(guò)OpenAPI開放，從而實(shí)現(xiàn)

柔性生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)可調(diào)、不同部門差異化數(shù)據(jù)采集分析等能力。

15

3生產(chǎn)域的專網(wǎng)部署

從第二章典型生產(chǎn)域場(chǎng)景需求和能力要求分析可以看出，相比于共享5G公網(wǎng)主要承載

的ToB管理信息/輔助生產(chǎn)業(yè)務(wù)，生產(chǎn)域現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)的要求更高，需充分考慮企業(yè)生產(chǎn)域

業(yè)務(wù)發(fā)生位置、業(yè)務(wù)時(shí)效性、可靠性等服務(wù)質(zhì)量需求，結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)和企業(yè)管理流程、

企業(yè)內(nèi)網(wǎng)架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)安全需求特征，實(shí)現(xiàn)ICT與OT的架構(gòu)融合及聯(lián)合部署，建立全

局業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)和資源管理調(diào)配模型，滿足企業(yè)數(shù)字化、智能化的發(fā)展訴求。

3.1

5G現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)現(xiàn)有企業(yè)利用運(yùn)營(yíng)商共享專網(wǎng)往往是網(wǎng)業(yè)分離模式，業(yè)務(wù)應(yīng)用自行或者委托第三方部署在云上，

通過(guò)購(gòu)買運(yùn)營(yíng)商ToB卡號(hào)套餐、委托運(yùn)營(yíng)商擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)。企業(yè)業(yè)主基本看不到網(wǎng)絡(luò)，

由運(yùn)營(yíng)商黑盒運(yùn)營(yíng)和運(yùn)維，典型行業(yè)場(chǎng)景例如電力配電網(wǎng)調(diào)控監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)、園區(qū)安防視頻監(jiān)控、教

育/醫(yī)院雙域網(wǎng)等等，這種我們可以稱之為5G園區(qū)專網(wǎng)。5G園區(qū)專網(wǎng)服務(wù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用比較簡(jiǎn)單，

企業(yè)自身或委托集成商直接向運(yùn)營(yíng)商購(gòu)買連接即可支撐園區(qū)應(yīng)用的開通。

但深入現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)域的數(shù)字化、智能化，企業(yè)業(yè)主往往只能描述訴求，并不清楚如何實(shí)現(xiàn)。而不同

行業(yè)場(chǎng)景也千差萬(wàn)別，單純標(biāo)準(zhǔn)化連接能力對(duì)于業(yè)主并不解決問題。尤其是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化浪潮當(dāng)下

方興未艾，尚難以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)最優(yōu)方案。通過(guò)大量實(shí)踐，我們提出了5G現(xiàn)場(chǎng)專網(wǎng)方案，即

以開放的5G系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈合作，融合多種能力，滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)特定業(yè)務(wù)的端到端的

完整解決方案。

相比5G園區(qū)專網(wǎng)通過(guò)共享運(yùn)營(yíng)商專網(wǎng)滿足企業(yè)上云的業(yè)務(wù)連接需求，5G現(xiàn)場(chǎng)專網(wǎng)需更貼近客

戶生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，合理設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)連接和算力供給方式，集成業(yè)務(wù)應(yīng)用，滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需求。5G現(xiàn)場(chǎng)

專網(wǎng)是算網(wǎng)融合一體的整體交付，總體包括兩方面：