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

5G在工业控制领域的深度应用实践总结

核心内容

5G技术正在加速向工业控制领域渗透，成为推动新型工业化的重要支撑。5G在工业控制中的应用已进入规模化推广阶段，具备提升生产效率、降低运营成本、增强安全性与智能化水平的潜力。然而，仍需在技术能力、融合深度和生态构建等方面持续优化，以实现更广泛的落地应用。

主要观点

• 5G应用现状：5G在工业控制领域已具备初步应用基础，国内外均在推进5G与工业控制的融合实践。国内发展较快，已形成多个典型应用场景，如智能工厂、远程控制、AGV集群等。
• 5G应用挑战：
  • 技术方面：5G在确定性、实时性等方面仍需进一步提升，需持续演进技术能力。
  • 融合方面：需加强ICT（信息与通信技术）与OT（运营技术）的深度融合，推动5G与工业控制系统的双向适配。
  • 生态方面：需要联合工业用户、设备商、运营商、科研机构等构建完整的5G工业融合生态，推动标准体系和产品成熟度提升。
• 应用实践：
  • 工业5G集成应用包括设计、实施、验收和运维四个阶段。
  • 工业5G终端和网络需根据具体业务需求进行灵活配置，以满足不同工业场景的性能要求。
• 测试与验证：
  • 5G工业应用测试床和联合实验室为工业5G应用提供系统级测试和验证服务，确保网络性能和业务需求匹配。
  • 测试结果表明，5G网络性能指标可满足多数工业控制场景需求，且通过增强技术（如RedCap、网业协同）可进一步提升性能。

关键信息

5G工业集成应用设计

• 工业集成应用设计分为场景设计和需求提取两个步骤。
• 需求提取需将用户业务需求映射为对5G网络的要求，作为网络设计和建设的输入。
• 需要工业用户、运营商、集成商协同参与，以确保工业5G网络配置符合实际业务需求。

5G工业集成应用实施

• 工业5G终端分为集成式终端和外挂式终端，可根据场景需求选择。
• 工业5G网络可采用复用公网或定制化专网两种建网方案。
• 5G网络需具备确定性、实时性、易用性等关键能力，以支持工业控制的高要求场景。

工业5G集成验收

• 当前工业5G验收方式多样，包括PLC/OI设备监控、专业测评工具和模拟器测试。
• 缺乏统一的验收标准，导致验收结果不具推广性。
• 中国机械工业标准化技术协会已发布《基于蜂窝网络的无线通信规范验收规范》（T/CAMS90-2022），规范了验收流程和指标。

工业5G集成运维

• 工业用户缺乏对5G网络和终端运行质量的监控手段。
• 通过数据采集与聚合分析，建立异常告警机制，实现网络和终端的一体化运维。
• 需要工业5G终端具备监控能力，并与工业5G监控平台打通，实现运行数据的可视化和可分析。

工业5G标准体系

• 仪综所联合多方构建了ICT与OT融合的工业5G标准体系，涵盖通用技术、应用要求、验收标准、测试规范、安全要求等。
• 部分标准正在制定中，包括《OPC统一架构和5G集成技术规范》和《工业5G终端通用技术要求及测试规范》。
• 标准体系的完善有助于提升工业5G的易用性、稳定性和可推广性。

应用案例

榆林化学5G智能工厂

• 行业痛点：设备高温高压、特种作业缺乏有效监控手段。
• 典型场景：5G+智能巡检、5G+无人机巡检、5G+特殊作业监控。
• 应用成效：关键工艺参数标准偏差降低30%以上，生产效率提升2%，事故预警及时性提升，人力成本降低20%。

美的5G智慧工厂

• 行业痛点：柔性生产需求高，有线网络维护成本高，设备故障响应慢。
• 典型场景：5G+AI视觉质检、5G+PLC控制、5G+AR远程协作。
• 应用成效：生产效率大幅提升，每10秒下线一台洗衣机，库存降低50%，单台人工成本下降41%。

京东方半导体显示5G智慧工厂

• 行业痛点：无尘化生产、高精度质检、跨地域维修、特种作业安全风险。
• 典型场景：5G+AR远程协作、5G+大规模数据采集、5G+RFID、5G+AI视觉质检、5G+智能巡检。
• 应用成效：维修时间节省3倍，日上传数据量达24万条，盘活呆滞物资2000万元，挽回损失1200万元，巡检效率提升8倍。

京东物流5GAGV集群

• 行业痛点：物流连接稳定性低，传统终端智能化不足。
• 典型场景：5G+AGV货到人拣选、5G+智能调度、5G+自动化搬运。
• 应用成效：搬运效率提升3倍以上，连接丢包率接近于零，作业效率显著提升。

总结及展望

• 5G与工业控制深度融合涉及技术、标准、产业、生态等多个方面，目前5G已具备URLLC能力，后续标准将围绕提升确定性与易用性持续演进。
• 5G在工业控制中的应用需进一步加强测试验证、场景仿真、实时分析等核心能力，以保障应用质量。
• 未来应通过产学研合作，推动5G与工业控制系统的双向适配，构建可复制、可推广的行业解决方案。
• 需要持续完善工业5G终端与网络，形成良好的产业生态，为工业控制场景提供更稳定、更高效的服务。

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、华为等单位组成，聚焦5G在工业控制领域的应用研究，推动标准制定、技术攻关与产业推广。
• 化工行业5G应用联合创新实验室：聚焦化工行业特点，探索高性价比的5G解决方案，助力安全生产与数字化转型。
• 5G工业专网实验室：探索工业专网建设方案，提升5G网络性能与稳定性，推动工业场景的深度应用。

缩略语说明