彭伟杰：基于5G基座的新型工业算网控一体化系统

工业控制系统是推动企业数字化转型和提升竞争力的核心，在电力、食品包装、装备加工、航空航天、交通运输、汽车制造等工业领域已被广泛应用 现场控制层是工控系统的核心层，以PLC为主，是生产现场和上层企业信息系统数据流转的关键节点，同时也是当前工业控制生态的核心。 工业控制系统面临的挑战及发展趋势 现有工控系统面临软硬件复用难、异构系统互通难、代码移植难等问题，在企业数智化转型中存在局限和挑战工业控制自动化技术正在向网络化、开放化、集中化和智能化方向发展 确定性的网络、多层级算力设施、多元化融合平台，助力5G与工业控制系统融合发展 产业主推工控系统演进趋势 5G赋能工控系统三大价值 OT产业界：以PLC软硬件解耦和开放化协议促进新共识 确定性网络能力融通工控核心环节 一网多用：业务隔离、带宽保障、数据安全多能供给确定可靠：分组通信、有界时延、超高可靠满足严苛需求 多层级基础设施提供多样性算力基座 端侧接入：设备接入5G网络的中介，提供多样接入边侧多能：在网络接入的技术上，融合提供高性能的计算和存储云侧拓展：虚拟化的计算、存储和数据资源，扩展边端计算和存储能力 CT产业界：以5G+工业互联网为契机探索新机遇 算控融合平台承载多元化工控应用 多元融合：强实时、弱实时、大算力应用的融合便捷管理：业务灵活部署、跨层交互以及协同调度 以“确定可靠的网、多层多样的算、集中协同的控”为核心理念，构建基于5G基座的新型工业算网控一体化架构 推动5G和工控系统的深度融合，为企业提供更高效、更智能、更可靠的生产和管理方式 新型工业算网控一体化核心技术体系 攻关基座实时性保障、算网控协同管理、工控应用开放部署等三大类14项关键技术，梳理形成技术发展路线 虚拟层实时性适配，数据业务实时性保障，充分确保5G算力基座的端到端实时性为融合实时、非实时业务夯实地基 从底层硬件、网络到上层业务，通过“网控、算控、算网控协同”能力供给实现5G多层基座算力资源、网络链路、工控业务编排配置 支持开放化、易操作的应用适配能力；兼容并蓄的系统接口能力；简洁高效的跨层通信能力，满足集约化、高效能的工业控制要求 结合工业产线的业务场景需求和部署条件，可采用两种部署方式向行业客户提供算网控一体化解决方案 服务弱实时性工业控制业务+工业智能化应用业务网 基于5G基座的新型工业算网控一体化应用探索 孵化5G基座，探索基于5G的多样化解决方案，实现算网控一体化的新型工业服务供给 基于5G工业网关的电池组装线控制系统 基于5G工业基站的空调内机生产线控制系统 基于5G工业UPF的铸件产线协同控制系统 Ø企业痛点@新能源电池产线 Ø企业痛点@空调厂商内机产线 Ø企业痛点@装备制造铸件产线 •一是通信能力不足，工业总线协议与IT系统互通复杂；•二是有线网络调整不灵活，设备移动困难；•三是PLC产品供货周期长，滞后产线扩张速度。 •一是调整不灵活,通常采用人工现场触摸屏控制方式调节；•二是分权分域模式单一，控制界面对所有人可见。 •一是效率低、成本高，一般通过人工方式检查铸杆外观缺陷并分拣；•二是响应慢、易出错，依靠人工完成车间物料流转。 Ø解决方案 •vPLC/HMI远程控制：通过5G无线化方式完成控制指令编排与下发。•vPLC/HMI融合部署：简化PLC与HMI之间网络连接，实现为本地化处理、本地化呈现； Ø解决方案 Ø解决方案 •vPLC融合部署，减少5G融入后现场部署设备数量，减少复杂度，南向保持既有连接，通过有线连接完成机械臂运动、拧紧枪固定等控制功能；•工业网关无线数采，通过5G实现关键数据的北向无线化采集。 •vPLC容器化集成：可实现更敏捷的版本迭代。•多业务混合部署：铸件质量检测和产线物流检测业务同平台部署，依托5G网络实现多业务的共网承载与数据隔离 Ø实施效果 Ø实施效果 •省去现场多个PLC硬件成本；•多业务混跑，提升资源利用率，改进生产效率； Ø实施效果 •解决了成本高、供应链风险高、层级多、部署不灵活等问题，取得了良好效果。 •远程无线操作，优化工作环境，降低企业运维成本 携手共进，繁荣5G+工业互联网产业生态 加速中国新型工业化进程 中国移动研究院中移智库