5G现场网，赋能工业制造数智化升级

        近十年来，我国智能制造发展取得长足进步，但多数企业还处于智能化转型初期。截至2021年底，我国工业制造企业设备联网率只有28.78%，生产数据自动采集率为40.1%，全流程质量追溯仅有16.97%，大量生产要素还没有实现联网。要实现生产现场大量哑设备的联网，现有以有线技术为主的工业以太网和现场总线需要做非常大的改动，如增加端口和设备、重新布线、重新配置等，工作量大且复杂、周期长、成本高，对生产影响大。在原有工业网络基础上，引入5G现场网，并无缝融合，工业企业智能化升级改造将变得更平滑、更快捷、成本更低。

什么是5G现场网

        5G现场网是指部署在产线、车间等生产现场，连接人、机、料、法、环、测等生产要素，实现数据采集、工业控制、生产管理等核心生产环节应用的实时处理和本地闭环，OICT融合（operational，information，communication）的5G网络。5G在工业领域的应用已从生产外围辅助环节逐步深入至生产核心控制环节，5G现场网将加速5G在生产核心环节的深层次拓展，赋能工业制造柔性化、数字化、智能化升级。               

5G现场网解决方案

        针对产线/车间OT业务流本地实时闭环、生产节拍周期短、工艺流程自动衔接、柔性制造产线频繁调整等行业特点，中兴通讯打造了端、网、云、业、维融合的5G现场网解决方案（见图1），为工业制造核心生产业务提供一站式、低时延、低抖动、高可用的确定性无线网络，满足生产制造柔性化、数字化、智能化升级的需求。

        5G现场网具有以下特点：

    - 云网一体，业务本地闭环：工业专用i5GC、5G工业基站和智能5G工业网关基于TCF（TECS cloud foundation）电信级云网底座，支持MES（制造执行系统）、WMS（仓储管理系统）、SCADA（数据采集与监视控制系统）、云化PLC（可编程逻辑控制器）等第三方工业应用平台按需部署，实现生产设备到平台路径最短架构最优、OICT深度融合、生产设备之间的业务闭环。

    - 内生确定性网络能力：5G现场网内生URLLC增强、5G LAN、TSN（时间敏感网络）、双发选收（frame replication and elimination for reliability，FRER）、单板/网元/链路备份、高精度室内定位等端到端确定性网络能力，可为工业控制等核心生产业务提供确定性能力保障。

    - 轻量化设备、极简组网：基于电信级5GC平台，轻量化5G核心网i5GC只保留必选5G网络功能，采用合一VNF（virtualized network function）设计，简化内部通信机制，最简只需要单台服务器。工业基站和智能工业网关针对工业行业特性实现了高度集成、超融合和工业级高可靠。基于端到端的5G LAN二层通信能力，5G网络不需要部署和设置隧道类设备，实现“设备一跳到平台”的极简组网，并与传统有线生产网络无缝对接和平滑替代。

    - 多工业协议一站式接入：工业级智能5G工业网关（SmartEdge 6100），支持RS-485/232、CAN、以太网等有线或Wi-Fi接入方式，支持CANBus、Modbus、EtherCAT、OPC UA、S7 Comm等各种工业协议，可与各类工业设备无缝对接。

    - 客户免规划、免调测、免运维：3D激光环境勘测、三维建模和面向业务的网络预规划，实现客户免规划；出厂前软件版本预安装，现场开箱即用、一键改配、小时级开通，实现客户免调测；以业务为核心，纳管终端和业务，可视化呈现和自动维优，实现客户免运维。

5G现场网应用实践

        5G现场网解决方案适用于产线级、车间级5G全连接工厂建设，聚焦工业生产OT域应用，实现生产要素广泛连接，信息（IT）运营（OT）深度融合，赋能工业制造数字化、智能化转型。中兴通讯联合运营商和行业伙伴在工业制造领域进行了广泛的实践。

产线全生命周期服务

        某装备制造生产线集成和服务提供商在为客户提供的产线上部署5G现场网，连接产线设备，实时采集产线设备数据，结合其自研的智能制造数据服务平台，为产线装配调试、运行管理、效能管理、能耗管理、预测性维护、健康评估等提供产线全生命周期服务。5G现场网除提供低时延、高可靠端到端确定性能力外，还为智能制造数据服务平台和数采等应用提供算力和部署环境，实现产线网业一体化部署，IT/OT融合，产线业务本地实时闭环。

产线/车间集中控制

        某物流自动化装备及系统集成商，为客户提供的物流自动分拣线包括20多套硬件PLC和多台工控服务器，线体主PLC与分拣小车上的从PLC之间通过Wi-Fi+漏波电缆方式实时通信，稳定性差，成本高，维护麻烦。采用5G现场网改造后，线体多个硬件PLC云化后部署在工业基站上，分拣小车上的从PLC云化后部署在智能5G工业网关上，线体主PLC与分拣小车上的从PLC之间通过5G实时通信，从而实现了多个PLC云化集中控制，节省了大量的PLC和工控服务器，降低了成本，提高了可靠性。

自动化生产

        中兴通讯南京滨江工厂5G QCell生产车间，基于5G现场网络，实现了从原材料到成品的自动化生产，降低了人力成本，提升了产品合格率，提高了生产效率。主要应用场景包括5G+AGV、5G+机器视觉、5G+SMT贴片、5G+数据采集、5G+云化PLC、5G高精度室内定位等。

        中兴通讯5G现场网解决方案专为5G进入生产核心环节打造，具有轻量极简、云网一体、内生确定性和客户自服务等特点，以云网底座支撑生产要素全面连接，生产环节和业务流程全面打通，是产线/车间级5G全连接工厂建设的首选方案，赋能工业制造数字化、智能化升级。