2019年,中國5G網(wǎng)絡正式商用,5G網(wǎng)絡大容量高速率、低時延高可靠、廣覆蓋大連接的應用場景,得到了產(chǎn)業(yè)界廣泛關注。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新發(fā)展正在成為新型基礎設施建設的重要切入點和關鍵突破口,現(xiàn)已在工業(yè)領域探索出二十大典型應用場景,覆蓋十大重點行業(yè)。隨著5G 超可靠低時延通信(URLLC)特性逐步成熟,5G與工業(yè)的融合應用將深入到生產(chǎn)制造的核心環(huán)節(jié),為設備無線化、產(chǎn)線柔性化、生產(chǎn)智能化發(fā)展提供新的技術選擇。
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當前,5G URLLC工業(yè)應用仍處于初步探索階段,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”特設任務組發(fā)起“5G URLLC工業(yè)應用創(chuàng)新先鋒營” 活動(以下簡稱“先鋒營”),組織汽車制造、電子設備制造、機械制造、精鑄等行業(yè)先行單位,共同定義5G URLLC工業(yè)應用創(chuàng)新場景、對齊場景業(yè)務需求、明確5G網(wǎng)絡能力基線、加快推動產(chǎn)業(yè)應用實踐。在“先鋒營”中,中國信息通信研究院與華為技術有限公司共同牽頭,聯(lián)合多家單位共同編制《5G/5G-A 超可靠低時延通信工業(yè)場景需求白皮書(征求意見稿)》。
報告亮點
1、新場景:深挖5G與工業(yè)控制融合創(chuàng)新場景
結合行業(yè)數(shù)字化轉型發(fā)展需求及企業(yè)生產(chǎn)面對的痛點和難點,分行業(yè)分場景深度挖掘5G與工業(yè)控制融合場景價值。針對汽車制造領域,面向多車型快速上線的柔性生產(chǎn)需求,提出21個創(chuàng)新場景,有效提升生產(chǎn)網(wǎng)絡靈活性、降低布線成本及周期、減少線路磨損故障。針對電子設備制造、機械制造、精鑄等領域,面向多品類產(chǎn)品的混線生產(chǎn)需求,提出10個創(chuàng)新場景,滿足主PLC邊緣化部署需求,實現(xiàn)一網(wǎng)承載多業(yè)務,有效降低成本,提升智能化水平。
5G為工業(yè)自動化帶來的三大變革
2、新方案:研提工業(yè)現(xiàn)場5G網(wǎng)絡部署新方案
面向工業(yè)現(xiàn)場多種不同通信需求的業(yè)務流(如低速大容量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集業(yè)務、高實時高穩(wěn)定性高并發(fā)的生產(chǎn)控制C2IO業(yè)務),結合數(shù)據(jù)流不跨域、業(yè)務間訪問隔離等業(yè)務安全需求,提出用戶面功能(UPF)在車間、工廠分級部署分類應用的5G網(wǎng)絡部署方案,以及5G承載工業(yè)協(xié)議解決方案,助力工廠實現(xiàn)實時非實時通信一張網(wǎng)。
某空調壓縮機產(chǎn)線網(wǎng)絡5G化改造方案
3、新指標:精算5G網(wǎng)絡工業(yè)控制場景指標要求
綜合考慮每個應用場景在消息更新周期、看門狗設置情況、0宕機時長、移動性要求、帶寬要求、組態(tài)節(jié)點密度、車間節(jié)點密度等方面的業(yè)務需求,結合工業(yè)現(xiàn)場多個I/O設備鏈路間存在業(yè)務相關性,以及PLC無線接入方式對網(wǎng)絡時延要求存在差異性等因素,分行業(yè)分場景提出5G具體網(wǎng)絡性能指標,為各行業(yè)5G URLLC應用的場景落地提供參考依據(jù)。
部分場景的確定性時延需求和用戶容量
報告目錄
一、概述
二、5G URLLC工業(yè)應用概覽
三、汽車制造工廠自動化
四、電子/機械制造工廠自動化
五、傳統(tǒng)工業(yè)制造智能化改造
六、工業(yè)現(xiàn)場5G網(wǎng)絡需求分析
七、3GPP標準及網(wǎng)絡能力演進
八、總結
附錄A:行業(yè)化5G URLLC 應用場景說明
附錄B:工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議介紹
聲明:本報告所有材料或內容的知識產(chǎn)權歸工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟所有(注明是引自其他方的內容除外),并受法律保護。如需轉載,需聯(lián)系本聯(lián)盟并獲得授權許可。未經(jīng)授權許可,任何人不得將報告的全部或部分內容以發(fā)布、轉載、匯編、轉讓、出售等方式使用,不得將報告的全部或部分內容通過網(wǎng)絡方式傳播,不得在任何公開場合使用報告內相關描述及相關數(shù)據(jù)圖表。違反上述聲明者,本聯(lián)盟將追究其相關法律責任。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)” 特設組將繼續(xù)圍繞“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”關鍵技術、融合應用落地、產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑等開展工作,通過白皮書、標準、測試床、5G URLLC應用創(chuàng)新先鋒營活動、5G全連接工廠“藍海” 計劃等多種形式加速推進“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的技術研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
業(yè)務聯(lián)系人:
黃穎
huangying@caict.ac.cn
管子健
guanzijian@caict.ac.cn