面向特定行业的“5G全连接工厂”组网技术及验证研究报告

面向特定行业的“5G全连接工厂”组网技术及验证研究报告中国工业互联网研究院新型工业网络实验室2022年11月 I前言自2019年工业和信息化部印发《“5G+工业互联网”512工程推进方案》以来，5G与工业互联网的融合呈现叠加倍增效应，5G在工业领域的应用得到长足进步。2022年9月，工信部出台《5G全连接工厂建设指南》，旨在进一步推动“5G+工业互联网”融合应用从典型场景向生产现场系统性建设，帮助企业解决数字化转型过程中的难点、痛点和堵点，推进传统产业提质、降本、增效、绿色、安全发展。5G全连接工厂可充分发挥5G网络聚合作用，有机集成人工智能、数字孪生、云计算等各类新一代信息技术，打造新型工业互联网基础设施，形成生产单元广泛连接、信息（IT）运营（OT）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。在遵循企业实际需求的前提下，综合考虑5G技术应用场景和建设成本，推进各行业企业灵活部署5G网络等基础设施，以分类分级为导向建设5G全连接工厂，可实现5G在企业生产辅助环节的规模化部署和核心环节的深层次拓展，从而进一步推动企业数字化转型升级。5G全连接工厂组网技术作为工厂建设的关键一环，直接影响工厂生产模式的转变与企业提质增效水平，组网技术验证则是衡量5G全连接工厂通信网络性能的重要手段，可评估验证5G全连接工厂组网方案的高效性与健壮性。当前，围绕基础设施建设、厂区现场升级、关键环节应用、网络安全防护等内容，国内众多企业已开展5G全连接工厂探索与实践，在装备制造、钢铁、采矿、电力以及石化化工等多个行业取得一系列进展。为进一步推动5G全连接工厂建设，提升我国工业领域数字化水平，中国工业互联网研究院依托新型工业网络实验室开展5G全连接工厂组网技术研究，联合20家单位编写了《面向特定行业的“5G全连接工厂”组网技术及验证研究报告》。该研究报告介绍了当前核心的5G全连接工厂组网关键技术，从实验室测试和现场测试两个角度，分析了5G全连接工厂组网技术验证方案，梳理了5G全连接工厂在装备制造、钢铁、采矿、电力、石化化工等重点行业发展现状，形成5G全连接工厂组网典型案例集，最后给出了未来5G全连接工厂在应用部署方面的发展建议。 II组织单位：中国工业互联网研究院参与编写单位（排名不分先后）：中国工业互联网研究院、中国移动通信有限公司政企客户分公司、中国移动通信研究院、中移（上海）信息通信科技有限公司、高通无线通信技术（中国）有限公司、辽宁省工业互联网发展研究中心（中国工业互联网研究院辽宁分院）、思博伦通信科技（北京）有限公司、大唐联仪科技有限公司、中国电信股份有限公司研究院、中国电信股份有限公司辽宁分公司、中国移动通信集团辽宁有限公司、中国联合网络通信有限公司辽宁省分公司、中国电信股份有限公司苏州分公司、通力电梯有限公司、鞍山钢铁集团有限公司、抚顺新钢铁有限责任公司、新疆天池能源有限责任公司、辽宁新发展耐火材料集团有限公司、国家石油天然气管网集团有限公司、东北大学、锱云(上海)物联网科技有限公司编写指导（排名不分先后）：王宝友、杨鹏、夏权编写成员（排名不分先后）：朱浩、薛强、柴安颖、刘如才、李亚丽、陈喻、叶欧海、张玉良、唐墨、历明、赵斯琦、郝森参、侯兰霞、黄震宁、李宜铮、崔旭升、李海伟、马兵、付正军、李腾达、张伟、黄迪、杜泽群、王建、王荷雅、谢亚滨、谭乐波、陈卓、王晓萌、刘晓宇、郑临夏、尹晓亮、孟涛、武志合、丁立曼、孙慧、魏守东、崔铎、张照和、唐剑秋、付江、徐丰、黄同飞、张镇、刘佳伟、王吉勇、杨志勇、王维、王堃、吴志伟、孙家莲 III目录一、5G全连接工厂概述.............................................................................................1（一）5G全连接工厂的概念.................................................................................1（二）5G全连接工厂建设需求与挑战.................................................................11.装备制造行业..................................................................................................12.钢铁行业..........................................................................................................23.采矿行业..........................................................................................................24.电力行业..........................................................................................................35.石化化工行业..................................................................................................3二、5G全连接工厂组网参考架构及关键技术.........................................................4（一）5G全连接工厂组网参考架构.....................................................................41.工厂级5G全连接工厂...................................................................................42.车间级5G全连接工厂...................................................................................53.产线级5G全连接工厂...................................................................................5（二）5G全连接工厂组网关键技术.....................................................................61.5G网络切片.....................................................................................................62.边缘计算..........................................................................................................73.5GLAN.............................................................................................................74.5G大上行能力.................................................................................................75.URLLC增强.....................................................................................................76.高精度定位......................................................................................................87.RedCap..............................................................................................................88.5G+确定性通信................................................................................................89.UPF本地分流...................................................................................................910.5G+工业PON.................................................................................................9三、5G全连接工厂组网技术验证.............................................................................9（一）总体测试内容...............................................................................................9（二）实验室测试.................................................................................................101.行业5G终端测试.........................................................................................102.5G关键技术测试............................................................................................11（三）现场测试.....................................................................................................131.5G基础服务质量测试...................................................................................132.行业应用业务质量测试................................................................................14四、5G全连接工厂组网案例分析...........................................................................15案例一：通力电梯5G智能互联工厂..................................................................15案例二：鞍山钢铁5G智慧冶金........................