【工业互联网产业联盟】2024工业5G终端设备发展白皮书_征求意见稿__45页_1mb

工业5G终端设备发展白皮书（征求意见稿）总结

核心内容概述

《工业5G终端设备发展白皮书（征求意见稿）》由工业互联网产业联盟发布，旨在梳理我国“5G+工业互联网”终端设备的发展现状、分类、通信机制、面临的挑战及未来发展建议。白皮书强调了工业5G终端设备在推动工业互联网基础设施升级和实现5G应用创新落地中的重要作用，同时指出了当前在供给侧和需求侧之间存在的不匹配问题，并提出了相应的解决方案和未来发展趋势。

主要观点

• 政策支持：近年来，国家出台多项政策推动“5G+工业互联网”发展，如《5G+工业互联网》512工程推进方案、《5G全连接工厂建设指南》等，为工业5G终端设备提供了良好的发展环境。
• 终端设备分类：工业5G终端设备分为通用通信类和行业应用类，前者包括5GCPE、路由器、DTU和工业网关，后者包括内嵌5G芯片/模组的设备，如5G机器人、5GAR眼镜等。
• 通信机制：工业5G终端设备采用5G芯片、模组及配套模块，支持多种通信能力，如5GLAN、URLLC、TSN、高精度定位等，以满足工业场景对确定性、低时延、高可靠性和高精度的需求。
• 发展挑战：工业5G终端设备面临应用场景复杂、研发成本高、与工业协议适配困难等问题，亟需加强技术攻关和标准制定。
• 未来展望：随着5G-A的发展，工业5G终端设备将更加多样化、智能化，并向核心生产控制环节延伸，推动工业领域的深度变革。

关键信息

一、工业5G终端设备发展现状

• 应用现状：5G工业网关、CPE、AGV/AMR、AR眼镜等终端设备已广泛应用于多个工业场景，如视频监控、远程控制、智能物流等。
• 标准进展：目前尚未有统一的工业5G终端设备标准，但TC124和CCSA已开始制定相关国标和行业标准，如《工业5G终端通用技术要求及测试规范》等。
• 产品发展：我国工业5G终端设备产品款式占全球46%，具有一定的市场优势。代表性产品包括5G工业相机、5G巡检机器人、5G无人天车等。

二、工业5G终端设备基本分类

（一）通用通信类工业5G终端设备

• 功能：实现5G网络与工业设备之间的数据和指令传输，支持多种接口和通信协议。
• 产品形态：包括5G工业DTU、5GCPE、5G网关等。
• 应用场景：主要用于工业设备的远程监控、数据采集、协议转换等。

（二）行业应用类工业5G终端设备

• 分类方式：按开发方式分为四类，按应用场景分为五类，包括静态感知、移动感知、人机交互、辅助控制和特殊作业。
• 产品形态：如5G工业相机、5G无人机、5GAR眼镜、5G工业平板等。
• 应用场景：涵盖生产监控、远程控制、人员定位、智能巡检、设备控制等。

三、工业5G终端设备通信机制

（一）基本架构

• 5G芯片：分为面向行业和消费领域的两类，行业芯片具备更丰富的接口和行业特性功能。
• 5G模组：集成主芯片、射频前端、存储等模块，简化终端设备的开发流程。
• 工业5G终端设备：基于5G芯片和模组，实现工业现场与云平台的数据交互。

（二）通信能力

• 基本通信能力：支持5G网络接入，包括SA、NSA双模通信，多频段支持，多网络切片等。
• 增强通信能力：包括二层通信、确定性通信、高精度定位和二次认证及鉴权。

（三）纳管机制

• 功能：支持终端设备的配置、状态监控、故障诊断和远程软件升级。
• 实现方式：通过5G工业网关和云平台协同，实现端到端的极简运维。

四、痛点挑战与发展建议

（一）痛点挑战

1. 应用场景多样：不同行业和场景对5G终端设备的性能需求差异大，导致设备适配复杂。
2. 研发成本高：5G芯片模组价格偏高，限制了终端设备的普及。
3. 协议适配问题：工业协议与5G网络传输机制不兼容，需要进一步融合与适配。

（二）发展建议

1. 加强供需对接：分类推进终端设备研发，推动5G与工业设备的双向适配。
2. 加快Redcap技术应用：降低终端设备研发成本，推动其在中高速工业场景中的应用。
3. 推进关键技术攻关：加强5G与工业协议、控制逻辑的融合，提升终端设备的兼容性和可靠性。

（三）未来展望

• 多样化与智能化：随着5G-A的发展，工业5G终端设备将更加多样化，并向智能化发展。
• 云化趋势：工业5G终端设备将与云平台融合，实现数据的远程存储、分析和处理。
• 核心环节渗透：5G将逐步渗透到工业控制核心环节，推动工业设备与网络的深度融合。

附件：典型行业对工业5G终端设备的通信需求

（一）矿山行业

• 典型场景：露天开采设备远程操控、井下AI高清检测等。
• 通信需求：速率从几十kbps到几百Mbps不等，时延要求从20ms到200ms，可靠性要求从99.9%到99.999%。

（二）电力行业

• 典型场景：变电站综合监测、智能分布式配电自动化等。
• 通信需求：速率从几十kbps到几十Mbps，时延从几ms到几秒，可靠性要求从99.9%到99.999%。

（三）港口行业

• 典型场景：港机远程作业、无人水平运输车辆等。
• 通信需求：速率从几十kbps到几十Mbps，时延从几十ms到200ms，可靠性要求从99.9%到99.99%。

（四）钢铁行业

• 典型场景：智慧料场、皮带智能检测、无人行车等。
• 通信需求：速率从几Mbps到几十Mbps，时延从几十ms到200ms，可靠性要求从99.9%到99.999%。

（五）石油化工行业

• 典型场景：智能野外勘探、炼厂巡检机器人、输油管线巡检等。
• 通信需求：速率从几十kbps到几十Mbps，时延从几十ms到200ms，可靠性要求从99.9%到99.999%。

（六）汽车制造行业

• 典型场景：厂区物流调度、机器人协同、VR/AR应用等。
• 通信需求：速率从几十kbps到几十Mbps，时延从几十ms到200ms，可靠性要求从99.9%到99.999%。

结论

工业5G终端设备在推动工业互联网发展方面发挥着重要作用，但当前仍面临诸多挑战。通过加强供需对接、加快Redcap技术应用、推进关键技术攻关，工业5G终端设备将实现更广泛的应用和更高效的产业化发展。未来，随着5G-A技术的推进，工业5G终端设备将更加智能化、多样化，并逐步渗透到工业生产的核心环节。