【新视野】高确定、低成本的5G智能工业云基站解决方案

时间：2023-05-23 10:28:09 来源: 通信世界网

5G+工业互联网是国家重要战略方向及“十四五规划”重要发展目标。随着工业智能化水平提高，工业现场的2大痛点越来越突出：

(相关资料图)

1）面对爆发式增长的生产数据传输、处理需求，工业产线核心控制器件PLC暴露出算力受限、部署效率低、部署成本高等问题；

2）随着个性化需求的快速增长，需要工业企业具备”小单快跑“能力。现阶段工业现场多为有线部署，线路排布复杂、工位安插不灵活，无法满足定制化、按需编排的生产需求。

针对工业现场分布式小算力及有线部署方式严重制约工业数智化转型的痛点，本项目通过架构创新、空口增强方案创新、智能协同方案创新，解决工业现场无线化、PLC云化/集中化部署的难点，为工业场景量身打造业界首个网云业一体5G智能工业基站解决方案，推动5G深入工业现场核心控制领域。

成果简介：

5G智能工业基站

5G智能工业基站解决方案在传统小站基础上，大幅增强空口连接性能，基于基站边缘算力灵活加载工业逻辑控制PLC、人机控制接口HMI、机器视觉等工业应用,实现网业智能协同和确定性传输，首次将工业控制（OT）核心器件（PLC）云化到基站，实现5G对OT信息的确定可靠承载，完成业界首个5G承载工业控制信息的试点，为5G实现工厂内OICT融合迈出突破性一步。

关键技术1：针对PLC分散独立部署、难以协同、资源共享等问题，提出基于5G连接的PLC集中化新型工业组网架构，实现低成本、敏捷的工业控制网能力。长期以来PLC与工业设备就近部署，便于快速管理，但也带来独立部署成本高、多PLC间难以协同等问题。针对该问题，提出基于5G超低时延、超高可靠的PLC集中部署组网架构，PLC集中化、云化到基站上，不仅降低PLC部署成本，同时部署快捷，还能实现全工厂的PLC间协同，为工业控制领域的发展提供一种全新的方向。

关键技术2：针对PLC集中化、远离I/O节点带来的传输时延增加问题，攻关5G超低时延连接技术，使空口环回时延缩短至5ms。提出超快转换帧结构，引入mini-slot、slot重复、免调度等URLLC新功能，创新空口时延分级分档解决方案；提出TTI级切片资源预留等精细化工业无线增强方案，对工业采集、控制等不同业务提供不同的时延保障。

关键技术3：攻关网业智能协同，降低网络抖动，提升可靠性至99.999%，使能5G深入工业现场。攻关网业协同方案，建立特征感知-智能决策-闭环监控-反馈机制，实现“网随业动”和“业随网动”，加快OT与CT深度融合：一是通过网络感知层智能分析PLC等业务的发包周期等特征，进行网络编排以适配业务；二是基站开放无线能力，将细颗粒度网络指标实时监控等网络状态信息传递给业务，业务智能编排以匹配网络。

创新成效与应用价值：

在创新成效方面，5G智能工业基站在多方面取得跨越式突破，实现优质网络连接和智能工业应用的一体化部署，广泛适用于各类工业业务场景。

（1）时延降低30%、生产效率提升10%、人力成本降低15%：通过在工业基站上敏捷部署工业控制PLC、HMI、智能排产规划、机器视觉质量检测、智能运输车导引等工业应用，实现时延降低和效率提升，进一步助力产品质量、仓储管理提升和人力成本降低，已在重庆某空调制造厂实现落地应用。

（2）网络成本降低：工业基站可实现硬件PLC替代、满足工厂业务数据不出场等需求，减少新增设备，降低组网成本60%-70%。

在应用价值方面，5G智能工业云基站契合工业网络云化、集中化、无线化发展趋势，使能5G深入工业现场核心领域，推动工业现场组网从分布式向可协同集中式发展，为工业高质量发展、数智转型奠定了坚实基础。

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