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2022-11-01

AII成果丨中國(guó)信通院聯(lián)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟共同發(fā)布《5G全連接工廠建設(shè)白皮書》

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自2019年《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案》發(fā)布以來,我國(guó)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”取得了積極進(jìn)展。為進(jìn)一步加快“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”新技術(shù)、新場(chǎng)景、新模式與生產(chǎn)緊密結(jié)合、深入落地,工業(yè)和信息化部在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》首次提出打造5G全連接工廠,于2022年發(fā)布《5G全連接工廠建設(shè)指南》(以下簡(jiǎn)稱《指南》),明確了5G全連接工廠建設(shè)的總體要求、建設(shè)內(nèi)容和建設(shè)路徑。


中國(guó)信息通信研究院聯(lián)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(以下簡(jiǎn)稱“聯(lián)盟”或AII)35家單位,在《指南》的指引下,深入研究企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)、5G在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮的作用、當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況、總結(jié)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展成效等工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探討5G全連接工廠創(chuàng)新發(fā)展的重要意義,分析5G全連接工廠內(nèi)涵,研究提出5G全連接工廠建設(shè)框架和建設(shè)實(shí)施方案等,編制形成《5G全連接工廠建設(shè)白皮書(征求意見稿)》(以下簡(jiǎn)稱“白皮書”)。


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報(bào)告核心觀點(diǎn)


01統(tǒng)一概念認(rèn)識(shí):全面解讀5G全連接工廠內(nèi)涵


5G全連接工廠是充分發(fā)揮我國(guó)5G技術(shù)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),以企業(yè)發(fā)展的客觀規(guī)律和實(shí)際需求為導(dǎo)向,以技術(shù)可行、成本可控為前提,綜合運(yùn)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全等基礎(chǔ)設(shè)施,強(qiáng)化5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè),普及5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)應(yīng)用,探索形成“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”在產(chǎn)線、車間、工廠等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的綜合方案。

“5G” ——是一種關(guān)鍵使能技術(shù),5G全連接工廠是以5G為重要基礎(chǔ),但不局限于5G,需要與新一代信息通信技術(shù)有機(jī)結(jié)合,探索出更多的新模式、新業(yè)態(tài)、新場(chǎng)景。

“全連接”——是一種發(fā)展愿景,推動(dòng)工廠內(nèi)內(nèi)人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等要素,根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要廣泛聯(lián)網(wǎng),充分利用5G技術(shù)打通IT和OT,幫助企業(yè)解決數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中的難點(diǎn)、痛點(diǎn)和堵點(diǎn),實(shí)現(xiàn)提質(zhì)、降本、增效、綠色、安全發(fā)展。

“工廠”——以工廠為重點(diǎn),但不局限于制造業(yè)的傳統(tǒng)工廠,只要具備生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件的行業(yè)和領(lǐng)域,包括礦山、港口、電力等各領(lǐng)域,均可積極探索建設(shè)5G全連接工廠。

隨著5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新發(fā)展,推動(dòng)產(chǎn)線、車間、工廠的持續(xù)升級(jí),同時(shí)將5G全連接工廠方案向產(chǎn)業(yè)上下游進(jìn)行復(fù)制推廣,逐步構(gòu)建起多個(gè)5G全連接工廠協(xié)同發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)。


02形成建設(shè)方案:進(jìn)一步細(xì)化5G全連接工廠建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)《指南》中基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、廠區(qū)現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)、關(guān)鍵環(huán)節(jié)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)等四方面建設(shè)內(nèi)容,進(jìn)一步探討形成具體的建設(shè)實(shí)施方案。
a)   基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

結(jié)合企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展需求,基于5G及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全等,提出了5G全連接工廠基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的 “云-邊-端”參考架構(gòu)??偨Y(jié)5G網(wǎng)絡(luò)三種建設(shè)方式,探討形成5G網(wǎng)絡(luò)與工廠現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備的三種接入方式,邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)分別在產(chǎn)線、車間、工廠三個(gè)層級(jí)的部署方式,提出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、企業(yè)標(biāo)識(shí)服務(wù)節(jié)點(diǎn)、企業(yè)級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)的關(guān)鍵能力。

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b)   廠區(qū)現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)
在現(xiàn)場(chǎng)裝備網(wǎng)絡(luò)化改造方面,分析設(shè)備或系統(tǒng)可進(jìn)行5G化改造的三種特征,提出了設(shè)備5G化改造兩種方式,總結(jié)人、機(jī)、料、環(huán)、環(huán)、測(cè)等聯(lián)網(wǎng)后采集的數(shù)據(jù)內(nèi)容和采集方式。在IT/OT應(yīng)用融合化部署方面,建議組織建設(shè)IT-OT融合團(tuán)隊(duì),對(duì)IT-OT進(jìn)行一體化部署,通過應(yīng)用軟件或系統(tǒng)功能的云化部署,研發(fā)面向工廠生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、管理等需要的各類移動(dòng)端應(yīng)用程序(APP),建立起扁平化、靈活化 “云-邊”協(xié)同架構(gòu)。在生產(chǎn)服務(wù)智能化升級(jí)方面,提出了工業(yè)數(shù)據(jù)深度集成與建模分析方案建議。
c)   關(guān)鍵環(huán)節(jié)應(yīng)用
對(duì)工業(yè)和信息化部發(fā)布的“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”20大典型應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行分類分析,給出產(chǎn)線級(jí)、車間級(jí)、工廠級(jí)5G全連接工廠的適配應(yīng)用場(chǎng)景。在產(chǎn)線或車間中,加強(qiáng)生產(chǎn)制造類、檢測(cè)監(jiān)測(cè)類等“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”典型場(chǎng)景的推廣與普及。在車間或工廠中加強(qiáng)研發(fā)設(shè)計(jì)類、檢測(cè)監(jiān)測(cè)類、倉儲(chǔ)物流類、服務(wù)管理類等“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”典型場(chǎng)景的推廣與普及,并隨著5G技術(shù)演進(jìn)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新發(fā)展,在工廠中進(jìn)一步探索 “5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用場(chǎng)景創(chuàng)新。
d)   網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)
提出企業(yè)安全防護(hù)和安全管理能力強(qiáng)化需求,圍繞安全技術(shù)、安全管理和安全運(yùn)行等,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)安全體系及建設(shè)方案,強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)與安全管理能力。在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)體系建設(shè)方面,需針對(duì)接入安全、網(wǎng)絡(luò)安全、控制安全、數(shù)據(jù)安全和應(yīng)用安全建立起縱深防御的安全結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)絡(luò)安全管理體系建設(shè)方面,需依據(jù)相關(guān)政策與標(biāo)準(zhǔn),開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全分類分級(jí)管理。在網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行體系建設(shè)方面,需構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知可視化平臺(tái),制定工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)預(yù)案。

03指明實(shí)施路徑:解析分級(jí)分類5G全連接工廠建設(shè)發(fā)展路徑


給出產(chǎn)線級(jí)、車間級(jí)和工廠級(jí)5G全連接工廠建設(shè)分類分級(jí)實(shí)施參考性建議,基于建設(shè)內(nèi)容和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新價(jià)值,初步提出重點(diǎn)關(guān)注的5G全連接工廠評(píng)價(jià)關(guān)鍵要素。同時(shí)總結(jié)分析了大中小微等不同類型企業(yè)適合的5G網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)模式,進(jìn)一步提出了新工廠和現(xiàn)有工廠不同的建設(shè)方案。其中新工廠建設(shè)需根據(jù)5G全連接工廠建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行總體規(guī)劃,統(tǒng)籌實(shí)施建設(shè)方案?,F(xiàn)有工廠可從檢測(cè)監(jiān)測(cè)類、倉儲(chǔ)物流類、服務(wù)管理類的“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”典型應(yīng)用場(chǎng)景改造出發(fā),逐步健全5G全連接工廠關(guān)鍵能力。



報(bào)告目錄

一、 5G全連接工廠發(fā)展的重要意義


    (一) 企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展加速

    (二) 5G全連接工廠創(chuàng)新發(fā)展的重要意義

二、 5G全連接工廠內(nèi)涵

三、 5G全連接工廠建設(shè)框架

四、 5G全連接工廠建設(shè)實(shí)施方案

    (一) 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

    (二) 廠區(qū)現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)

    (三) 關(guān)鍵環(huán)節(jié)應(yīng)用

    (四) 網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)

五、 5G全連接工廠建設(shè)發(fā)展路徑

六、 5G全連接工廠生態(tài)建設(shè)

    附件1 5G全連接工廠評(píng)價(jià)關(guān)鍵要素

    附件2 縮略語