20235G在工业控制领域深度应用实践白皮书-仪综所_中国移动_华为_34页_21mb

5G在工业控制领域的深度应用实践总结

核心内容

本白皮书系统总结了5G在工业控制领域的应用现状、挑战、实践、测试及典型案例，旨在为5G与工业深度融合提供指导和参考。白皮书由5G工业应用联合创新实验室组织编写，涵盖国内外应用趋势、技术标准、网络部署、终端选择、测试验证、运维管理及行业案例等内容。

主要观点

• 5G在工业控制领域的应用：5G已成为工业数字化转型的重要基础设施，具备高可靠、低时延、广连接等优势，能够满足工业控制对网络性能的高要求。
• 应用现状：国内5G在工业控制领域的应用已进入规模推广阶段，政策支持和基础设施建设持续加强，多个行业已实现5G技术的落地应用。
• 应用挑战：
  • 需要进一步提升5G网络的确定性和实时性；
  • 5G与工业系统的融合需加深，包括网络与业务的协同、ICT与OT的深度融合；
  • 需要构建完整的5G与工业融合生态，包括终端、网络、标准及人才等方面。
• 应用实践：
  • 5G工业集成应用分为设计、实施、验收和运维四个阶段；
  • 工业5G终端可采用集成式或外挂式部署，需结合业务需求进行选择；
  • 工业5G网络可根据场景需求进行分级部署，包括复用公网、定制化专网等；
  • 工业5G标准体系正在逐步完善，涵盖通用技术、应用要求、验收规范、测试规范及安全要求等。
• 应用测试：
  • 5G工业应用测试床为工业5G网络性能评估和优化提供了系统化平台；
  • 测试床支持多种工业场景的仿真和测试，包括5G+智能运维、5G+数字孪生、5G+远程控制等；
  • 通过测试床验证，5G网络性能指标可满足大部分工业控制类场景需求，如8ms ± 1ms@99.99%。
• 应用案例：
  • 榆林化学：通过5G实现智能巡检、特殊作业监控，提升生产安全和效率；
  • 美的集团：构建5G智慧工厂，实现柔性生产、设备管理，提升生产效率和降低人工成本；
  • 京东方：采用5G+AR、5G+AI视觉质检等技术，提升设备运维效率和产品质检能力；
  • 京东物流：基于5G技术实现AGV集群的高效调度和稳定连接，提升物流自动化水平。

关键信息

5G工业应用现状

• 国内5G在工业控制领域已进入规模推广阶段，政策与基础设施支持持续加强；
• 国外仍处于探索和验证阶段，主要由运营商、设备商与工业用户共同推进；
• 5G已在装备制造、电子设备制造、钢铁、家电、石化化工等行业实现深度应用。

5G工业应用挑战

• 技术能力需持续演进：需提升5G网络的确定性、实时性，以满足工业控制的严苛需求；
• 融合程度需加深：需实现5G网络与工业系统的深度融合，包括SLA性能可视化、ICT与OT协同；
• 生态构建需加强：需联合工业用户、运营商、设备商等构建完整的5G工业融合生态。

5G工业应用实践

• 设计阶段：需协同工业用户、运营商、集成商进行场景设计和需求提取；
• 实施阶段：工业5G终端分为集成式和外挂式，需根据场景选择合适的接入方式；
• 验收阶段：需通过统一的验收标准和流程，保障工业5G网络性能符合业务需求；
• 运维阶段：需构建工业5G网络与终端的监控体系，实现一体化运维管理；
• 标准体系：已形成涵盖通用技术、应用要求、验收规范、测试规范及安全要求的5G工业标准体系，部分标准仍在制定中。

5G工业应用测试

• 测试床支持多业务场景的仿真和测试，涵盖实时控制、智能运维、视觉检测、AGV集群等；
• 测试结果显示，5G网络性能可满足工业控制需求，特别是在URLLC场景中；
• 测试床为5G在工业控制领域的应用提供了一个系统化验证平台，支持端到端性能评估。

5G工业应用案例

• 榆林化学：通过5G智能巡检和特殊作业监控，提升生产安全和效率；
• 美的集团：建成全球首个5G智慧工厂，实现生产效率和库存管理的显著提升；
• 京东方：实现5G+AR远程协作、5G+AI视觉质检等应用，提升设备运维和生产质量；
• 京东物流：通过5GAGV集群实现物流自动化，显著提升搬运效率和系统稳定性。

未来展望

• 5G与工业融合将进一步深化，推动工业控制向更高效、更智能的方向发展；
• 需要持续完善测试验证、场景仿真、实时分析等能力，保障工业5G应用的质量；
• 需加强5G标准制定与行业应用的协同，形成可复制、可推广的解决方案；
• 需构建更加稳定、易用的工业5G网络和终端，推动产业生态的健康发展。

联合创新实验室简介

• 5G工业应用联合创新实验室：由仪综所、中国移动、华为组成，致力于5G在工业领域的应用研究与推广；
• 化工行业5G应用联合创新实验室：聚焦化工行业，探索5G在智能制造和安全生产中的应用；
• 5G工业专网实验室：研究5G专网技术，推动工业场景下的网络定制化和高可靠性应用。

缩略语