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近日，在第五屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)上，中國(guó)移動(dòng)研究院聯(lián)合羅克韋爾自動(dòng)化(中國(guó))發(fā)布了“5G確定性工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)測(cè)試床”階段性成果。

中國(guó)移動(dòng)研究院副院長(zhǎng)段曉東在線為成果發(fā)布致辭，指出中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合合作伙伴打造“5G確定性工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)測(cè)試床”，探索了多個(gè)5G服務(wù)工業(yè)制造的典型場(chǎng)景，取得了多項(xiàng)技術(shù)突破，對(duì)推進(jìn)5G確定性技術(shù)能力提升和“5G融入生產(chǎn)”意義重大。

在推動(dòng)5G從輔助生產(chǎn)走向融入生產(chǎn)的過(guò)程中，出現(xiàn)了許多新的行業(yè)痛點(diǎn)需求。例如，在當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)景，通常使用滑環(huán)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)設(shè)備與周邊固定設(shè)備之間的通訊，但滑環(huán)通信依賴(lài)機(jī)械接觸，易老化破損，需定期替換，增加生產(chǎn)成本；傳統(tǒng)工業(yè)制造常采用有線方式，產(chǎn)線不易調(diào)整，且調(diào)整時(shí)布線成本高，無(wú)法滿(mǎn)足柔性生產(chǎn)需求。面向5G融入生產(chǎn)的這些新需求，亟待攻關(guān)解決5G服務(wù)于OT工業(yè)控制的“組網(wǎng)融通”“5G確定性”能力提升以及工業(yè)控制“算網(wǎng)一體化”等關(guān)鍵問(wèn)題。

為此，中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合羅克韋爾、中興通訊、華為、三菱、高通、宏電、H3C、MOXA、航天新通等產(chǎn)業(yè)伙伴共同發(fā)起“5G確定性工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)測(cè)試床”計(jì)劃，積極探索5G+工業(yè)確定性網(wǎng)絡(luò)的解決方案，提供滿(mǎn)足行業(yè)需求的確定性服務(wù)能力，避免因網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降、產(chǎn)線停機(jī)等問(wèn)題，助力5G融入工業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)布會(huì)上，中國(guó)移動(dòng)研究院網(wǎng)絡(luò)與IT技術(shù)研究所副所長(zhǎng)魏彬就當(dāng)前測(cè)試床在實(shí)時(shí)I/O控制、機(jī)器安全控制、運(yùn)動(dòng)控制等典型工業(yè)控制場(chǎng)景取得的階段性成果進(jìn)行了解讀。

實(shí)時(shí)I/O通信是離散制造、流程工業(yè)中最為普遍也最為基礎(chǔ)的通信方式。在本階段測(cè)試中，測(cè)試床驗(yàn)證了5G服務(wù)于單/雙無(wú)線實(shí)時(shí)I/O通信、冗余PLC與實(shí)時(shí)I/O通信、PRP冗余傳輸I/O實(shí)時(shí)通信等四類(lèi)通信場(chǎng)景。經(jīng)驗(yàn)證，基于5G LAN的二層組網(wǎng)、組播通信和PRP冗余傳輸機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了5G與工業(yè)協(xié)議的二層適配、組網(wǎng)融通，PLC冗余組播以及高可靠的通信能力，可以滿(mǎn)足離散制造(比如家電、包裝)、流程制造(比如化工、水務(wù)、冶金等)中的基礎(chǔ)實(shí)時(shí)I/O通信需求。

更進(jìn)一步，測(cè)試還驗(yàn)證了5G服務(wù)于機(jī)器安全控制的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。相較于實(shí)時(shí)I/O控制，機(jī)器安全控制為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備或通信故障時(shí)的及時(shí)停機(jī)控制，其要求更低的通信時(shí)延（10-20毫秒）。測(cè)試床在5G實(shí)時(shí)I/O通信方案基礎(chǔ)上，引入DS幀結(jié)構(gòu)、上行周期預(yù)調(diào)度、高優(yōu)先級(jí)5QI調(diào)度等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了單向10ms的可靠控制。經(jīng)驗(yàn)證，5G可以滿(mǎn)足離散制造中安全繼電器、急停操控、光幕檢測(cè)等各種機(jī)器安全控制場(chǎng)景的通信需求。

運(yùn)動(dòng)控制特指PLC控制伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化控制方式，對(duì)通信要求最為苛刻。測(cè)試床驗(yàn)證了PLC控制單伺服電機(jī)、單PLC控制多伺服電機(jī)軸同步運(yùn)動(dòng)、多業(yè)務(wù)流混合組網(wǎng)等五大場(chǎng)景。經(jīng)驗(yàn)證，5G依托多協(xié)議時(shí)間同步、TSN確定性傳輸、低時(shí)延、高可靠冗余傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，提供了小于1微秒的時(shí)間同步精度，小于100微秒的時(shí)延抖動(dòng)，雙向小于10毫秒的傳輸時(shí)延，以及5個(gè)9的可靠通信服務(wù)能力。5G確定性能力可以滿(mǎn)足離散制造中輸送、分揀、裝配、灌裝等典型場(chǎng)景的運(yùn)動(dòng)控制通信需求。

本階段測(cè)試工作拉通了OT、IT、CT產(chǎn)業(yè)能力，驗(yàn)證了5G應(yīng)用于實(shí)時(shí)I/O通信、機(jī)器安全控制、運(yùn)動(dòng)控制等三大類(lèi)10個(gè)工業(yè)場(chǎng)景的可行性與業(yè)務(wù)性能，為未來(lái)推廣商用儲(chǔ)備了必要的技術(shù)能力和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。后續(xù)，為推動(dòng)5G確定性生產(chǎn)網(wǎng)的快速商用，中國(guó)移動(dòng)希望聯(lián)合OT、IT、CT的各方合作伙伴，秉承“以用促研、以終為始、由點(diǎn)及面”的理念，進(jìn)一步聚焦典型場(chǎng)景，打造標(biāo)桿案例，打通5G與工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的融合橋梁，助力早日達(dá)成5G和工業(yè)生產(chǎn)“技術(shù)融合、產(chǎn)品演進(jìn)、生態(tài)繁榮”愿景。

來(lái)源：中國(guó)移動(dòng)研究院