5G全连接工厂建设白皮书.docx

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1、目录一、5G全连接工厂发展的重要意义1（一）企业数字化转型发展加速1（二）5G全连接工厂创新发展的重要意义3二、5G全连接工厂内涵3、5Cfztz*5四、5G全连接工厂建设实施方案7（一）基础设施建设7（三）关键环节应用22（四）网络安全防护23ti.、5G全接工*建设发展路dt5六、5G全连接工厂生态建设28附件15G全连接工厂评价关键要素30附件2缩略语33本报告所载的材料和信息，包括但不限于文本、图片、数据、观点、建议，不构成法律建议，也不应替代律师意见。本报告所有材料或内容的知识产权归工业互联网产业联盟所有（注明是引自其他方的内容除外），并受法律保护。如需转载，需联系本联盟并获得授权许

2、可。未经授权许可，任何人不得将报告的全部或部分内容以发布、转载、汇编、转让、出售等方式使用，不得将报告的全部或部分内容通过网络方式传播，不得在任何公开场合使用报告内相关描述及相关数据图表。违反上述声明者，本联盟将追究其相关法律责任。工业互联网产业联盟联系电话：010-62305887由箱：aii一、5G全连接工厂发展的重要意义（一）企业数字化转型发展加速随着以5G、大数据、云计算、区块链、人工智能等为代表的新一代信息技术加快普及与应用，数据已成为驱动经济社会发展的关键要素，正推动着实体经济发展模式、生产方式深刻变革。工业互联网作为新一代信息通信技术与工业深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生

3、态，为数字化转型提供了路径和方法论，企业数字化转型已成为企业发展的必然选择。1企业数字化转型以单“点”为主我国加速推动数字化转型，在“十四五”规划纲要中对数字产业化和产业数字化作出了重要部署,2023年政府工作报告中指出“加快数字化发展，打造数字经济新优势，协同推进数字产业化和产业数字化转型，加快数字社会建设步伐在一系列政策的引导下，产业界纷纷加入数字化转型的浪潮，加快推进5G、工业互联网等新型基础设施建设，积极探索“5G+工业互联网”融合应用，在十大重点行业培育形成20大典型应用场景，取得阶段性成效。但是工业互联网网络、平台、安全三大体系分别建设，企业也是以生产单一环节的数字化改造为主，“5

4、G+工业互联网”的典型应用场景也是将5G技术应用在企业生产的单一场景，没有形成统一的建设方案，难以满足企业自身发展的需求，还可能因为单“点”的转型带来更多的信息孤岛。此外，传统生产企业IT、OT分别由不同的团队进行建设和运营，IT与OT中间存在一个物理或虚拟的“墙”进行隔离，且相互之间的技术壁垒尚未打破，融合发展需进一步探索。可见企业在数字化转型的道路上处于起步阶段。2,企业数字化转型面对诸多需求和挑战当前全球百年变局与世纪疫情交织叠加，产业链供应链加速重构，我国工业和信息化发展正面临新一代技术革命和产业变革的历史机遇，企业对数字化转型寄予厚望，希望针对转型发展进行整体战略规划和设计实施，通过

5、5G、工业互联网等解决当前生产运营管理中存在的一系列问题，满足高端化、智能化、绿色化发展的更高需求，并希望在最短的时间获得最大的利益。企业在推动数字化转型过程中也面临着诸多挑战，如企业数字化转型全球均属于发展初期，无经验可借鉴；工业企业对新一代信息技术的理解、运用亟待加强，需进一步学习和掌握；企业在数字化转型过程中，没有一个统一的规划部署，容易造成重复建设、网络不通、信息孤岛、数据获取不到等问题。此外工业企业建设发展主要以产线、车间、工厂为主，而当前工业互联网以三大体系落地，需要进一步与工业企业需求结合，且多方参与工业互联网或“5G+工业互联网”发展的商业模式也尚未形成。（二）5G全连接工厂创

6、新发展的重要意义5G全连接工厂是“5G+工业互联网”在工业企业内深度融合应用的产物。一方面5G全连接工厂将从工业企业的视角出发，以产线、车间、工厂为单位，深化工业互联网在工业企业的落地，加快5G在工业企业的综合部署应用。另一方面5G全连接工厂建设与工业企业实际生产需求进行紧密结合，形成工厂建设或改造整体方案。5G全连接工厂建设和发展将为企业数字化转型提供关键支撑。通过5G全连接工厂建设，将为企业解决网络互通、资源共享、IT/OT深度融合等相关问题做好技术支撑，促进数字李生工厂建设。满足企业生产的无线化、柔性化、协同化等生产需求。提升企业生产工艺，降低生产能耗，助力实现工厂的碳达峰、碳中和。改进

7、企业建设运营模式，探索形成新的商业模式。5G全连接工厂将开辟5G与工业互联网融合发展的新赛道。5G全连接工厂建设将开启“5G+工业互联网”即512工程之后下一个阶段发展的重要方向，促进5G在工业生产中由“局部单点”向“生产全局”、由“外围应用”向“生产核心”的创新发展，进一步加快“5G+工业互联网”新技术、新场景、新模式向工业生产各领域、各环节深度拓展。二、5G全连接工厂内涵5G全连接工厂是充分利用以5G为代表的新一代信息技术，基于工业互联网新型基础设施，新建或改造产线、车间、工厂等生产现场，形成生产单元广泛连接、7OT深度融合、数据要素充分利用、创新应用高效赋能的先进工厂。5G全连接工厂是充

8、分发挥我国5G技术产业优势，以企业发展的客观规律和实际需求为导向，以技术可行、成本可控为前提，综合运用工业互联网网络、平台、安全等基础设施，强化5G网络建设,普及5G、人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术应用，探索形成“5G+工业互联网”在产线、车间、工厂等生产现场的综合方案。其中“5G”作为一种关键技术和使能技术，5G全连接工厂是以5G为重要基础，但不局限于5G,可与人工智能、数字挛生、云计算、AR、VR、边缘计算等各类新一代信息通信技术有机集成，创新各种新模式、新业态、新场景。全连接是一种发展愿景，主要是推动工厂内人、机、料、法、环、测等根据生产实际需要广泛联网，充分利用5G技术打通I

9、T和OT,帮助企业解决数字化转型过程中的难点、痛点和堵点，实现提质、降本、增效、绿色、安全发展。“工厂”是以工厂为重点，但不局限于制造业的传统工厂，只要具备生产现场条件的行业和领域，包括矿山、港口、电力等各领域，均可积极探索建设5G全连接工厂。随着5G、工业互联网的创新发展，推动产线、车间、工厂的持续升级，同时将5G全连接工厂方案向产业上下游进行复制推广,逐步构建起多个5G全连接工厂协同发展的网络生态。5G全连接工厂具备生产单元广泛连接、IT/OT深入融合、数据要素充分利用、创新应用高效赋能等四大特征。生产单元广泛连接，即通过5G等多种网络将工厂内人、机、物、系统等进行广泛互联，加强各类数据的

10、广泛采集与海量存储。IT/OT深度融合，即充分利用5G等新一代信息技术深化OT网络与IT网络的融合互通，OT系统与IT系统的融合应用，带动生产功能与应用的云化部署。数据要素充分利用，即通过5G、人工智能等技术，加强数据的深度分析，深入挖掘数据价值，推动数据在各系统之间共享和自由流转。创新应用高效赋能，即根据行业特点及企业生产经营需要，将“5G+工业互联网”典型应用场景，在工厂内进行普及应用，进一步探索5G在工业生产各领域、各环节的应用创新。三、5G全连接工厂建设框架5G全连接工厂建设框架如图所示。建议企业综合考虑5G等新一代信息技术演进，可选择在产线、车间、工厂等不同区域实施，从基础设施建设、

11、厂区现场升级、关键环节应用、网络安全防护等四个方面进行系统规划，分阶段建设实施。图15G全连接工厂建设框架基础设施建设主要包含5G网络建设、工业网络互通、边缘计算部署、业务系统建设等。厂区现场升级主要包含现场装备网络化改造、IT-OT应用融合化部署、生产服务智能化升级等。关键环节应用主要包含研发设计应用、生产运行应用、检测监测应用、仓储物流应用、运营管理应用等。网络安全防护主要包含安全防护能力升级、安全管理水平提升等。电子设备制造、装备制造、钢铁、石化化工、建材、纺织、家电等制造业企业、采矿、电力、港口等行业企业，以及自动化水平高，数字化、网络化基础较好，发展平台化设计、智能化制造、网络化协同

12、、个性化定制、服务化延伸、数字化管理模式的企业、安全生产难度大的企业、生产运营能耗高的企业、厂区覆盖地域广的企业等，均可按照上述框架开展5G全连接工厂建设。四、5G全连接工厂建设实施方案（一）基础设施建设基于工业互联网网络、平台、安全等体系，5G全连接工厂基础设施建设将形成“云-边-端”参考架构，如图2所示。15G网络建设5G网络在工厂内主要有混合专网、虚拟专网、独立专网等三种建设部署方式。混合专网是将原有在运营商5G核心网侧的用户面功能（UPF）和多接入边缘计算（MEe）等功能下沉至企业内，供企业专用。该网络部署方式因建设成本适中，可满足业务数据不出企业的要求，是当前较为广泛采用的5G网络部

13、署方式。图35G混合专网部署方式虚拟专网是基于运营商的5G公网架构，利用5G切片技术，为企业提供网络质量定制化、与其他公众用户业务逻辑隔离的专用通道服务。该网络部署方式成本较低，但用户信息和数据流量的安全性取决于网络切片能力，低时延保障取决于边缘云的部署位置。适用于对没有物理专用要求、成本较为敏感的用户。图45G虚拟专网部署方式独立专网是企业自建一张物理专用5G网络，包括接入网、承载2 网、核心网等5G网络端到端基础设施，与公网隔离，只承载企业业务的专用网络。该网络部署方式可以保障数据不出企业、企业对网络有更多的自主管理能力等，但建设成本高、频谱利用率低、产业链成熟度低，建议仅对安全隔离性、网

14、络性能有极高需求的特殊条件用户探索适用。3 .工业网络互通工业网络一般是多种网络混合部署。传统工厂内的工业网络主要包括IT网络和OT网络,其中IT网络主要用于企业生产运营管理,包括企业办公网络、生产管理网络、监控预警网络等。OT网络主要用于生产现场实时控制，包括工业控制网络和物联网等。使用的网络技术主要包括工业现场总线、工业以太网、工业无线网等三种类型。以往工厂内网络主要以工业现场总线为主，据HMS发布2023年全球工业网络市场份额预测报告显示，工业以太网市场份额从2016年的38%提升到2023年的66%,代替了现场总线长期占据的历史地位。工业无线网以8%稳步增长，无线类连接应用需求稳定。随

15、着5G技术演进和企业数字化转型，生产制造的无线化、柔性化、智能化等需求持续加大，工业企业对5G技术充满希望。目前工业企业充分利用5G大带宽特性，将5G接入到办公网络、生产管理网络、监控预警网络，同时利用5G低时延高可靠特性，在产线上探索与工业控制网络的融合，即通过5G网络可将企业办公、生产管理、监控预警、工业控制、物联等网络进行互联互通，并形成星形的网络架构，可实现现场终端设备的扁平化接入，改变传统繁琐的有线多层级交换机分层分级，加快IT-OT网络的融合。探索5G网络与行业专网的融合组网。5G网络与工厂现有网络及设备的接入方式也有三种，包含通过5G工业网关接入、通过5GCPE接入、5G设备直接接入等。通过5G工业网关接入方式，主要针对有线网络，并且已接入现场总线或工业以太网的I/O设备、机床、生产线、仪器仪表等，不做任何改变，仍然接入现场总线或工业以太网中，只是在网关处由原有的工业网关更改为5G工业网关，从而接入5G网络。通过5GCPE接入方式，可满足有线网络和工业无线同时接入。对于当前已接入现场总线或工业以太网的I/O设备、机床、生产线、仪器仪表等，也是不做任何改变，继续接入现场总线或工业以太网中，但需将有线网络接入