愛立信與中國移動聯(lián)合發(fā)布《5G與智能工廠研究報告》

6月27日，在2018世界移動大會·上海（MWC上海）期間舉行的“2018 GTI峰會·上海”—— “中國移動5G聯(lián)創(chuàng)中心成果發(fā)布會”上，由愛立信與中國移動研究院共同編寫的《5G與智能工廠研究報告》（以下簡稱“報告”）正式發(fā)布。

報告從智能工廠背景及趨勢、智能工廠對連接的需求與挑戰(zhàn)、5G智能工廠解決方案、智能工廠應用案例等幾個維度，闡述了5G網(wǎng)絡能力如何很好的滿足智能工廠連接需求，以及智能工廠解決方案的具體實踐。

連接是智能工廠的基礎

當前，經(jīng)濟發(fā)展瓶頸引發(fā)了“再工業(yè)化”浪潮，全球主要大國充分意識到“智能制造”之重要，從國家層面全力引導支持，紛紛出臺相應政策積極籌劃布局。例如，中國政府2015年5月推出《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃，以高新技術(shù)和網(wǎng)絡為依托，站在更高的起點上重構(gòu)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，把向服務轉(zhuǎn)型、向智能制造升級作為制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵方向。

智能工廠作為實現(xiàn)智能制造的重要載體，是指以先進的信息網(wǎng)絡技術(shù)和先進的制造技術(shù)深度融合，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)操作、生產(chǎn)管理、管理決策三個層面全部業(yè)務流程的閉環(huán)管理，繼而實現(xiàn)整個工廠全部業(yè)務流程上下一體化業(yè)務運作的決策、執(zhí)行自動化。

相較傳統(tǒng)工廠，智能工廠中各類傳感器、機器人被大量使用；基于大數(shù)據(jù)、云平臺的智能分析工具將幫助企業(yè)實現(xiàn)更為科學的決策；同時，生產(chǎn)的本地性概念不斷被弱化，由集中生產(chǎn)向網(wǎng)絡化異地協(xié)同生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，信息網(wǎng)絡技術(shù)使不同環(huán)節(jié)的企業(yè)間實現(xiàn)信息共享，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的資源高效協(xié)作和配置。

報告認為，先有大連接才有大數(shù)據(jù)，才有智能，才有智能生產(chǎn)制造的未來。“連接”是智能工廠的基礎，網(wǎng)絡是連接的載體。網(wǎng)絡連接是智能工廠的基礎，打造低時延、高可靠的網(wǎng)絡基礎設施是實現(xiàn)全要素各環(huán)節(jié)的泛在深度互聯(lián)的前提。

在一個典型的制造執(zhí)行車間內(nèi)，由生產(chǎn)環(huán)境、物料、生產(chǎn)設備、PLC（可編程控制器）、制造執(zhí)行控制系統(tǒng)、人這六類要素構(gòu)成的工廠中，主要有五大典型生產(chǎn)制造場景，每個場景都有對連接的不同需求：工業(yè)自動控制場景，需要自動化機械設備與PLC間的連接；設備檢測管理場景，需要生產(chǎn)設備與制造管控系統(tǒng)間的連接；環(huán)境檢測控制場景，需要生產(chǎn)環(huán)境與制造管控系統(tǒng)間的連接；物料供應管理場景，需要物料供應與制造管控系統(tǒng)間的連接；人員操作交互場景，需要人與制造執(zhí)行間的連接。

五大場景接入+三張切片+三朵云

隨著網(wǎng)絡的演進，5G即將在2020年迎來商用，其超低時延、超高可靠性、海量連接、超大帶寬等特性，將為智能工廠的實現(xiàn)打下堅實基礎。

通過采用毫米波技術(shù)、增加帶寬技術(shù)、微基站技術(shù)、高階MIMO（大規(guī)模天線）技術(shù)、波束賦形技術(shù)等創(chuàng)新以及支持網(wǎng)絡切片功能，使得5G在工業(yè)領(lǐng)域關(guān)注的速率、時延、終端連接數(shù)、可靠性、安全性、電池壽命六個指標上優(yōu)勢突出。

報告指出，對于一個典型的廠區(qū)，5G智能工廠解決方案為——五大場景接入+三張切片+三朵云。

五大場景接入包括：工業(yè)自動控制、設備檢測管理、環(huán)境檢測控制、物料供應管理、人員操作交互。五大場景中各終端設備、傳感器通過5G模塊接入5G網(wǎng)絡；終端根據(jù)場景的不同，選擇合適的5G模塊。如設備檢測管理、環(huán)境監(jiān)測管理、物料貨架監(jiān)測管理符合物聯(lián)網(wǎng)場景，需要低功耗終端模塊，可采用5G的NB-IOT（窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)）接入。針對五大工廠場景業(yè)務需求，需要設計相應接入方案、切片方案、部署方案。

5G采用切片網(wǎng)絡方式，對于某個工廠可提供多個網(wǎng)絡切片，根據(jù)工廠具體連接需求對網(wǎng)絡要求特點，可構(gòu)建三張切片：

工業(yè)控制切片：uRLLC低時延高可靠通信類網(wǎng)絡連接需求，適用于對可靠性、時延敏感要求高的業(yè)務領(lǐng)域，尤其是在工業(yè)自動化控制、機器人調(diào)度、遠程操控業(yè)務領(lǐng)域。

工業(yè)多媒體切片：eMBB增強型移動寬帶網(wǎng)絡連接需求，移動性強、高帶寬，適用于大數(shù)據(jù)量的業(yè)務領(lǐng)域，如人員通過AR、高清視頻交互場景。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)切片：mMTC大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)連接需求，低成本、低能耗、小數(shù)據(jù)包、海量連接，適用于終端接入數(shù)量大的業(yè)務領(lǐng)域，如物料監(jiān)控、設備監(jiān)控、環(huán)節(jié)監(jiān)控。

5G網(wǎng)絡資源深度云化，根據(jù)承載內(nèi)容及部署位置，可分為運營商運營的邊緣云、核心云，以及工廠或其它相關(guān)企業(yè)的遠端云。邊緣云：距離工廠最近的云，主要承載接入網(wǎng)，及對時延、安全性要求最高的工廠應用；核心云：距離工廠較遠，主要用于承載核心網(wǎng)絡及對時延、安全性要求不高的應用；遠端云：相對于運營商運營的云來講，其它部署云為遠端云，包括工廠自己的云，以及與工廠業(yè)務往來的設備商、上游物料供應商、下游客戶、銷售平臺、其它工業(yè)內(nèi)容供應商的數(shù)據(jù)云。

中國移動-愛立信南京智能工廠打造示范基地

具體實踐方面，中國移動與愛立信聯(lián)手開展5G智能工廠改造應用試點，該試點由江蘇移動提供網(wǎng)絡環(huán)境，愛立信南京工廠作為改造對象。該智能工廠解決方案覆蓋了設備檢測管理、環(huán)境監(jiān)測管理、物料供應管理、人員操作交互四種場景，包括智能螺絲刀等共7個具體應用解決方案，主要聚焦于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及多媒體。

由于當前5G還沒商用，南京工廠采用平滑過渡方案，場景較多選擇物聯(lián)網(wǎng)、多媒體，在4G的網(wǎng)絡環(huán)境下即可實現(xiàn)一定效果；當5G商用后，整體解決方案扔可延續(xù)，只通過升級終端模組等方式，便可實現(xiàn)效果提升。

目前，中國移動-愛立信南京智能工廠在繼續(xù)測試這些用例的成熟度和進一步產(chǎn)品化方案，同時開展更多創(chuàng)新用例的開發(fā)，結(jié)合網(wǎng)絡性能測試，打造智能制造應用的示范基地。

5G網(wǎng)絡在智能工廠中應用，不但能夠降低工廠投資與運營成本，同時工廠與其供應商及其客戶之間商業(yè)模式也將發(fā)生變化。

中國移動-愛立信南京智能工廠項目計劃在2018年繼續(xù)開發(fā)更多的創(chuàng)新方案，陸續(xù)部署3000左右的連接數(shù)量，通過降低人力，提高產(chǎn)能和改善質(zhì)量，并可以每年節(jié)約500萬的成本，同時進行行業(yè)推廣復制，在其他制造業(yè)領(lǐng)域探索創(chuàng)新應用，推動智能制造技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的規(guī)模落地。

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