5G全连接工厂内涵和价值

5G时代，企业数智化转型的连接需求

随着云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链、5G等技术快速发展、渗透、融合，新一代信息技术正深刻重塑制造业发展形态，工业互联网是新一代信息技术与制造业深度融合的产物，企业实施数智化创新发展战略，实现企业全要素、全产业链、全价值链的全面链接，特别是实现跨产业、跨空间、跨界面的互联互通，打通传统产业的痛点、难点和堵点，正在不断颠覆传统制造模式、生产组织方式和产业形态。5G作为新一代信息通信技术，将开启万物互联的数字化新时代，5G+工业互联网都是实现制造业高质量转型发展的新型基础设施和重要驱动力量。工业互联网平台建设数据是关键核心要素，数据采集是基础，即要构建一个精准、实时、高效的数据采集体系，把数据采集上来，通过协议转换和边缘计算，部分数据在边缘侧进行处理并直接返回控制指令到机器设备，部分数据传到云端进行大数据分析，进一步优化形成决策。在数智化建设过程中，5G的高速率、低延时以及能够实现信道隔离等特征将满足企业高效、稳定、多样化的数据连接需求。

企业数智化转型5G连接需求聚焦在：智能设备互联、智能化生产、智慧化运营。

智能设备互联：设备互联和数据采集是工业互联网的基础，面向复杂多样的现场装备，进行数据采集和接入，获取设备运行和状态数据，实现工业互联网泛在连接 ；当前生产设备的连接分有线和无线两种，有线以光缆和通讯电缆为主，无线以WiFi、ZigBee、蓝牙、4G、LoRa、NB-IoT等技术为主。通过5G进行设备的连接，可以减少项目建设过程中线缆的设计和施工，5G大带宽、大连接特性突破传统无线技术的瓶颈。

智能化生产：工业互联网平台可将生产工艺、生产过程控制、产品质量管理等领域涉及的工业知识显性化为工业机理模型，工业互联网平台应用人工智能技术等先进技术，结合5G技术，进行全生产要素（人、机、物、系统）连接，颠覆原有生产操作和组织模式，对钢铁工艺流程进行优化，提高生产效率和产品质量，充分赋能企业智能化生产。

智慧化运营：工业互联网平台可汇聚整理企业运营信息，结合实际市场需求和企业生产能力，制定科学的生产计划，调度企业资源，实现智慧化运营。在企业运营过程中会涉及生产资料、生产设备、物流资源、产品等要素的连接和管控，结合5G技术，将企业运营的关键要素接入工业互联网平台，提升企业综合运营效率和产品用户体验。

5G全连接工厂内涵

通过在工厂园区内构建5G虚拟专网，和工厂原有网络互通、融合，5G连接充分渗透企业，在行业业务层面5G连接企业生产制造、企业运营、产业链协同等环节，在系统层面连接工厂全域生产环节、全次级系统，结合工业互联网、大数据、人工智能、边缘计算等技术优化工厂的生产制造模式，提升企业的运营效率，并形成以数字化、网络化、智能化为特征的综合解决方案。

5 G全连接工厂价值

项目部署更加敏捷、低成本：通过5G专网的部署，5G无线连接成为企业内部网络的一种选择，在厂区范围内可任意部署传感器/执行器/智能终端免去部署光缆或信号电缆和电缆桥架等，节约通信设备/施工方面的投资，同时可以做到设备的快速部署。如，在大型流程企业对于能源环保的监控和远程控制可以做到快速部署计量仪表和阀门等。

支撑大量移动设备大范围互联：企业内部存在大量移动的设备和终端，如果在企业内部部署Wi-Fi设备成本非常高而且并一定可以做到大范围覆盖，如果使用4G数据的安全性得不到保障，通过5G网络的连接，使得移动设备的大范围互联和协同成为可能。

大算力赋能终端设备：智能装备在工厂生产制造过程中正逐步取代人工操作，提高了现场做的安全性，降低了生产的人力成本，智能装备需要搭载算力，这就对智能装备的体积和带电量提出了更高的要求，通过5G连接可将数据中心的算力赋能到移动的智能装备上，让智能装备轻装上阵专注于感知和执行，该模式的应用可以大大提升智能装备的智能化水平，使之不再受制于应用场景对其体积和可移动性的约束。如，无人机/机器人巡检，通过5G网络将现场实时传感器和图片信号传输至控制室调用数据中心算力和算法实时诊断现场情况实现无人巡检。

数据通道隔离，安全性：工厂存在多种分类分级的生产应用场景，也存在多个区域，各类场景和各区域场景之间需要有独立的数据通道对网络质量和数据安全性进行保障，5G的切片技术可以满足企业对于无线通道的隔离和安全性需求。

新应用和新模式创新：5G技术给工厂提供了一种低延时/高带宽/大连接的数据交换手段，已经突破了以往有线和无线的技术瓶颈，通过工厂业务和5G/工业互联网/人工智能等技术的结合，催生新的智能应用和创新的商业模式成为一种可能性。

5G全连接工厂的发展阶段与特征

新技术催生新的应用模式都存在其发展规律，伴随着5G技术的日益成熟，行业应用的逐步深入，大概将5G全连接工厂的发展分为四个阶段，这四个阶段也不是绝对的，每个发展阶段都有其演进的阶段重叠。

小试牛刀，外围辅助业务5G连接应用阶段

从5G商用开始，企业开始尝试使用5G通讯代替无线和有线的部分场景，一开始可能走的是运营商的公网，使用成本高，网络质量不佳，比传统4G的网络质量有所提升，具有一定的优越性。随着5G的应用规模和范围的扩大，企业开始考虑5G网络的安全性，需要进一步提升5G网络的质量，开始在厂区建设5G虚拟专网，园区的数据通过专网在厂内传输不出厂，5GUPF的下沉保障了5G网络质量，工厂开始把5G网络作为厂区数据通讯的一种选择。在这个阶段因为5G技术的限制，只能支撑厂区的外围辅助业务，这些业务对于数据传输要求往往只是单向传输展示或在非核心生产环节的数据和视频的交互，对于时延（50ms以上）和抖动要求不高，往往这些业务因为网络问题中断也不会影响生产节奏，这些应用也只是在生产过程中间歇使用。

大施拳脚，低延时控制闭环和精准决策闭环应用阶段

很多企业经过小试牛刀阶段后，有了丰富的应用实践和运维时间后，对5G技术的成熟度和技术本身都有了一定的认知，从对5G技术的稳定性和网络性能的质疑转向信任，开始考虑5G运用到生产核心环节，随着确定性网络技术的发展，大大提升了5G网络传输的确定性，网络的时延和抖动逐步降低满足企业生产过程中实时控制和决策的应用需求，这为5G在企业的大规模应用奠定了坚实的基础。

一统江湖，全域、全次级连接阶段

经过以上三个成长阶段，5G技术已经可以覆盖工厂绝大部分应用场景，5G网络已经渗透企业生产和管理的方方面面，5G网络进入全面应用阶段，企业开始考虑在技改和新建项目中把5G网络通讯作为必选项，5G网络已经成为企业的网络基础设施。5G+工业互联网全面赋能的效应逐步彰显，5G+工业互联网作为企业数字化转型的新基建成为企业的标配。

出神入化，颠覆性创新应用阶段

本阶段5G技术已经完全成熟，作为企业内部泛在连接的基础，工业互联网平台赋能已经成为进入企业的日常运营模式，IT和OT深度融合，大量复合型人才在平台上不断创新/改善企业的生产和运营模式，在这样的创新土壤中，会催生颠覆传统的企业生产和运营模式，进入到制造业发展的高阶阶段。

5G全连接工厂建设推进思路

运用事物发展的底层逻辑来分析5G全连接工厂演进阶段，给予以下5G建设推进思路：

企业在引入5G技术初期需要分析本企业对于无线通讯的需求和未来5G网络可能的使用需求，业务特性对于5G网络的技术需求，做好前期的规划和统筹。

梳理应用场景，从业务界面和对网络性能需求分级两个维度梳理，总体规划分步实施。

开展5G专网建设，大中型企业可以考虑通过建设下沉到园区的专网模式，小企业可以考虑产业园区共享专网模式，5G专网建设要保障数据的安全性和网络质量保障，在专网建设过程中做好和原有厂区网络的融合（含有线/无线），做到5G网络和企业网络的有机融合，保障企业数据的互联互通。在建设5G专网过程中，和运营商积极开展合作，建设5G专网能力开放平台，和运营商建立网络共管共维的运营模式。

打造5G+工业互联网新基建，在企业内部通过5G全面连接全域/全次级数据，工业互联平台赋能数智化转型，企业从生产/管理模式上由内而外进行优化/变革，通过5G+工业互联网手段支撑企业的高质量转型发展。