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1、前 言黨的二十大報告提出，要堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上，推進新型工業化，加快建設制造強國、網絡強國、數字中國，到2035 年，基本實現新型工業化。建設制造強國需要同發展數字經濟、產業信息化等有機結合，以 5G 為代表的新一代信息通信技術為制造業數智化轉型提供了關鍵的數字基礎設施底座?；谥袊苿訉?5G 賦能數智工廠的最新理解，特編寫本白皮書，首先分析了 5G 賦能數智工廠的發展態勢，聚焦 5G 確定性的需求場景，闡述了 5G 內生確定的“確定能力內生供給、確定性能極致服務、確定可靠全局保障”核心理念，以及涵蓋三大類 12 項創新能力的技術體系，并展示了在數智工廠中的應用與實踐，期望

2、為 5G 賦能數智工廠融合技術創新和產業發展提供新的思路和方向。中國移動希望與各合作伙伴通力協作，共同推動數字經濟和實體經濟深度融合，助力新型工業化的目標早日實現。面向新型工業化的5G賦能數智工廠發展態勢0101數智工廠對5G確定性的需求場景04022.1園區級應用場景052.2車間級應用場景062.3產線級應用場景075G內生確定性關鍵技術12044.1確定性組網技術134.1.1確定覆蓋134.1.2確定隔離134.1.3精確路由144.2確定性通信技術154.2.1確定帶寬154.2.2高精度時間同步154.2.3超低時延及有界抖動164.2.4低能耗164.3確定性保障技術174.3.

3、1指令級準確收發174.3.2業務級慣性運行184.3.3系統級容災保障194.3.4端到端安全防護194.3.5問題精準定位205G內生確定的核心理念及技術體系09033.1核心理念103.2技術體系10目 錄Contents聯合發布及編制單位35縮略語列表33參考文獻365G內生確定性在數智工廠中的應用與實踐22055.1園區級應用案例235.1.1寧德時代：5G 內生確定賦能 AGV 跨車間移動235.1.2浙江愛柯迪：5G 內生確定賦能智慧廠區便捷數采245.2車間級應用案例255.2.1青島海爾：5G 內生確定賦能洗衣機拖鏈控制系統255.2.2遼寧鞍鋼：5G 內生確定助力冶金熱軋廠

4、天車無人化控制275.3產線級應用案例285.3.1荊州美的：5G 內生確定使能洗衣機過濾門沖壓工位柔性生產285.3.2河北領克：5G 內生確定賦能車輛生產的柔性換線29展望3106面向新型工業化的5G賦能數智工廠發展態勢012面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0新型工業化是推進中國式現代化的重要引擎。黨的二十大報告提出，要堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上，推進新型工業化，加快建設制造強國、網絡強國、數字中國，到 2035 年，基本實現新型工業化。2023 年 9 月，黨中央召開全國新型工業化推進大會，習近平總書記作出重要指示，新時代新征程，以中國式現代化全面推進強國建設、

5、民族復興偉業，實現新型工業化是關鍵任務。建設制造強國需要同發展數字經濟、產業信息化等有機結合。為深入貫徹習近平總書記對新型工業化的一系列重要指示精神,落實黨中央、國務院決策部署，工信部等國家部委陸續出臺“5G+工業互聯網”512 工程推進方案 工業互聯網創新發展行動計劃（20212023 年）工業互聯網專項工作組 2023 年工作計劃相關政策規劃，深入推進 5G與工業互聯網融合發展1-2。以中國移動為代表的運營商積極推進 5G 等新一代信息通信技術的創新發展，為行業數智化轉型構建數字基礎設施底座。特別是在 5G+工業互聯網領域，中國移動提出從輔助生產到融入生產再到改變生產的發展路徑，全面推進

6、5G 賦能數智工廠高質量發展，已在工業制造、能源、港口、礦山等行業，圍繞工業領域 30 多個典型應用場景，累計落地 5G 專網項目 4000 余項，已實現對工業網絡的產業層、企業層、邊緣層、設備層的全覆蓋3，正在從工業外網的輔助生產向工業內網的融入生產逐步深入。隨著 5G 與工業生產的融合融通，也將進一步影響并帶動工業生產運行模式的改變。圖 1工業互聯網網絡實施框架3面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0全面融入數智工廠核心生產環節對 5G 提出進一步的要求，期望 5G 實現三方面的演進發展。一是，增強 5G 網絡的確定性覆蓋和組網融通能力，實現對工業網絡的一網直達；二是，提升 5

7、G網絡的確定性通信能力，滿足部分工業控制場景對性能指標的苛刻要求；三是，構建 5G 網絡的確定性保障體系，為數智工廠 724 小時不間斷運行提供高可靠、高安全保障。數智工廠對5G確定性的需求場景025面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.05G 對數智工廠的全面賦能，需要實現對工業網絡“兩層三級”架構4的全連接全服務，即覆蓋工廠的 IT 和 OT 的兩層網絡，并完成工廠、車間、產線三個管理層級中設備的互聯。圖 2工業網絡“兩層三級”架構 在 IT 層，需要 5G 網絡在“廣度”上，提供泛在確定的網絡覆蓋，助力數智工廠完成全園區數字化信息的無死角采集與配置。在 OT 層，需要 5G 網

8、絡在“深度”上，提供確定性的“通信質量”和“通信精度”，助力數智工廠實現對工業現場傳感器、工業控制器、執行器的柔性化連接與確定性控制。具體到園區、車間和產線的三級網絡，不同層級的不同應用場景對于 5G 確定性在組網覆蓋、通信性能和可靠保障等方面的要求存在差異。2.1園區級應用場景園區級應用，是指針對工業園區進行設施管理、物流管理、人員管理、安全管理以及信息化服務的生產輔助類應用，例如，視頻/環境監控、數據采集、遠程診斷、信息化集成等應用，對于廣泛6面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0的覆蓋、便捷的組網、高可用的接入等能力有較強需求，需支持 OPC UA、TCP/IP 等協議5。在

9、組網覆蓋方面，園區級應用需要支持處理整個園區范圍內的數據流量，建立車間之間的數據通信。以視頻/環境監控為例，通過 5G 網絡，可以實現人員/資料狀態、設備性能的實時監控，同時可進行介入控制、異常警告、遠程診斷等操作，有助于提高生產效率、保障生產質量和生產安全。這就需要 5G 網絡能夠實現從生產車間到倉庫、從辦公區域到室外環境的廣泛覆蓋，確保各種移動設備和傳感器的無縫連接。在通信性能方面，園區級應用承載傳感器、監控視頻、通信等多種數據流，一般需要具備一定程度的低時延和低抖動的連接能力。以數據采集為例，借助 5G 可以實現產線內、產線間各種資源的數據采集，如設備狀態、電能、氣量、水量等，這些數據可

10、以通過 5G 實時傳輸到中央數據中心，以優化排工排產、實現預測性維護，減少成本和資源浪費。通常要求時延在 100 毫秒左右，抖動控制在秒級范圍，可靠性達到 99.9%。在運營保障方面，為確保生產和管理應用的連續性，降低潛在的生產中斷風險，需要 5G 提供一定的高可用性能力。以建設信息化管理體系為例，通過 5G 能夠更高效地整合園區管理數據、設備和資源，高效的信息化管理不僅可以提高工業園區的運營效率，還可為數據分析和預測提供強大的工具。5G 網絡的高可用性對于支持上述關鍵業務場景至關重要，確保信息交互任務高效、穩定和可靠運行。2.2車間級應用場景車間級應用，一般指生產車間內的控制器之間、控制器與

11、本地或遠程監控系統之間，以及控制器與運營系統之間的生產管理、協同控制類應用。例如，車間的視覺檢測、AGV 協同等控制管理應用，以及 SCADA/MES/WMS/APC 系統、車輛物料位置等信息管理應用，通常需支持 OPC UA、Modbus TCP、Ethernet/IP 等通信協議。在組網覆蓋方面，車間級應用需支持工業生產信令在車間內的閉環，對 5G 網絡的隱私性需求顯著提升。以車間 PLC 北向的生產管理為例，通過 5G+工業軟件可以實現生產計劃、車間排程的7面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0實時更新和便捷調整，此類數據不僅是企業生產活動的計劃依據，也涵蓋了企業的生產組織、

12、經營狀態、生產工藝等核心要素，是企業的重要資產。5G 網絡應能提供安全可靠的組網環境，保證生產數據的本地化處理，實現數據不外泄。在通信性能方面，車間級應用對于時延、帶寬均有較高要求。以產線協同控制為例，需要 5G支持高分辨率視頻流、大規模設備數據傳輸以及機器間的便捷實時通信，需通過 5G 的靈活組網實現車間級應用的高度自動化、使能生產過程高效化，從而提高產線的精確度和生產效率，減少生產中斷。需 5G 提供確定性的時延和帶寬保障。在運營保障方面，為維持生產設備之間的穩定通信，避免生產中斷，需確保 5G 網絡在大多數情況下可用，僅允許極少的中斷，可靠性要求通常在 99.9%到 99.99%之間。以

13、遠程控制為例，在5G 提供確定性時延和抖動能力的基礎上，疊加確定性高可靠能力，提高遠程控制的效率和安全性，從而實現鋼廠鐵水運輸車、港口龍門吊、礦山挖掘機等設備的遠程操作和監控。2.3產線級應用場景產線級應用，一般指產線現場檢測傳感器、執行器與工業控制器等單一生產環節、業務單元的應用。例如，產線 PLC 與 I/O 設備、變頻器、閥島之間的南向控制業務，產線 PLC 與設備主 PLC或設備主 PLC 與從 PLC 之間的東西向控制業務，此類業務通常要求通信網絡具備超低時延、有界抖動、超高可靠等確定性能力，同時支持 Profinet/RT/IRT、CC-Link IE TSN、Ethernet/I

14、P 等工業控制協議6。在組網覆蓋方面，產線級應用面臨著工業協議多樣化、環網多層次等連接難題。以變頻器、閥島等設備控制為例，通過5G網絡可以實現拖鏈、滑環等場景的設備無線便捷連接，并進一步簡化多組、多層級工業生產環網，滿足產線控制、數采、質檢等混合業務的實時、高速、可靠交互。需 5G 提供匹配產線級“人機料法環”要素間互聯互通、便捷融合要求的網絡基礎。在通信性能方面，產線級應用對 5G 網絡的確定性要求極為苛刻，時延、抖動、時間同步、帶寬等要求異常嚴格，包括支持高速、高精度的生產線操作，確保設備之間的即時協作等。以安全控8面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0制為例，為保障在生產過程

15、中人員和設備的安全，及時檢測出潛在的風險并采取應對措施，需要確保安全 PLC 與安全 I/O（安全繼電器、急停按鈕、光幕監測系統）之間的 5G 網絡通信嚴格控制微小波動，具備高達 99.999%的網絡可靠性。在運營保障方面，為維持產線設備控制器/執行器間的穩定通信，確保生產動作連續性和安全性，控制系統和設備之間的數據傳輸必須實時且穩定。同時需要嚴格的安全防護措施，保障工控系統控制邏輯和關鍵數據的安全性。以運動控制為例，除通過 5G 低時延、有界抖動、高精度時間同步等保障高性能通信外，還需要 5G 提供確定性高可靠能力，保障運動控制的定位精度、運行連續性和安全性，從而實現滑環、拖鏈等無線替代場景

16、下伺服電機運動控制、CIPMotion、安全 PLC 控制、安全 I/O 控制、普通 I/O 控制等全環節的穩定可靠運行。5G內生確定的核心理念及技術體系0310面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.03.1核心理念為了向工業企業提供一流的確定性 5G 專網服務，中國移動推動確定性能力從外掛式疊加向內生式供給演進，通過 5G 架構與確定性能力的深度耦合，實現內生確定性服務的一體化供給，即“確定能力內生供給、確定性能極致服務、確定可靠全局保障”。確定能力內生供給：通過對 5G 網絡架構的優化調整以及網絡能力的增強，內生提供組網融通、極致通信、運營保障等端到端確定性服務能力，極小化甚至無

17、需對外部工業網絡提出適配性的改造要求，實現輕量化、插件化部署。確定性能極致服務：全方位推動 5G 通信性能的極致化演進，補齊極致低時延、有界低抖動的性能短板，拉長通信大帶寬、空間廣覆蓋的長板，鍛造設備低功耗、網絡高安全的新板，提供滿足工業制造核心生產環節的極致性能服務。確定可靠全局保障：用全局視角構建5G適配工業網絡的確定可靠安全能力，系統性提供多維度、多層級的可靠性保障手段和安全防護措施，確保工業生產的穩定運行，保障通信網絡以及工業數據的安全。3.2技術體系為了實現 5G 內生確定的三大核心理念，需要貫穿 5G 賦能數智工廠的全生命周期、全流程服務，構建面向三大方向涵蓋 12 大類關鍵技術的

18、技術體系。確定性組網：在建網互聯階段，通過合理的網絡規劃，構筑一張確定覆蓋、確定隔離、精準路由的 5G 與工業融合網絡。即打造一網直達、無處不在的基礎設施“地基”，砌筑業務保障隔離的“墻”，打通精確路由的“窗”。確定性通信：在業務服務階段，面向工業不同層級的業務場景，提供確定帶寬、高精度時間同步、超低時延及有界抖動、低功耗等多樣化技術手段，實現分檔分級的確定性服務供給。11面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0 確定性保障：在網絡保障階段，采用系統化思維，全面提升 5G 通信系統的可靠性及安全性，實現指令級準確接收、業務級連續服務、網絡級安全防護、系統級應災抗毀，滿足工業生產724

19、 小時業務不間斷需求。圖 35G 內生確定性技術體系5G內生確定性關鍵技術0413面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.04.1確定性組網技術4.1.1確定覆蓋良好的覆蓋是 5G 融入工業生產的基礎要求，在柔性制造的動態環境中，更需滿足設備在任意位置接入的確定性覆蓋能力。工業環境復雜多樣，室內、室外環境頻繁交錯，管線、貨物不規則遮蔽，對于工業場景的確定性覆蓋，重點需要解決全區域的大尺度連續覆蓋和死角區域的細粒度補盲增強。5G 內生確定性覆蓋可通過無線覆蓋定制化和短距無線通信兩種方式實現。針對全園區大尺度覆蓋和大上行業務需求，可在無線網絡規劃的基礎上，結合實際場景，綜合利用無線配置調整

20、、pRRU 冗余覆蓋、RHUB 交叉等方式保障覆蓋的確定性；對于死角區域的細粒度補盲，可采用 5G+星閃（SparkLink）融合通信方式，利用星閃技術的先進幀結構、Polar/RS 信道編解碼技術等設計，在較小的區域內（通常小于 100 米）為工控終端提供點對點的無線通信，提升 5G 整系統的高可靠、精同步、多并發、抗突發干擾等能力。為了實現 5G 對工業園區大尺度和細粒度場景確定覆蓋的一體化提供，中國移動創新設計新短距技術和 5G 網絡的協議融合方案，通過協議適配和層二中繼方式，實現 5G 網絡對星閃短距通信域中 G 節點（管理節點）和 T 節點（通信節點）的可達、可管、可配，實現對蜂窩網

21、絡動態服務能力的補充擴展，實現確定覆蓋能力的一體內生。4.1.2確定隔離工業網絡通常劃分為 IT 網絡域、OT 網絡域，OT 網絡內部可根據不同業務線條的差異劃分為不同的獨立環網，以確保不同業務間的相互隔離，有效阻斷攻擊，實現網間數據的安全交換。例如，傳統的制造企業中，大多數工業設備工作在網絡二層，通過有線的方式接入 OT 網絡域；而負責企業運營管理的 IT 網絡域通常是 IP 化網絡，不支持二層以太協議棧，與 OT 網絡域是天然隔離的。5G 網絡在服務于工業網絡互聯互通時，具有一網直達、簡化組網的優勢，但也需要通過必要的技術手段來滿足不同工業網絡域的隔離性要求。5G 網絡內生演化支持 5G-

22、LAN 技術，可以通過劃14面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0分 5G VN 組的方式，將不同通信需求、不同業務邏輯的終端組建在同一局域網中，實現 VN 組內的廣播、組播群組通信和 VN 間的相互隔離。中國移動創新設計了 5G-LAN 容災以及精簡組管理機制，在減少對網絡切片、DNN 等資源占用的同時，進一步提升網絡可靠性與管理便捷性。4.1.3精確路由隨著工業客戶對產線柔性化需求的不斷增強，設備之間的鏈接不再是一成不變的，要求產線可以定制化調整，通信節點可以動態更新。此外，工業客戶對產線數智化要求不斷提升，OT 網絡與IT 網絡的互通與互動也將更加頻密，5G 網絡需要具備實時

23、、靈活的業務流精確路由能力。精確路由可通過 UPF 本地分流和基站分流技術實現。UPF 本地分流一般通過 UPF 下沉實現流量的本地卸載，并將用戶面的數據就近轉發至邊緣云或企業內網，一方面保障數據不出園區，另一方面可依托 UPF 構建算網一體平臺提供邊緣計算服務?；痉至魇?UPF 本地分流的有利補充，能夠低成本滿足數據不出場的安全隔離需求，主要適用于部分 UPF 下沉存在困難的中小型園區。在此基礎上，面向多園區互通場景，中國移動創新設計了無感漫游方案，在對終端零改造的情況下，實現跨園區的路由與漫游。圖 4精準路由技術方案15面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.04.2確定性通信技

24、術4.2.1確定帶寬工業生產工藝流程復雜，業務模型差異較大，需要網絡具備分檔分級的確定性帶寬保障能力。針對視頻監控類、視覺質檢類業務，需保障傳輸效果、避免畫面卡頓；針對遠程辦公和視頻會議，需滿足視頻通話的質量和流暢度；針對生產核心環節的控制類業務，要確保其控制指令和數據的優先級，優先保證帶寬。面向不同業務的帶寬差異化保障需求，中國移動綜合利用 GBR、RB 資源預留、GBR+RB 資源預留等技術細分網絡調度優先級，進而提供分檔分級的確定帶寬保障能力，實現重保業務的差異化帶寬服務，滿足行業多維度、差異化需求。表 1確定性帶寬分檔分級保障體系保障等級保障技術保障效果應用場景等級一GBR為單用戶提供

25、最低速率保障單用戶有最低速率保障要求的特需場景等級二RB 資源預留1.為一組用戶提供確定性資源保障，不保障單用戶速率2.提供一定隔離性，不受到其他業務和網絡擁塞影響特定組用戶對隔離度、帶寬等性能要求較高的特需場景等級三GBR+RB 資源預留1.在有大量GBR 用戶的情況下，為特定的 GBR 用戶提供最低速率保障2.通過資源預留提供隔離性，屏蔽其他業務影響；在隔離的基礎上通過 GBR 提供最低速率的最高檔保障背景業務有大量 GBR用戶，對特定 GBR 用戶有隔離、帶寬保障需求的特需場景4.2.2高精度時間同步高精度時間同步是保證工業控制任務調度一致性的關鍵，廣泛應用于運動控制、精細控制、反饋控制

26、等工業核心生產環節。同步運動控制類業務傳輸有絕對時限要求，要保證不同設備同時執行控制指令；精細控制、反饋控制類業務的高頻控制，需要時鐘同步結合流量編排實現業務傳輸保障。5G 基站通過北斗/GPS 衛星等獲取納秒級授時，通過 SIB9 協議向 UE 授時，并通過 PTP 傳輸網向 UPF 授時，在 UE、基站及 UPF 之間實現亞微秒級的高精度時間同步。為支持對工業應用16面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0的授時以及時鐘源信息的傳遞，推動 5G 支持 B 碼、IEEE 1588V2、IEEE 802.1AS 等協議，以及單向、雙向、透傳等多種時鐘授時方式，滿足各種工業組網對于時間

27、同步的多樣化模式要求。針對終端用戶移動帶來的授時不連續問題，中國移動創新提出簽約增強、靈活時鐘源選擇等技術方案，并寫入 3GPP 國際標準，實現最優時鐘源彈性選擇、保證移動用戶授時精度。圖 5高精度時間同步系統4.2.3超低時延及有界抖動時延和抖動是影響工業核心生產控制的重要因素。工業控制類業務的指令發送與接收有嚴格的時間節拍要求，如果超過閾值個數的指令包到達對端超時，將直接導致業務宕機。為提升 5G 網絡的超低時延和有界抖動性能，中國移動對無線、傳輸和核心網逐環節進行技術增強與性能優化，可實現 5G 端到端網絡毫秒級的極致時延保障以及微秒級的抖動控制。其中，無線側通過預調度、Mini-Slo

28、t、DS 幀結構、slot 重復、低碼率 MCS 等創新機制，降低等待時延和數據發送時延，并通過網業協同，實現網絡和業務跨層跨域的相互感知、協商，保障時延抖動范圍有界，以及空口資源的精準高效使用；傳輸網通過 MTN 硬通道隔離降低設備轉發時延；核心網可以通過 DPI 關閉、硬件加速、調度策略優化、核綁定 RT-PATCH、TSN 精準門控等手段降低用戶面處理時延。4.2.4低能耗5G 終端高性能帶來的高成本、高功耗是 5G 賦能數智工廠的重大挑戰。為了助力 5G 在工業領17面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0域的快速拓展與廣泛應用，中國移動全力推動產業支持 RedCap 技術，

29、通過初始專屬 BWP、低開銷測量、終端識別及接入控制等技術，降低終端、網絡的功耗及成本。相對于 5G eMBB，RedCap技術終端復雜度降低 60%，終端功耗降低 20%，相同規模時價格堪比 4G；相比 4G，其具有大容量、優覆蓋、低時延、強隔離、優適配等優勢，系統容量可提升 18 倍，時延可降低 70%，可有效滿足數智工廠大規模應用需求。圖 6移動物聯網技術體系4.3確定性保障技術4.3.1指令級準確收發工業控制系統指令超過閾值的丟失、亂序或延誤投遞，將導致整個系統乃至整條產線的停工停產，甚至導致安全生產事故，如礦山井下遠程采掘、軋鋼產線控制等場景對控制指令精準收發的要求尤為苛刻。為了提升

30、工業控制指令收發的準確性，中國移動持續對 5G 端到端網絡轉發機制進行創新與增強。其中無線側通過物理層引入重復傳輸、小負荷 DCI 格式、低碼率 CQI/MCS 表格、Multi-TRP等技術提高調制解調的容錯性，并在 PDCP 層引入 PDCP 復制技術提高數據的冗余，從而提高空口數據傳輸的可靠性。核心網側和終端側配合，利用 FRER 協議通過雙鏈路的數據包冗余傳輸實現雙發選收，進一步提升工業通信的穩定性。18面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0圖 7雙發選收方案架構圖4.3.2業務級慣性運行工業核心生產環節的業務通常要求 724 小時業務不中斷，要求通信網絡具備高可用性，即網

31、絡在面對各種異常情況時能夠保持慣性運行，提供正常服務的能力。面向數智工廠，5G 網絡通常采用公網專用的方式部署，即 5G 核心網控制面部署在運營商大區，用戶面在工廠園區下沉部署?？刂泼娲髤^和園區一般相隔較遠，園區和大區間的傳輸故障會直接導致園區無線基站和 UPF 釋放連接，所有業務中斷，且難以恢復。為了提高 5G 的可用性，中國移動創新提出慣性運行技術，為園區業務提供應急接入服務。當園區與大網鏈路故障時，保障工廠業務不受故障影響，對已在網的業務采取慣性運行機制持續服務，實現用戶不掉線、業務不中斷；對于新上線業務，將園區 5G 網絡的控制權平滑的由大區控制面切換至本地，使用邊緣下沉 UPF 內置

32、的應急控制面接管。當與大區網絡的鏈路故障解除后，可以自動將相關業務管理權交還大網，實現無感回遷。圖 8慣性運行示意圖19面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.04.3.3系統級容災保障與消費型互聯網不同，以生產型互聯網為主的行業應用對 5G 網絡的容災保障能力要求非常高，由網絡故障導致的業務中斷可能導致比較嚴重的經濟損失甚至造成安全事故。隨著 5G 網絡賦能數智工廠應用類型的不斷增加、應用規模的不斷擴大，更需構建系統級的 5G網絡容災保障能力。中國移動創新提出了從鏈路層到網絡系統層的五維保障舉措，全局性地增強 5G網絡的可靠性與魯棒性。鏈路層：采取鏈路探測、雙路保障等機制，實時發現異

33、常，鏈路及時切換。虛擬化層：采取跨層聯動可靠性協同、單臂 BFD 毫秒級故障檢測等機制，提升應對基礎設施故障的處理能力。功能模塊層：采取能力灰度升級、UPF 熱備、BBU 雙核保障、RRU 冗余覆蓋技術，實現網元服務的魯棒性提升。網元設備層：采取信令風暴抑制、計劃性熱遷移、雙活容災等技術，提升網元的應災抗毀以及快速恢復能力。網絡系統層：采取負荷分擔、系統 byPass 等技術，規避單網元故障造成的系統性故障。4.3.4端到端安全防護5G 技術的應用使得工業生產網絡與通信網絡在工作環境中發生了物理空間的重疊，因此需要加強設備對于復雜生產環境的安全防護能力。在數據鏈路方面，控制、數據采集以及 IT

34、 通信數據的重疊現象日益突出，涉及 SCADA 等 OT 控制設備和 PLC 等生產現場設備的交織，因而對數據的加密保護能力需得到提升。工業控制領域同樣面臨著 IT 和 OT 控制協議、控制軟件等通信路徑的重疊問題，因此設備的分權和分域的安全控制能力亦需加強。同時，5G 網絡的開放特性也為工業生產應用引入了安全隱患，對應用的安全加固能力提出了更高的要求。20面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0面向數智工廠安全需求場景，中國移動提出五重確定安全防護體系，構建覆蓋設備、網絡、數據、控制和應用的端到端安全手段。設備安全能力：確保網絡設備的安全防護和完整性保護，以及全生命周期的產品安全管

35、控?？刂瓢踩芰Γ喊ㄈ肭址婪洞胧?、身份鑒別控制以及控制協議的完整性保證。網絡安全能力：提供滿足通信性能要求的 5G 域內、5G 和工業網絡域間的設備分域、防火墻保護等。應用安全能力：提供包括身份鑒別、訪問控制、接口安全保護等能力。數據安全能力：提供加密防護、傳輸安全保障以及全面的信息系統安全審計。4.3.5問題精準定位在工業實際生產過程中，終端、網絡、應用等端到端環節的波動都可能對業務運行產生影響，出現故障時對網絡問題的精準定位及快速恢復至關重要。中國移動提出“定界-定位”異常時延定位體系，快速定位問題根因，助力網絡故障快速恢復。圖 9SLA 定位定界能力示意圖在定界環節，主要包括 5G 網

36、絡外和 5G 網絡內兩種分段時延測量方案，逐步定界時延問題網元。5G 網絡外時延定界方案主要通過 SDK/探針等技術，定界時延問題節點為 5G 網絡還是業務網絡。5G 網絡內時延定界方案通過 QoS Monitoring 技術，測量和統計 5G 終端-UPF、5G 終端-5G基站、5G 基站-UPF 等分段時延，定界時延問題為無線網還是傳輸網引起，進一步鎖定問題節點。21面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0在此基礎上，創新空口時間戳方案，對數據包打時間戳，使得網元能夠讀取時間信息，實現更精準的時延統計。在定位環節，創新基于周期性狀態統計和異常觸發關鍵信息上報的秒級定位指標體系和定

37、位方案，提供 4 大類 36 個空口時延問題根因及對應解決方案，快速定位并解決問題，高效形成問題閉環分析和處理能力，縮短故障恢復時間，保障行業高確定性網絡。5G內生確定性在數智工廠中的應用與實踐0523面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.05.1園區級應用案例5.1.1寧德時代：5G內生確定賦能AGV跨車間移動1）應用場景與需求寧德時代作為領先的新能源創新科技公司，已實現同時接入超千臺 5G AGV 設備，配合 5G 低時延、高同步特性和先進的智能導航技術，可完成電芯自動上線、模組自動轉運、線邊物料循環配送等自動運輸場景，提升了配送精準度和庫存周轉率。AGV 小車通信業務要求為 2

38、00ms80%，并通過周期性發送狀態包來進行網絡狀態判斷，若連續發包 10 次未收到網絡側回復，則判定網絡側異常并發送告警。在實際使用過程中，廠區內 AGV 小車存在偶發掉線問題，掉線后需 0.51 分鐘自動恢復。AGV 掉線期間，停止運送貨物，極大影響廠區整體生產效率。圖 105G AGV 小車物料搬運2）方案架構及應用效果經分析發現，AGV 掉線主要受基站 RRU 異常觸發 MCS 掉坑影響，從而誘發流間不平衡，并進一步導致丟包。通過 5G 內生確定性的問題精準定位技術可判斷終端和基站之間的異常時延，并24面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0通過基站的單流數據發送方案規避丟包

39、問題。表 2問題分析及解決方案問題解決方案RRU 異常RRU 升級，解決流間不平衡觸發條件跨層組網基站配置單流：配置基站一流數據發送，規避流間不平衡導致的丟包問題通過長期運行驗證，在實施 5G 內生確定性的精準定位和確定高可靠技術后，空口指標正常，AGV 小車掉線次數降為 0，有效解決了 MCS 掉坑和調用不平衡兩流引起的掉線問題。5.1.2浙江愛柯迪：5G內生確定賦能智慧廠區便捷數采1）應用場景與需求愛柯迪作為汽車鋁合金精密壓鑄件供應商，是典型的離散制造型企業。為了匹配整車廠商不同訂單需求，愛柯迪生產線的每臺機加設備每年需要調整 45 次，整年合計調整量約 1500 臺次，產線調整“牽一發動

40、全身”。傳統 5G 專網的連接方式，會使運營商 5G 網絡與企業網絡之間存在強耦合，涉及超 500 條隧道數據配置，同時 MES 終端的開發適配，需要運營商、MES 廠家、企業等多方協同，方案部署難度大，調整周期長。圖 11愛科迪 MES 數采場景25面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.02）方案架構及應用效果5G 內生確定性通過內生確定隔離的精簡 5G-LAN 組網技術，減少運營商和企業之間強耦合帶來的數據配置復雜問題。工廠網絡加持 5G 確定性技術后，通過車間內的 5G 高速無線局域網，可構建 MES 終端和 MES 服務器間的互聯網絡；同時，運營商網絡和企業網絡完全解耦，實現

41、了 MES終端與服務端通信免隧道配置、免 AR 路由以及 IP 靈活修改、下掛設備即插即用，更方便地實現了生產線的動態調整。圖 12愛科迪 5G 智慧工廠組網方案本方案不僅實現了工廠機床作業島和 MES 服務器之間的 5G 化局域互聯，還進一步實現了設備的即插即用、免額外配置以及終端 IP 的自管理，設備聯網數達 2300 多臺、接入監控生產輸入/輸出數據點 4000 多個，共計節約 400 個熱點以及 30 公里網線，是 5G 數智工廠的新型實踐。5.2車間級應用案例5.2.1青島海爾：5G內生確定賦能洗衣機拖鏈控制系統1）應用場景與需求青島海爾作為全球知名的家電制造商，具備國際領先的生產工

42、藝和技術水平。在洗衣機內桶產線制作與裝配過程中，需要大量翻轉、托舉、夾抱、傳送等動作，涉及多工站間的工序協同，工站26面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0之間的通信和控制指令通過拖鏈電纜傳遞。這種通信方式存在兩大痛點問題，一是設備高速運行（達2000mm/s）下的持續拖拽和彎折，容易導致線纜故障引發通信中斷，定位困難，維修成本高；二是當某一段工站間網線出現問題，所有采用串接方式的主、從 PLC 都會停止工作，致使整個產線停機，嚴重影響生產進程。統計顯示，該工廠每個月拖鏈電纜平均故障 4 至 5 次，平均造成約 20 小時以上的停機。圖 13滾筒洗衣機車間產線布局圖2）方案架構及應

43、用效果針對上述痛點問題，引入確定隔離的 5G-LAN 技術和指令級準確收發的雙發選收技術提供拖鏈控制系統的確定性通信保障，滿足時延和抖動性能要求。如圖 14 所示，CPE 通過 2 個 SIM 卡分別發起兩路 PDU 會話建立請求，并通過不同無線設備發給 UPF，UPF 在本地配置兩個模組的配對關系，進行數據復制和去重。圖 14雙發選收解決方案27面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0通過測試驗證，5G 網絡穩定達到 16ms99.99%的性能指標，滿足產線的時延和可靠性要求，并順利通過 724 小時連續穩定測試驗收。該 5G 內生確定賦能的生產控制網絡已承擔了日常生產作業，運行順

44、滑無故障，是 5G 融入生產的有效嘗試。5.2.2遼寧鞍鋼：5G內生確定助力冶金熱軋廠天車無人化控制1）應用場景與需求冶金、鋼廠等金屬制造企業，存在現場環境惡劣、安全風險高、人工作業條件艱苦等痛點問題。遼寧鞍鋼冶金熱軋廠為保障生產安全、提升生產效率，對運輸天車等工程設備的遠程控制需求強烈，需要抖動低、丟包少、魯棒性高的無線網絡，充分保障設備間的確定性通信傳輸。2）方案架構及應用效果在遼寧鞍鋼冶金熱軋廠天車遠程控制場景中，通過引入精準同步、確定高可靠等 5G 內生確定性技術，實現了天車穩定、可靠的遠程控制。5G 確定性網關作為工程設備現場的 5G 網絡接入節點，南向可實現現場工控 PLC、傳感器

45、、攝像頭等設備的融合統一接入，并具備多路冗余傳輸、確定性時延控制、高精度時鐘同步等多項業務保障能力；北向可通過與 5G 網絡 QoS 保障能力的深度協同，實現工控數據低丟包、低時延、低抖動、高魯棒的穩定傳輸，保障天車遠程控制業務穩定運行?；?基站25G核心網5G確定性控制器服務器機房冗余數據流去重邊緣工控機攝像機PLC設備傳感儀器遠程設備視頻流傳感數據控制指令時鐘信號遠程控制系統操控設備監控設備遠程控制協議視頻傳輸協議5G確定性網關視頻流傳感數據控制指令時鐘信號 冗余傳輸 確定性時延控制 差異化傳輸保障 全網時鐘同步圖 15工程設備遠程控制網絡架構圖28面向新型工業化的 5G 內生確定技術白

46、皮書 1.05G 內生確定性技術實現了廠內 14 臺天車無人化控制改造，系統自部署后穩定運行，與改造前相比顯著降低了熱軋廠天車遠控場景的故障率，減少了停工損耗，進一步助力企業達成降本增效的目標。5.3產線級應用案例5.3.1荊州美的：5G內生確定使能洗衣機過濾門沖壓工位柔性生產1）應用場景與需求荊州美的洗衣機廠作為洗衣機和干衣機的專業制造商，擁有行業領先的生產工藝。洗衣機生產中的過濾門沖壓工位通常采用的是一級 PLC 連接一個兩軸伺服驅動器、兩個機械臂以及一個沖壓機協同完成。其中，伺服驅動器與機械臂用于物料夾取，將金屬材料夾取至沖壓機進行過濾板沖壓。當面向多品種、定制化生產的產線變動需求時，這

47、種傳統有線連接網絡存在工位變動不柔性、改造困難的痛點問題。圖 16洗衣機過濾門沖壓工位2）方案架構及應用效果5G 無線化改造可實現工位的柔性化生產，并通過網業協同、空口增強等確定低時延及有界抖動技術保障控制網絡的確定性通信。機械臂通過 5G 終端接入 5G 網絡，實現 PLC 全向控制無線化，擺脫有線連接的痛點，促使產線部署和控制更加靈活，賦能產線柔性制造，提升企業生產效率。29面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0圖 17洗衣機過濾門沖壓工位 5G 組網示意圖通過測試驗證，加持了 5G 內生確定性技術的控制網絡時延可低至 8ms，可支持工控業務正常運行，實現了 PLC 的無線化部

48、署，助力洗衣機沖壓工位的柔性生產。圖 18網絡時延達標率5.3.2河北領克：5G內生確定賦能車輛生產的柔性換線1）應用場景與需求河北領克工廠建有沖壓、焊裝、涂裝和總裝四大車間，在車輛制造過程中，以車體焊接工序為例，不同型號車體加工一般通過機械臂抓手或運載設備的移動和柔性更換方式來共用同一條加工產線。這種場景普遍存在線纜拖拽易損等問題，導致產線停機。統計顯示，現階段車輛制造多為“分鐘級”產線，一次線纜斷鏈需要約 30 分鐘恢復，直接導致數十臺車的產量下降。30面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0圖 19焊接工位現場圖2）方案架構及應用效果針對上述痛點問題，基于 5G 高確定性工業基

49、站、雙發選收、精準預調度、精準門控等設備和技術對焊接工位進行改造，工業 PLC 北向通過 5G 對接高確定性工業基站，南向對接加裝 5G CPE的伺服驅動器，實現控制指令在終端與控制器之間的單向通信。采用該方案改造后，針對不同型號車體生產的切換，通過無線化方式驅動工位卡槽移動，解決線纜磨損問題，并賦能柔性化生產。圖 20車輛柔性換線 5G 化改造解決方案通過測試驗證，5G 通信性能穩定達到伺服控制的使用要求（81ms99.99%），并順利通過724 小時持續穩定測試要求。本次改造承載了汽車制造產線的真實業務場景，通過無線化手段實現了 5G 內生確定對工業生產的增效賦能，是 5G 網絡進入工業核

50、心控制環節的突破性嘗試，為工業柔性制造提供了新的解決思路。展望0632面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0為提升 5G 網絡的確定性服務能力，促進 5G 與數智工廠的深度融合，中國移動希望與合作伙伴通力協作，相互促進，強化技術突破，打破跨界障礙，推進應用創新，攜手促進中國新型工業化進程。一是強化技術突破，注重自主創新和產業引領。CT、IT、OT 技術日新月異，自動化、信息化、智能化等技術的發展在持續演進，5G 內生確定性技術將持續面向數智工廠的應用需求，在保持穩定的基礎上持續吸納新型標準、技術方案，堅持高水平的創新驅動數智工廠的全面發展，以更高的質量要求支撐新產業格局的演進，贏得

51、戰略主動。二是打破跨界障礙，注重融合創新和協同發展。工業制造領域和通信網絡的跨界合作正在加速，二者之間將通過資源共享、優勢互補等手段打破技術壁壘，需面向 5G 融入生產、改造生產的發展愿景形成共識，鼓勵不同領域的人員進行創新和合作，形成統一標準，推動創新鏈和產業鏈的深度融合，加快產業結構化升級。三是推進應用創新，注重需求牽引和標桿示范。強化需求和場景牽引，開展 5G 內生確定性技術在工廠、車間、產線的多層級應用，以實踐推動 5G 內生確定性的規范約束，促進成果轉化，構建新質示范場景，打造標桿工程，助力解決方案和應用經驗的快速推廣和規模復制，激發產業的動力和活力，發展壯大實體經濟，推動產業優化升

52、級。33面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0縮略語列表縮略語英文全稱中文解釋3GPP3rdGenerationPartnershipProject第三代合作伙伴計劃4/5G4/5thGenerationMobileNetwork第四/五代移動通信AGVAutomatedGuidedVehicle自動導引車ARAccessRouter接入路由BBUBaseBandUnit基帶單元BFDBidirectionalForwardingDetection雙向轉發檢測BWPBandWidthPart帶寬部分CTCommunicationTechnology通信技術CPECustomerPr

53、emiseEquipment客戶前置設備CQI/MCSChannelQualityIndicator/ModulationandCodingScheme信道質量指示/編碼調制方案DCIDownlinkControlInformation下行控制信息DNNDataNetworkName數據網絡名稱DPIDeepPacketInspection深度包檢測DSDistributionSystem分布式系統eMBBenhancedMobileBroadBand增強移動寬帶GBRGuaranteedBitRate保證比特速率GPSGlobalPositioningSystem全球定位系統FRERFram

54、eReplicationandEliminationforReliability幀復制和幀消除機制IEEEInstituteofElectricalandElectronicsEngineers電氣與電子工程師協會I/OInput/Output輸入輸出IPInternetProtocol網際互連協議IRTIsochronousRealTimecommunication等時同步通信ITInformationTechnology信息技術LANLocalAreaNetwork局域網34面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0縮略語英文全稱中文解釋MESManufacturingExecut

55、ionSystem制造執行系統MTNMetroTransportNetwork城域傳輸網絡Multi-TRPMultipleTransmit/ReceivePoint多發送接受點OPCUAOLEforProcessControlUnifiedArchitectureOLE 過程控制統一架構OTOperationalTechnology運營技術PDCPPacketDataConvergenceProtocol分組數據匯聚層協議PDUProtocolDataUnit協議數據單元PLCProgrammableLogicController可編程邏輯控制器pRRUpicoRemoteRadioUnit

56、皮基站PTPPrecisionTimeProtocol精確時間同步QoSQualityofService服務質量RBResourceBlock資源塊RedCap5GReducedCapability5G 輕量化RHUBRemoteradiounitHub射頻拉遠單元集線器RRURemoteRadioUnit射頻拉遠單元RSReed-Solomon里所碼RTRealTimecommunication實時通信SCADASupervisoryControlAndDataAcquisition數據采集與監視控制系統SDKSoftwareDevelopmentKit軟件開發工具包SIBSystemInf

57、ormationBlock系統信息塊SIMSubscriberIdentityModule用戶識別模塊TCPTransmissionControlProtocol傳輸控制協議TSNTimeSensitiveNetwork時間敏感網絡UEUserEquipment用戶終端UPFUserPlaneFunction用戶面管理功能VNVirtualNetwork虛擬網絡WMSWMSWarehouseManagementSystem倉儲管理系統35面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.0聯合編制單位中移智庫中國移動通信研究院黃宇紅、段曉東、丁海煜、張昊、鄧偉、馬帥、魏彬、都晨輝、張龍、楊博涵、

58、黃震寧、侯慶東、鄭成龍、王菁、于天意、羊峰波、彭偉杰、馬程然、羅達、王榮、張昊瀚北京觸點互動信息技術有限公司王宇華北京東土科技股份有限公司程遠北京中微普業科技有限公司袁為化烽臺科技（北京）有限公司王啟蒙高通無線通信技術(中國)有限公司許昌龍廣州明珞裝備股份有限公司姚維兵、左志軍、楊銳洪廣州通則康威智能田興剛杭州必博科技有限公司譚源春航天新通科技有限公司吳少勇（排名不分先后）牽頭編寫單位中國移動陳懷達、魏冰、文靜、楊鵬、郝森參、史家韻、侯蘭霞、關延川、陳乃聰、王荷雅機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所趙艷領、王振本白皮書編制過程中，得到了產、學、研、用合作伙伴的大力支持，為白皮書的觀點形成和編寫提

59、供了有力的支撐，后續本白皮書將根據技術演進和業務實踐適時修訂。聯合發布及編制單位華為技術有限公司王健東浪潮通信技術有限公司張銀霞聯發科技（北京）有限公司張秋生領克汽車張家口工廠于濤，呂學剛，薛文成羅克韋爾自動化(中國)有限公司李錚美云智數科技有限公司金江、謝新宇寧波和利時信息安全研究院有限公司焦云鵬青島海爾科技有限公司韋韜、徐文博三菱電機自動化（中國）有限公司楊凱上海諾基亞貝爾股份有限公司張曉波上海移遠通信技術股份有限公司李云露深圳市宏電技術股份有限公司李杰武香港應用科技研究院曾佑佑思博倫通信科技（北京）有限公司王巖新華三技術有限公司趙云鵬英特爾（中國）有限公司陳艷慶中國移動通信河北有限公司閆

60、卓旭、白樺、李卓中信科移動通信技術股份有限公司徐辰中興通訊股份有限公司詹亞軍紫光展銳（上海）科技有限公司張瑋CC-Link 協會楊凱36面向新型工業化的 5G 內生確定技術白皮書 1.01 工業和信息化部：“5G+工業互聯網”系列科普問答2 中國信通院:中國 5G 發展和經濟社會影響白皮書,20223 工業互聯網產業聯盟（AII）：工業互聯網體系架構（版本 2.0）,20204 工業互聯網產業聯盟（AII）：工業互聯網網絡連接白皮書（版本 1.0)，20185 機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所：5G 工業應用白皮書,20206 工業互聯網產業聯盟（AII）：5G+TSN 融合部署場景與技術發展白皮書參考文獻