5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用發(fā)展白皮書（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟）

5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合201910目第一章5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn) 第二章5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景及需 概 第三章5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)架 概 第四章5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的典型案 案例1：5G+電子制 案例2：5G+港 案例3：5G+電 案例4：5G+家電制 案例5：5G+物流倉(cāng) 第五章5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要挑 ICT與OT企業(yè)跨行業(yè)對(duì)接不 第六章5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展建 加大ICT/OT行業(yè)的對(duì)接交 第一章5G+工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施。5G與工業(yè)生產(chǎn)中既有研發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、生產(chǎn)控全球5G+5G20175G的應(yīng)用并逐步擴(kuò)大，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）5G5G向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、遠(yuǎn)程主要由領(lǐng)先的電信服務(wù)提供商和制造商組成?！?G美洲”通過發(fā)布涉及5G+5G技術(shù)在美洲工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，例如在201811月發(fā)布了垂直行業(yè)內(nèi)用于自動(dòng)化的《5G通信白皮AT&T5G5G應(yīng)歐盟2016年就發(fā)布了“5GActionPlan”,2018年啟動(dòng)了5G201845G（5G-ACIA需求等。201875G研究計(jì)劃——5G（5GPPP）5GVerticals創(chuàng)新基礎(chǔ)應(yīng)用的端到端試驗(yàn)。德國(guó)作為工業(yè)4.0的發(fā)起國(guó)，更是通過“5GStrategyforGermany”和“DigitalStrategy2025”5G在德國(guó)的應(yīng)用，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域，以西門子、博世為代表的OT5G5G的AGV應(yīng)用等研究成果。歐盟各國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商也紛紛與制造企業(yè)合作5G5G5G進(jìn)行預(yù)20205G大規(guī)模商用部署的目標(biāo)，5GMF5G規(guī)模試驗(yàn)，同時(shí)日本發(fā)布了“White20183GPP5G商用服務(wù)國(guó)家，同時(shí)韓國(guó)發(fā)布了“ManufacturingIndustryInnovationSK5G客戶鎖定5G+AI機(jī)器視覺質(zhì)檢服務(wù)，資費(fèi)模式因客戶而定制。LGU5G客戶是從事工業(yè)機(jī)械和先進(jìn)零件的公司斗山工程機(jī)械，LGU+5G遠(yuǎn)程控制挖掘150”Strategy”2025”growth”futureStrategy”EconomyStrategy、泰國(guó)（“Thailand4.0”、馬來西亞（“Digital5G服務(wù)工業(yè)提供了國(guó)家戰(zhàn)略支持。我國(guó)5G+5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用示范落地。5G5G絡(luò)頂層設(shè)計(jì)，初步建成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系。5G作20192019年8月，工業(yè)和信息化部在上海中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司召開“5G+互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟為跨界合作交流平臺(tái)，以“綻放杯”5G應(yīng)用征集大5G網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)上海飛機(jī)制造有限公司實(shí)現(xiàn)了大飛5G試點(diǎn)智慧港口，5G5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)SA5G網(wǎng)絡(luò)切片、行業(yè)MEC、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等自主研發(fā)成果，助力企業(yè)數(shù)字“5G+”5G+4G協(xié)同發(fā)展、5G+AICDE5G+Ecology5G+X應(yīng)用延展，5G14大行業(yè)與頭部企業(yè)開2020100個(gè)標(biāo)桿示范應(yīng)用。中國(guó)聯(lián)通先后成立5G應(yīng)用創(chuàng)新聯(lián)盟、中國(guó)聯(lián)通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，面向制造5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技第二章5G+5G是數(shù)字化從個(gè)人娛樂為主推向全連接社會(huì)的起點(diǎn)，是移動(dòng)通提出了挑戰(zhàn)。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用出現(xiàn)了八大類新型場(chǎng)景，分5G+變革。高清視頻被認(rèn)為是5G時(shí)代應(yīng)用最的核心場(chǎng)景之一，加快發(fā)主要方向。與高清技術(shù)（1920×1080，約200萬(wàn)個(gè)像素）（3840×2160830萬(wàn)個(gè)像素）4164倍。超高清視頻提升40Mbps5G高清視頻30、圖片視頻信30、人臉識(shí)別等高清視頻采60、超高清檢測(cè)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像、視頻、3D模型AR生產(chǎn)、物流和服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，典型的應(yīng)用包括AR遠(yuǎn)程協(xié)助、AR在線檢測(cè)、AR5GAR遠(yuǎn)程協(xié)助，后臺(tái)專家可以通過語(yǔ)音視頻通訊、AR實(shí)時(shí)標(biāo)注進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)人員和遠(yuǎn)程專家的“零距離”AR5G設(shè)備輔助裝配于遠(yuǎn)程（VRVR的在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中主要應(yīng)用在虛擬裝配、虛擬培訓(xùn)、虛擬展廳等場(chǎng)景：VR虛擬裝配是工業(yè)設(shè)計(jì)必不可少的審核環(huán)節(jié)，可以在VR虛擬培訓(xùn)相較于傳統(tǒng)的課堂更能全面、及時(shí)反饋，相比于教科書里直觀，并傳遞更多的信息；VR3D化，帶云端內(nèi)容與無(wú)線VRVR

VR5GVR5G+達(dá)到5m，傳統(tǒng)的人員巡檢不僅浪費(fèi)時(shí)間，還帶來人身安全隱患。傳4G5G的無(wú)人機(jī)設(shè)200Mbps8K甚至全景的視頻回傳；二是5G毫秒級(jí)的低時(shí)延高可靠特性可以5G智慧園區(qū)安防設(shè)5G+20173.0新生態(tài)》白皮書把機(jī)1.02.0、3.02.03.0201964.04.03.0時(shí)代加上自適應(yīng)能力，對(duì)三維環(huán)境語(yǔ)5G網(wǎng)絡(luò)提出了99.9999%10~100ms。目前單個(gè)機(jī)器人安裝10~20個(gè)攝像頭（實(shí)現(xiàn)視覺導(dǎo)航、視覺檢查等多種功能，移動(dòng)5G云端機(jī)器人調(diào)度云端機(jī)器人實(shí)時(shí)操控或協(xié)作集成其它視覺應(yīng)用需5G+來說是一個(gè)挑戰(zhàn)?？紤]遠(yuǎn)程控制的需求，5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)一方面在于5GPLC5G+5G5G+MEC搭建的“5G虛擬專用網(wǎng)”將生產(chǎn)5G虛擬專網(wǎng)和萬(wàn)物互聯(lián)部署，機(jī)器視覺系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)（MES5GMES5G+云化（AGV車。AGV不需駕駛員，以可充電之蓄電池為其動(dòng)力來源，一般可透AGV的活動(dòng)區(qū)域無(wú)需鋪設(shè)軌道、機(jī)場(chǎng)等密集搬運(yùn)場(chǎng)所，AGV被賦予了更為強(qiáng)大的并行化、自動(dòng)化、甚至危險(xiǎn)場(chǎng)所和特種行業(yè)，AGV除了基本的搬運(yùn)工作外，還自帶多AGVAGV上位機(jī)運(yùn)行的定位、導(dǎo)航、圖像識(shí)別5G的邊緣服務(wù)器，AGV/緊急避障等實(shí)時(shí)性要求AGV本體以滿足安全性等要求。這相當(dāng)于在云AGVAGV原有的復(fù)雜計(jì)算以外，各種各樣AI能力擴(kuò)展成為可能。AGV5G網(wǎng)絡(luò)提出了相關(guān)需求：即滿足通信調(diào)度及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互需AGV系統(tǒng)包括室內(nèi)及2km通信時(shí)延小于100ms。目前的雙目視覺AGV，網(wǎng)絡(luò)需求為上行帶寬144Mbps（如果AGV端視覺預(yù)處理，上行帶寬要求不高，時(shí)延AGV5G云化AGV調(diào)度通AGV2km。云化AGV實(shí)時(shí)通云化AGV集成其AGV（與終端傳感第三章5G+業(yè)務(wù)安全的需求：5G上的時(shí)間并（SA）架構(gòu)下將一張物連接。5G時(shí)代將有數(shù)以千億計(jì)的人和設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，不同類型業(yè)務(wù)QoS的通信連接的QoS5GSA架構(gòu)，采用虛擬化和軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以讓運(yùn)15GSLA的保障。其中，無(wú)線和傳輸按需隔離：5G網(wǎng)絡(luò)切片是一個(gè)邏輯上隔離的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)應(yīng)用uRLLC場(chǎng)景端到端低時(shí)延高可靠業(yè)務(wù)。時(shí)延需要在空口、傳輸、應(yīng)用服務(wù)等多環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)端到端保障，引入MEC后業(yè)務(wù)AI視頻分析業(yè)務(wù)等提供支持。從商業(yè)角度看，MEC可以節(jié)省傳輸資源，尤其針對(duì)視頻類存在Internet的傳輸資源開銷和商業(yè)成本。5GMEC功能，控制面和用戶面完全分離，支持用戶面下沉子MEC2所示。2第四章5G+案例1：5G+35G5G5G+MEC3所示。2）5G+MEC視覺導(dǎo)航+AGV調(diào)度：這一環(huán)節(jié)采用視覺及低5GMECSLAM5G+MEC視覺導(dǎo)航AGVAGV的優(yōu)勢(shì)有兩個(gè)方面：一是與AGVAGV，10%以上。3）5G5G+MEC技術(shù)將片傳送到MEC側(cè)集中處理，隨后將檢測(cè)結(jié)果下傳到各個(gè)工位。此模50%，還較大增強(qiáng)地了部署產(chǎn)品換線生產(chǎn)算法處理的靈活性。4）5GAR輔助遠(yuǎn)程指導(dǎo)：在生產(chǎn)、運(yùn)維等環(huán)節(jié)，當(dāng)一線人員遇案例2：5G+8000其中包括水路、道路、118300km鐵路。然而，隨著漢堡港2倍增長(zhǎng)，這對(duì)其發(fā)展45G5G網(wǎng)絡(luò)切片包括支持管理水上和陸地交通信5G無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施。5G700MHz許可頻段部5GNR海港通信網(wǎng)絡(luò)，在使用雙連接加專用切片的基礎(chǔ)上，終AR/VR技術(shù)有效地實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程故障監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)指揮；基5G智慧港口。5G的無(wú)線傳輸方式取代了原有主控PLCPLC5G工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與原有工業(yè)控制協(xié)議的適配。5G網(wǎng)絡(luò)特性滿足了PLC控制信號(hào)云，MEC邊緣云的分流處理有兩方面優(yōu)勢(shì)：一方面減少了數(shù)據(jù)從終5G與MEC的結(jié)合開發(fā)了遠(yuǎn)程可通過MEC進(jìn)一步降低操控和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延，以提升遠(yuǎn)程輔助駕駛5G/V2X技來增加了感知范圍，降低了感知成本，豐富了感知信息，實(shí)現(xiàn)了5G5G5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的連接口的作業(yè)效率顯著提高。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的結(jié)合使得港口業(yè)案例3：5G+5G正是這樣一種能更好地支撐智能電網(wǎng)發(fā)展需求的通信技術(shù)，可以5G智能電網(wǎng)應(yīng)用示范場(chǎng)景總體上分為控制和采集兩大類：控制5G足智能用電和個(gè)性化客戶服務(wù)需求。5G網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有遠(yuǎn)程抄表、負(fù)荷8-9.8ms，網(wǎng)絡(luò)授時(shí)50-100案例4：5G+5G網(wǎng)絡(luò)的部署，可以有力5G5G家電制造智能園區(qū)，驗(yàn)證海爾天津園區(qū)通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的主要應(yīng)用場(chǎng)景包括：天津5G園區(qū)智能監(jiān)控平臺(tái)、AR眼鏡安保、機(jī)器人(地面)巡邏、無(wú)人機(jī)(高空)5G邊緣計(jì)算MEC就近部署了園區(qū)智能AR5GAR巡邏，把園區(qū)巡邏的高清視頻回傳到“5G園區(qū)智能監(jiān)控平臺(tái)”查看并5G室內(nèi)覆蓋，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線視覺檢5G的大帶寬、案例5：5G+AGV的定位與控制，但是5GAGV在倉(cāng)儲(chǔ)和生產(chǎn)線進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫切換的移動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)協(xié)同調(diào)度，大幅度提高人55G+AGV5GAGV系統(tǒng)，包含了一個(gè)中10-20AGV5GMEC云端統(tǒng)MECAGVAGV的全局定位和實(shí)時(shí)控制；同時(shí)倉(cāng)儲(chǔ)管理人員能夠通過云端系A(chǔ)GVAGV小車均只5G移第五章5G+5G與工業(yè)的融合應(yīng)用首先制約于工業(yè)場(chǎng)景基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化水2019參評(píng)的15萬(wàn)家工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)備數(shù)字化率、關(guān)鍵工序數(shù)控化率分47%49.2%7.6%，這其中絕（CAD（MESICT與OTICTOT5G作為新一代的移動(dòng)通信技術(shù)，其標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展、發(fā)展節(jié)奏、當(dāng)前及未視覺等eMBB3GPP第一個(gè)版本Release15中所定義的eMBB5G5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行5G網(wǎng)第六章5G+加大ICT/OT5G5G在工業(yè)領(lǐng)域前景非常廣闊。OT和/ICT行業(yè)