5G融入工业控制新架构新能力带来新价值

5G融入工业控制新架构新能力带来新价值邓伟中国移动研究院无线与终端技术研究所5G规模化发展，筑牢5G工业融合的通信产业基础*

数据截止23年8月7.3亿5G套餐客户12亿+物联网用户185万+5G基站智慧工厂智慧钢铁智慧商务5G赋能千行百业智慧港口自动驾驶智慧园区工业视频智慧农业智慧文旅智慧城市云游戏智慧银行智慧校园智慧医疗智慧电网无人机融媒体中国移动已建成全球最大的5G精品网络，提供“连接+算力+能力”新型信息服务，助力生活改善、生产升级、社会治理完善规模最大、用户最多的移动网络 超25000个5G行业案例智慧矿井积极贯彻落实国家政策，加快推进新型工业化需求碎片化工业细分行业众多，不同行业对网络需求差异较大智能制造行业层级多、业务复杂，网络需求碎片化成本敏感工业企业高度关注投资回报率，信息化改造投资谨慎降低在网络/终端/应用设备成本和运维成本性能要求高深入核心控制环节，网络确定性、低时延需求更极致要求业务敏捷部署，从而减少停工改造时间习总书记指示“以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业，实现新型工业化是关键任务”中国移动积极践行指示精神，以5G新能力筑牢新型工业化的信息基础，推进新型工业化高质量发展中国移动构建工业专网技术体系，积极将5G全面应用于工业 5G工业融合面临三大挑战通过轻量化终端、云网业一体化网络、新型工业控制架构等创新技术突破三大挑战，加速5G从辅助生产到融入生产，助力工业智能、绿色发展工业应用层工业终端层工业网络层工业安监工业质检设备云巡检工业能耗管理工业标识研发设计应用检测监测应用仓储物流应用运营管理应用生产运行应用安防摄像头质检摄像头AGV/RGV 数采终端5G确定性工业网关AR/VR业务运营层平台能力层远控能力视频能力AI能力位置能力大数据能力人员管理设备管理标签解析网络能力层网络设施层安全&绿色运维（专网质量管家）轻量化核心网工业...UPFCT

技术增强CT

与OT融合统一云底座RTOS算力调度国产ARM通用服务器大上行RedCap数据互通低时延内生式叠 组网架构加式网业协同5G

LAN高精同步协议转换协议融合5GIO/驱动器 无源物联成本降低性能增强需求定制设备感知层大容量确定性机械臂交换/路由设备无源物联设备 工业云基站RedCap技术大幅降低5G终端成本，继承低时延、高可靠、切片等5G特性，进一步提升行业专网使用价值RedCap技术和产业成熟，加速5G工业融合的终端发展低时延、高可靠定位、5G

LAN等业务切片数据不出厂UE节能技术覆盖增强技术5G

NR（R17）2T4R1T2R1T1R天线64QAM调制 256QAM20MHz带宽

100MHz高效接入特性终端识别、初始BWP配置、专用BWP配置功耗优化特性RRM测量放松、eDRX其它终端特性多模多频、语音能力4G

LTE20MHz5G100MHz5GRedCap网络BWP配置BWPBWPBWPBWPBWP高并发 大容量对标5G，复杂度下降~60%5G

RedCap对标4G，具备大带宽优势RedCap平滑引入四大特性基本能力特性驻留与接入控制、移动性云网业一体化理念，指引5G工业融合的发展方向协议按需裁剪：协议功能、流程、信令按需裁剪协议层级插件式按需组装构建统一、弹性、按需、融合的云网算业一体能力，为行业客户提供经济灵活、精准优质的智简行业网智 简 网 络 架 构统一算力云网底座RRU智能感知层数据处理层增强物理层边缘云局域协同感知

流业务网业协同BBU中心云AMF

PCF NEFSMF UPF横 向 一 体 集 成纵向一体融合广域协同统一算力云网底座能力开放本地核心网本地 本地 其它UPF LMF 网元中心和边缘两层架构、分布部署无线网、核心网、业务统一云网底座网元位置弹性部署网元功能弹性编排网业融合：双向智能感知两级能开架构跨层协同优化集中式控制体系化攻关，构建5G工业融合的全新路径围绕5G工业的深度融合创新，探索1种新架构、打造3类新产品、开放新平台，加速新标准特性及创新实现技术的落地，体系化攻关集中式控制变革带来的挑战新标准新产品新平台新架构3GPP

R16、R17标准的持续演进创新实现技术的持续增强协同创新基地5G工业专网实验室移动信息现代产业链链长5G工业云基站5G工业UPF基于5G增强的工业集中控制架构地市及以上生产园区AGV小车

机械设备5G工业控制网关公有云核心网网管RRU布式PLC影响智能工业控制PLC是工业核心生产控制环节的大脑，存在系统封闭、异厂家不互通的痛点问题，工业数据无法横向、纵向高效流转。基于5G网络技术和云计算重构PLC，是促进工业+ICT实现有效融合发展的突破口1968年美国发明第一台可编程逻辑控制器PLC1970年代工业进入3.0时代的标志，工业现场生产控制的大脑，工业控制网络的核心部件2020至今巨头垄断、体系封闭、七国八制异厂家数据不互通限制工业数据横向/纵向高效流转企业级数字化管理平台（ERP等）车间级数字化平台（MEP等）现场级数据采集与监视控制系统（SCADA）PROFINETEtherCatEtherNet/IPModbusCC-LinkIT域OT域PLC××××德系美系德系法系日系新架构：基于5G增强的工业集中控制pRRU基站PLC5G

DTU产线服务器MESVisionERPAGVIO/驱动器机械设备pRRU交换机5G工业云基站pRRU5G

IO/驱动器CPU硬盘驱动容器引擎操作系统底层硬件Container

1vBBUContainer

2vPLCDockerOS内存容器ERPMESAGV

ApplicationVision

ApplicationContainer

3机械设备pRRUPLC云化＋确定性PLC产线总控PLCIO/驱动器机械设备PLCIO/驱动器机械设备工业交换机有线组网5G无线化依托5G工业云基站的边缘算力，通过PLC的云化、集中化部署，打造一种基于5G增强的工业集中控制架构，实现由基于刚性确定性规划协同的离散分布式控制系统到基于软性确定性连接的全局集中式协同控制的转变，集中化使能协同优化，单PLC组态逻辑的设计更加按需灵活、PLC间的全局协同更加有效传统有线连接的工业组网架构 分布式PLC工业组网架构 集中式PLC工业组网架构PLC新价值：集中式架构最大化工厂数据生产要素的使用价值5G

IO/驱动器机械设备vPLC数据作为新型生产要素对提高生产效率的乘数作用凸显。集中式工业控制架构可以实现数据的无缝、高效流转，通过数据要素的集聚共享与融合应用，驱动工业全要素效率提升与创新变革集中化促进数据融合、集聚共享最大化数据价值数据vPLC

vPLC工业云基站/工业边缘云数据的全面感知叠加AICDE等能力实现数据的智能处理数据的高效流转提升生产效率，增强中国工业企业在国际市场上的竞争力，助力智能制造的高质量发展5G数字工厂研讨会：加速新型5G工业融合组网架构的创新及落地4月27日，由GSMA主办、中国移动研究院和机械工业仪器仪表综合技术经济研究所承办的“扬帆未来-5G数字工厂研讨会”在京召开，会上中国移动联合产业发布5G工业融合组网架构倡议，加速5G与工业融合向生产控制领域延伸本次研讨会共邀请到98家来自移动通信领域和装备制造、电子、家电、冶金、电力、矿山、化工等工业领域的产业伙伴，共同发布《5G工业融合组网架构中国产业倡议书》，提出形成一致演进目标、构建产业融创平台、持续技术攻关和产业推进三大倡议，加速5G与工业融合向生产控制领域纵深演进。新产品：打造面向5G工业融合的工业云基站打造业界首个5G工业云基站，满足工业对柔性制造、敏捷部署、降本增效的需求内生工控能力支持丰富URLLC功能，空口能力大幅增强；支持网业智能协同，增强空口确定性能力统一算力云网底座其他应用（SLA等）BBU软PLCMEP现场设备工业基站RRU本地数据流无线能力开放业务流内部接口工业基站端到端架构成本可控灵活扩展一体交付按需定制工业特色应用灵活扩展基于云网业一体架构，灵活加载工业应用（云化PLC、HMI等）；数通增强、SLA等功能按需加载，满足工业场景灵活NAT映射与本地化SLA需求；工控协议栈国产替代攻关极低时延、极高确定性的轻量化5G工控协议，利用5G技术及产业链优势，满足低成本、灵活定制需求加快5G新型工业化建设：打造贯通全产业链的协同创新平台全云化高性能低成本实现集中式PLC工业组网架构工业控制软件及应用全部上云落地R16、R17等增强技术网业协同能力增强确定性TAN、TSN确定性能力端：基于RedCap的5G工业IO网：工业和通信协议的融合并栈中国移动规划打造协同创新基地，开放创新实验平台，积极践行移动信息现代产业链