2023面向制造业的5G专网运营白皮书

中国联通 chinaunicom 北京部電大学 西南交通大学 西业工业大学 EEENPOLYTECIMICALINVERSTY 哈酒演工业大学 HarbinIinstituteofTechnology FNii V EORRSERN 炎强通信杰安汽车 InTone oppo 东华大学 GHUAUNIVERSTTY Manuf面acturingoriente向d5GPrivateNet制workOperation造WhitePapers 隆鑫通用 Loncin ILLiSON 业的 5G专网运营 白皮书 2023年8月 序5G 近年来，5G技术作为新型基础设施已发展成为推动传统产业升级 数字产业高质量发展的基础和动力。同时：随着各行各业数字化转型需求 的加大以及5G专网的普及，各行各业对定制化、控制度和安全性更高的5G专网需求日益增长。2023年第31届中国国际信息通信展览会上，工信部表示将加快5G行业虚拟专网建设，深入实施5G应用扬帆行动，进一 步丰富拓展5G应用场景，深化工业互联网融合，完善工业互联网技术体系、标准体系、应用体系，打造一批5G工厂，大力推进制造业智能化、 绿色化、融合化。 在5G专网深入各行各业作为数字化转型基础能力的同时，5G专网运 营也成为各行业面临的一大难题。各行业企业对网络运维及运营并不熟悉，而运营商作为公众网络的服务提供商多年来积案了大量的网络运营经验，并不断推进网络运营的智能化及网络的数字化转型；同时运营商海量数据的资源赋赋能千行百业专网运营。因此，对于5G专网运营来说， 运营商有若天然的优势，也将成为运营商新的增长点。 制造业一直引领着中国市场的发展步伐，制造业的数字化转型将是推动建设数字中国的重要力量。5G专网有低成本、性能可靠、安全性高、定制化等特点，其在制造行业有着不可替代的优势。结合我国制造业的市场需求和社会需求，引入5G专网推动制造业的高端化、数字化、智能化升级，依托5G专网发展更高水平、更有竞争力的先进制造业，推动未来经济高质量发展，并有效支撑网络强国和数字中国的建设。 中国工程院院士刘韵洁 编委会 编写单位： 中国联通研究院、中国联通重庆市分公司、中国联通云南省分公司、北京邮电大学、香港中文大学 （深圳）、香港中文大学（深圳）未来智联网络研究院、北京炎强通信技术有限公司、华南理工大学、西南交通大学、大连理工大学、西北工业大学、哈尔滨工业大学、沈阳航空航天大学、武汉大学、东华大学、西南大学、重庆长安汽车股份有限公司、OPPO重庆）智能科技有限公司、隆塞 通用动力股份有限公司、重庆美利信科技股份有限公司 编委： 中国联通研究院：李红五、叶晓煜、唐雄燕、程新洲、显昆、徐乐西、关键、刘喜卿、贾玉玮、 曹丽娟、张恒、赫欣、周诗雨、王云云、邢震、赵振桥、成晨、董润莎中国联通重庆市分公司：李明欣、霍明德、邓巍、唐尚禹、陈桔、黄曦、倪伟、王建、 周国语、刘丽、孙彦一、张艳 中国联通云南省分公司：李海彬、林雨浓、周游、万凤仙、张智礼 北京邮电大学：王卫东、姚海鹏、孙松林、王富、崔高峰、王朝炜、王程、胡欣 香港中文大学（深圳）、香港中文大学（深圳）未来智联网络研究院：崔曙光、黄川、许杰、尹峰 北京炎强通信技术有限公司：梅晓兵、佟胜友、恪明君华南理工大学：温淼文、冯义志、唐建华 西南交通大学：邢焕来、冯力、龚勋大连理工大学：赵楠、邓娜、徐金雷西北工业大学：孙文、胡伟、刘志强 哈尔滨工业大学：贾敏、王欣玉、张良、吴健、孔庆磊 沈阳航空航天大学：赵亮、孙云鹤、石峻岭 武汉大学：营越、林海 东华大学：蒋学芹、海涵、陈根龙、曹普文 西南大学：吴松、霍誉文 重庆长安汽车股份有限公司：宁海荣、何彬、张劲松、彭小刚、颜先洪、吴杰OPPO（重庆）智能科技有限公司：送君、马光彬、林晓彬、周建强、柏沁宏、潘启平隆鑫通用动力股份有限公司：余波、杨成林、杨路、严超仲 重庆美利信科技股份有限公司：张建明、张焱、张博、刘宝旦、余亚军 目录 L0 第1章研究背景 1.1制造业发展现状5 1.2扶持政策和计划7 数字化转型三大阶段 第2章制造业5G专网机遇与挑战 1.36 10 5G专网产业蓬勃发展10 2.2 14 制造业对5G专网的需求 第3章制造业5G专网部署及建设 2.3制造业对5G专网能力挑战16 18 3.1 18 制造业5G专网类型及特点 18 3.1.15G虚拟专网 3.1.25G混合专网19 5G独主专网 3.1.319 3.2制造业5G专网关键技术20 20 3.2.1虚拟化技术 21 3.2.2网络切片技术 3.2.3移动边缘计算21 3.3制造业5G专网部署要点22 3.3.1部署频段22 24 3.3.2核心网配置 3.3.3资产模式25 26 3.4制造业5G专网部署方案及典型案例 3.4.1大型制造工厂部署方案26 3.4.2精密仪器制造厂部署方案27 铸造加工厂部署方案 制造企业园区部署方案 3.4.329 第4章制造业5G专网运营 3.4.431 32 4.1 制造业5G专网运营要点32 4.2 34 制造业5G专网资源管控 4.3 36 制造业5G专网性能提升 36 4.3.1性能关键指标 4.3.2性能提升典型方法38 4.3.3性能提升典型案例42 4.4 制造业5G专网可靠性保障45 无线网侧可靠性保障 核心网侧可靠性保障 4.4.145 4.4.247 专网保障可靠性分级 49 ++ 4.5 制造业5G专网安全保障50 4.6 制造业5G专网能力开放51 第5章数智化AI赋能制造业5G专网智能运营53 5.15G专网智能感知分析53 5.25 5G专网根因定位分析54 5.3 58 5G专网故障预测及处理 5.45G专网知识图谱建设60 5.5 联邦学习赋能制造业5G专网运营61 5.6区块链赋能制造业5G专网运营63 第6章面向制造业5G专网未来展望 68 缩略语 70 参考文献 71 第一章 研究背景 1.1制造业发展现装 近年来我国制造业蓬勃发展，2021年，我国制造业增加值规模31.4万亿元，GDP占比达到27.4%；2022年，我国制造业增加值规模33.5万亿元，占全球比重近30%，并连续13年位居世界首位。在世界500种主要工业品中，我国有超过四成产 品的产量位居世界第一位；除了有65家制造业企业入围2022年世界500强企业榜单，我国还培育专精特新中小企业达7万多家。按照国民经济统计分类，我国制造业 有31入大类179个中类609个小类，拥有全球产业门类最齐全、产业体系最完整的 制造业。 制造业是我国经济发展的压舱石，构建强大且高端的制造业，成为我国应对外部变化与外部风险的主要基础，也为构建我国经济新发展格局提供了重要支撑。与此同时，中国制造业面临诸多外部挑战： ·美国等多个西方国家实施再工业化战略并不断围堵中国，试图抑制和打压中国高端制造领域。我国制造业处于生产价值链中游位置，欧美国家还通过限制高科技产品引入中国等手段，阻止中国向高端制造业发展。警如，2021年3月初美国的 新制裁措施，禁止三星和SK海力士向中国供应深紫外线芯片设备。2022年7月美国 再次“阻截”，禁止荷兰的ASML公司向中国出售DUV。 在亚洲，随着我国人口结构的变化，中国低成本劳动力优势加速消失。与此 同时，东南亚等地发展中国家中低端制造发展迅速，挤占中国制造的全球市场份额。 ●近几年疫情的发生导致全球经济都陷入停摆状态，我国虽然较早控制住疫情，但是国内工厂因为订单骤减导致发展困难，制造业劳动力纷纷逃离工厂，加剧 了“用工荒”。 ·我国制造业在技术创新领域相对落后，缺乏国际领先技术和高品质产品的研发能力，使得产品在一些高端市场难以立足。同时，与欧美发达国家相比，中国的 知识产权保护能力相对较弱，也影响了制造业高端创新产品的研发。 面对以上挑战，可借助5G、大数据、专网、人工智能等新技术的深入研究，利用数字技术赋能不断提升传统制造业运营效率，推进制造业转型成为我国制造业走向高质量、高端化、数字化、智能化的重要必由之路。 1.2扶持政策和计划 近十年来，我国颁布了一系列扶持制造业转型的政策和计划 2015年开始，工信部每年启动智能制造试点示范工作。 2016年，国标委联合工信部成立国家智能制造标准化协调推进组、专家咨询组 等；工信部在世界智能制造大会发布《智能制造发展规划（2016-2020）》；工信部 展出和推广。 在全国范围内避选智能制造试点示范项目60多个并在第18届中国国际工业博览会上 2017年，工信部、国家发改委、教育部、公安部、财政部、商务部、文化部、 卫生计生委、海关总署、质检总局、知识产权局联合制定了《增材制造产业发展行 动计划（2017-2020）》等系列文件，多层次协同推进体系的基本建立，为加快智 能制造发展提供重要政策推动力，并遵选智能制造试点示范项目97个。2018年，政府工作报告提出“要深入开展‘互联网+，行动，实施“中国制造 2025，创建“中国制造2025'示范区”；遵选项目总数超过100个：涵盖有色、稀 土、纺织、家电等传统行业和5G、物联网、车联网、智能交通等新兴领域。“中国制造2025”将智能制造作为制造业未来发展的主要目标，提出智能制造是中国制造业由大到强的必由之路。从2018年“中国制造2025”计划实施以来，智能制造表现 出良好、强劲的发展势头。 2021年，“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出，坚持自主可控、安全高 效，推进产业基础高级化、产业链现代化，保持制造业比重基本稳定，增强制造业 竞争优势，推动制造业高质量发展。 2023年3月，习近平总书记指出，“我国的制造业门类非常齐全，现在要努力的， 就是全面提升，过去的中低端要向上走，布局高端。高质量发展就要体现在这里。 以上制造业扶持政策和计划为我国的制造业转型指明了方向。根据工信部等多 造业企业大部分实现数字化、网络化，重点行业骨干企业初步应用智能化；到2035 年规模以上制造业企业全面普及数字化、网络化。制造业的转型和优化已经从依靠 造业实施精益管理提供了更多可能与更大空间。 经验向依靠数据挖掘、5G、大数据、专网、人工智能等数字技术的普遍应用，为制 1.3数字化转型三太阶段 制造业数字化转型的三个核心阶段包括： 1）流程级发展阶段，主要是以流程为驱动，实现设备设施、软硬件、制造活动 等主营业务涉及要素的集成优化。 2）网络级发展阶段，主要是基于产业互联网，实现企业全要素与过程的互联互通与动态优化，实现业务模式创新。 3）生态级发展阶段，主要是基于5G专网实现泛在的互联互通，并实现生态合作伙伴间资源、业务、能力的开放共享与协同发展。 制造业转型的核心是数字化，实现盈利模式的重构，向智能化、精益化发展。5G 作为数字化的重要技术，能够实现数据和设备的互联互通，提升制造企业研发、生 产、运营、服务的数字化、网络化和智能化水平，进而协助制造企业实现降本增效。 第二章 制造业5G专网 机遇与挑战 2.15G专网产业瑾熟发展 近年来，5G技术已发展成为推动传统产业升级、数字产业高质量发展的基础和动力。各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持，鼓励了5G行业和5G专网的发展与创新，制定的多项产业政策为5G行业和专网的发展提供了明确、广阔的市场前景，为企业提供了良好的生产经营环境。2022年3月，《2022年国务院政府工 作报告》指出推进5G规模化应用，促进产业数字化转型。长期以来，工业和信息化部陆续出台了多项推动5G的政策与计划： 1工业和信息化部推动5G政策列表 表2-1 发布时间发布机构名称概述 为