一文讀懂如何建設5G工廠
發布時間：2024-06-20 20:59:31
近日工業互聯網產業聯盟系統梳理了5G工廠相關內容，展開系列科普活動。第二期:5G工廠的基礎設施建設、廠區現場升級、關鍵環節應用、網絡安全防護等內容。
近日工業互聯網產業聯盟系統梳理了5G工廠相關內容，展開系列科普活動。第二期:5G工廠的基礎設施建設、廠區現場升級、關鍵環節應用、網絡安全防護等內容。
第一期：什么是5G工廠？
1.基礎設施建設
基于工業互聯網網絡、平臺、安全、數據、標識等功能體系，5G工廠基礎設施建設包含5G網絡建設、工業網絡互通、邊緣計算部署、業務系統建設等四項內容，并形成“端-邊-云”參考架構。
1 5G 網絡建設
企業可采用虛擬專網、混合專網等多種方式部署5G網絡。支持企業在工廠內建設用戶平面功能（UPF）等5G核心網元，同步部署相應的安全機制和措施，強化生產現場5G網絡能力，滿足企業業務要求。鼓勵企業基于已獲得許可的無線電頻率，探索5G獨立專網，創新靈活多樣的5G網絡建設服務模式。
2 工業網絡互通
鼓勵企業綜合利用5G、時間敏感網絡（TSN）、軟件定義網絡（SDN）等新型網絡技術，在安全可靠的前提下，推動企業辦公、生產管理、監控預警、工業控制、物聯等網絡互通，加快IT-OT網絡融合。
3 邊緣計算部署
支持企業在生產現場按需部署邊緣計算節點，與企業級工業互聯網平臺互聯，滿足工業實時控制、就近服務、按需調度、數據安全等需求，推進5G網絡與邊緣計算融合部署，促進云網邊端協同。
4 業務系統建設
鼓勵企業自建或租用網絡服務與管理系統，為本地化網絡運維和管理提供支撐。推進有條件的企業按需建設數據存儲節點和工業互聯網標識解析企業節點，為數據存儲、加工、查詢、調用等提供支撐。支持企業建設工業互聯網平臺或訂閱相關服務，支撐生產運營管理。
2.廠區現場升級
企業在建設5G工廠時也需要對生產現場設備、系統、應用等進行改造，主要包含現場裝備網絡化改造、IT-OT應用融合化部署、生產服務智能化升級等三項內容，以便充分利用基礎設施，提高產品質量、降低運營成本、增加生產效率等。
1現場裝備網絡化改造
支持企業加快各類“啞設備”、單機系統等網絡化改造，在安全可控的前提下，提升工業數據實時采集能力；對具有移動部署、靈活作業、遠程操控等需求設備，積極使用帶有5G功能的芯片、模組、傳感器等進行改造；加快5G與可編程邏輯控制器（PLC）、分布式控制系統（DCS）等工業控制系統融合。
2 IT-OT 應用融合化部署
支持企業充分發揮5G技術優勢，推動IT-OT應用統籌部署，探索生產控制、運營管理等軟硬件系統的云化，加快生產、運營、管理等各類移動端應用程序（APP）研發，滿足企業遠程調用、資源共享、高算力性能等需求，形成集中管控、現場按需應用的融合方案。
3 生產服務智能化升級
支持企業運用5G、人工智能等技術，實現海量歷史、實時、時序數據的聚類、關聯、預測分析，加強數據深度分析，優化設備健康管理、工藝參數調優、能耗與排放管理、產品售后服務等，為企業精準決策提供依據。
3.關鍵環節應用
5G工廠在基礎設施建設、廠區現場升級的基礎上，需加強對研發設計、生產運行、檢測監測、倉儲物流、運營管理等五大環節的“5G+工業互聯網”典型應用場景建設。
1 研發設計應用
支持企業加快5G、數字孿生、增強現實/虛擬現實（AR/VR）等技術融合應用，促進物理與虛擬生產單元之間動態實時映射及提升現場工作效率，支持生產單元模擬、協同研發設計、眾包設計等應用場景，提升企業網絡協同研發設計及現場作業交互能力。
2 生產運行應用
支持企業推動5G、邊緣計算、知識圖譜等技術應用于工業設備、系統、生產線，支持柔性生產制造、遠程設備操控、設備協同作業、精準動態作業、現場輔助裝配等應用場景，提升生產運行柔性、敏捷、協同能力。
3 檢測監測應用
支持企業通過5G結合機器視覺、模式化識別等技術，進行在線檢測監測，加強識別分析、遠程診斷、智能預判，支持機器視覺質檢、近紅外線成像分析、工藝合規校驗、設備故障診斷、設備預測維護、無人智能巡檢、生產現場監測等應用場景，全方位保障生產質量與安全。
4 倉儲物流應用
支持企業融合5G與射頻識別、圖像識別、多源融合室內定位、北斗導航等技術，運用智能天車、AGV小車等設備，助力調度管理、貨物碼放、危險品運輸等環節智能化、少人化，支持廠區智能物流、智能理貨、全域物流監測等應用場景，提升配送效率，保障貨物與人身安全。
5 運營管理應用
支持企業利用5G結合工業互聯網標識、平臺等設施，采集整合生產單元信息數據，輔助優化生產工序，支持生產過程溯源、生產能效管控、虛擬現場服務、企業協同合作等應用場景，促進生產數字化、綠色化，推動產業鏈上下游貫通。
4.網絡安全防護
企業在建設5G工廠時，需做好工廠內的網絡安全防護工作，既要升級安全防護能力，也要提升安全管理水平。
1 安全防護能力升級
推進企業利用5G、人工智能、新型加密算法等技術，結合生產安全需求，圍繞設備、控制、網絡、平臺和數據等關鍵要素，構建多層級網絡安全防護體系；做好安全應急預案，階段性開展安全檢測評估，提升網絡安全監測水平，確保網絡運行平穩，提高安全威脅發現、快速處置和應急響應能力。
2 安全管理水平提升
推進企業全面落實工業互聯網企業網絡安全分類分級管理相關政策與標準，提升設備、控制、網絡、平臺和數據等安全防護能力；加大網絡安全投入，明確責任部門和責任人，建立健全監測預警、數據上報、應急響應、風險評估等安全機制。
整理自工業互聯網產業聯盟
