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    2. 政策法規

      5G 全連接工廠建設指南

      發布日期:2022-09-15 信息來源:摘編自工信部 點擊次數: 字號:A+A- 打?。?a class="btn-print" href="">

      5G 全連接工廠建設指南

      5G+工業互聯網”是加速中國新型工業化進程的重要支撐。自 2019 年我部印發《“5G+工業互聯網”512 工程推進方案》以來,產業各方緊密合作、積極探索,共同推進“5G+

      業互聯網”創新發展,在十大重點行業培育形成 20 個典型應用場景,取得階段性成效。為指導各地區各行業積極開展 5G全連接工廠建設,帶動 5G 技術產業發展壯大,進一步加快

      5G+工業互聯網”新技術新場景新模式向工業生產各領域各環節深度拓展,推進傳統產業提質、降本、增效、綠色、安全發展,特制定本指南。

      一、總體要求

      5G 全連接工廠是充分利用以 5G 為代表的新一代信息通信技術集成,打造新型工業互聯網基礎設施,新建或改造產線級、車間級、工廠級等生產現場,形成生產單元廣泛連接、信息(IT)運營(OT)深度融合、數據要素充分利用、創新應用高效賦能的先進工廠。同時,本指南也適用于采礦、港口、電力等國民經濟重點生產領域。

      (一)建設目標

      “十四五”時期,主要面向原材料、裝備、消費品、電子等制造業各行業以及采礦、港口、電力等重點行業領域,推動萬家企業開展 5G 全連接工廠建設,建成 1000 個分類分級、

      特色鮮明的工廠,打造 100 個標桿工廠,推動 5G 融合應用縱深發展。

      (二)建設原則

      遵循規律、需求導向。遵循企業數字化轉型發展規律,根據企業戰略布局和業務開展需求,基于企業網絡應用基礎,聚焦工業生產過程中的重點、難點,明確 5G 全連接工廠建設內容。

      注重實效、有序推進。綜合考慮 5G 技術演進和建設使用成本,推進企業靈活部署 5G 網絡等基礎設施,同步推進安全保障能力建設,實現 5G 在生產輔助環節的規?;渴鸷秃诵沫h節的深層次拓展,不斷提升系統化集成應用水平。

      融合創新、協同發展。整合工業企業、基礎電信企業、5G 終端和網絡設備制造商、垂直行業解決方案提供商等各方資源,協同推動 5G 全連接工廠在重點行業、重點領域落地實踐,促進創新鏈、產業鏈、供應鏈融合發展。

      系統謀劃、分類實施。統籌考慮地區特色、行業特征、企業基礎,引導企業合理規劃建設路徑,新建工廠一體設計、一體建設,現有工廠立足實際、急用先行,分行業、分類分級推進 5G 全連接工廠建設。

      二、建設內容

      (一)基礎設施建設

      1. 5G 網絡建設。支持企業采用虛擬專網、混合專網方式部署 5G 網絡,加快用戶平面功能(UPF)等 5G 核心網元建設,同步部署相應的安全機制和措施,強化生產現場 5G網絡能力。鼓勵企業基于已獲得許可的無線電頻率,探索 5G獨立專網,創新靈活多樣的 5G 網絡建設服務模式。

      2. 工業網絡互通。鼓勵企業綜合利用 5G、時間敏感網絡(TSN)、軟件定義網絡(SDN)等新型網絡技術,在安全可靠的前提下,推動企業辦公、生產管理、監控預警、工業控制、物聯等網絡互通,加快 IT-OT 網絡融合。

      3. 邊緣計算部署。支持企業在生產現場按需部署邊緣計算節點,與企業級工業互聯網平臺互聯,滿足工業實時控制、就近服務、按需調度、數據安全等需求,推進 5G 網絡與邊緣計算融合部署,促進云網邊端協同。

      4. 業務系統建設。鼓勵企業自建或租用網絡服務與管理系統,為本地化網絡運維和管理提供支撐。推進有條件的企業按需建設數據存儲節點和工業互聯網標識解析企業節點,為數據存儲、加工、查詢、調用等提供支撐。支持企業建設工業互聯網平臺或訂閱相關服務,支撐生產運營管理。

      (二)廠區現場升級

      5. 現場裝備網絡化改造。支持企業加快各類“啞設備”、單機系統等網絡化改造,在安全可控的前提下,提升工業數據實時采集能力;對具有移動部署、靈活作業、遠程操控等需求設備,積極使用帶有 5G 功能的芯片、模組、傳感器等進行改造;加快 5G 與可編程邏輯控制器(PLC)、分布式控制系統(DCS)等工業控制系統融合。

      6. IT-OT 應用融合化部署。支持企業充分發揮 5G 技術優勢,推動 IT-OT 應用統籌部署,探索生產控制、運營管理等軟硬件系統的云化,加快生產、運營、管理等各類移動端應用程序(APP)研發,滿足企業遠程調用、資源共享、高算力性能等需求,形成集中管控、現場按需應用的融合方案。

      7. 生產服務智能化升級。支持企業運用 5G、人工智能等技術,實現海量歷史、實時、時序數據的聚類、關聯、預測分析,加強數據深度分析,優化設備健康管理、工藝參數調優、能耗與排放管理、產品售后服務等,為企業精準決策提供依據。

      (三)關鍵環節應用

      8. 研發設計應用。支持企業加快 5G、數字孿生、增強現實/虛擬現實(AR/VR)等技術融合應用,促進物理與虛擬生產單元之間動態實時映射及提升現場工作效率,支持生產單元模擬、協同研發設計、眾包設計等應用場景,提升企業網絡協同研發設計及現場作業交互能力。

      9. 生產運行應用。支持企業推動 5G、邊緣計算、知識圖譜等技術應用于工業設備、系統、生產線,支持柔性生產制造、遠程設備操控、設備協同作業、精準動態作業、現場輔助裝配等應用場景,提升生產運行柔性、敏捷、協同能力。

      10. 檢測監測應用。支持企業通過 5G 結合機器視覺、模式化識別等技術,進行在線檢測監測,加強識別分析、遠程診斷、智能預判,支持機器視覺質檢、近紅外線成像分析、工藝合規校驗、設備故障診斷、設備預測維護、無人智能巡檢、生產現場監測等應用場景,全方位保障生產質量與安全。

      11. 倉儲物流應用。支持企業融合 5G 與射頻識別、圖像識別、多源融合室內定位、北斗導航等技術,運用智能天車、AGV 小車等設備,助力調度管理、貨物碼放、危險品運輸等環節智能化、少人化,支持廠區智能物流、智能理貨、全域物流監測等應用場景,提升配送效率,保障貨物與人身安全。

      12. 運營管理應用。支持企業利用 5G 結合工業互聯網標識、平臺等設施,采集整合生產單元信息數據,輔助優化生產工序,支持生產過程溯源、生產能效管控、虛擬現場服務、企業協同合作等應用場景,促進生產數字化、綠色化,推動產業鏈上下游貫通。

      (四)網絡安全防護

      13. 安全防護能力升級。推進企業利用 5G、人工智能、新型加密算法等技術,結合生產安全需求,圍繞設備、控制、網絡、平臺和數據等關鍵要素,構建多層級網絡安全防護體

      系;做好安全應急預案,階段性開展安全檢測評估,提升網絡安全監測水平,確保網絡運行平穩,提高安全威脅發現、快速處置和應急響應能力。

      14. 安全管理水平提升。推進企業全面落實工業互聯網企業網絡安全分類分級管理相關政策與標準,提升設備、控制、網絡、平臺和數據等安全防護能力;加大網絡安全投入,明確責任部門和責任人,建立健全監測預警、數據上報、應急響應、風險評估等安全機制。

      三、建設路徑

      (一)開展分類分級建設。支持企業建設產線級、車間級、工廠級等不同類型 5G 全連接工廠。產線級 5G 全連接工廠建設,著重在單一生產環節、業務單元的設備連接、數據采集和 5G 融合應用創新方面能力建設。車間級 5G 全連接工廠建設,著重多產線多系統協同優化、數據價值充分釋放、集成創新水平提升等能力建設。工廠級 5G 全連接工廠建設,

      著重跨車間跨層級互聯互通、場景的深度和系統化應用、全要素生產率提升等能力建設。

      (二)加快重點行業推廣。在電子設備制造、裝備制造、鋼鐵、采礦、電力等重點行業和領域,推動發展基礎較好、需求較明確的企業主體,率先建設 5G 全連接工廠,形成數字化、網絡化、智能化轉型升級標桿;同時,鼓勵更多行業企業積極探索 5G 在工業生產各環節創新應用,實現提質、降本、增效、綠色、安全發展。

      5G 全連接工廠建設重點行業和領域

      01 電子設備制造

      重點針對行業產品迭代速度快、產品質量要求高、客戶要求快速響應、降低勞動力成本、減少物料庫存等需求,促進精準動態作業、柔性生產制造、現場輔助裝配、機器視覺質檢、廠區智能物流等典型應用場景普及應用。

      02 裝備制造

      重點針對行業百萬量級生產資源協同設計、泛在感知、設備預測性維護、提升生產效率、保障人員健康與安全等需求,推進航空制造、船舶制造、汽車制造與工程機械制造等重點領域,提升裝配加工、質量監測、產品交付、遠程服務等關鍵能力,促進協同研發設計、設備協同作業、現場輔助裝配、機器視覺質檢、廠區智能物流、虛擬現場服務等典型場景普及應用。

      03 鋼鐵

      重點針對行業生產過程透明可視、降低生產設備維護成本、節能降碳等需求,促進遠程設備操控、機器視覺質檢、工藝合規校驗、設備故障診斷、設備預測維護、生產現場監測、全域智能物流、生產能效管控、企業協同合作等典型場景普及應用。

      04 采礦

      重點針對行業降低事故危險、保障作業人員健康、工作面少人化無人化需求,促進生產單元模擬、遠程設備操控、設備協同作業、無人智能巡檢、生產現場監測等典型場景普及應用。

      05 電力

      重點針對行業發電、輸電、變電、配電、用電等主要環節,促進現場輔助安裝、無人智能巡檢、設備故障診斷、生產現場監測、生產能效管控等典型場景普及應用。

      06 石化化工

      重點針對行業提高生產效率、降低能耗、提升安全管理水平、數字化轉型、安全生產預測預警等需求,促進生產單元模擬、遠程設備操控、生產現場監測、生產能效管控、設備預測維護、全域物流監測等典型場景普及應用。

      07 建材

      重點針對行業提高生產效率、實現無人化作業、提升安全管理水平、節能降碳、數字化轉型等需求,促進生產單元模擬、生產現場監測、機器視覺質檢、設備預測維護、生產能效管控等典型場景普及應用。

      08 港口

      重點針對港口安全生產、無人化作業、與物流協同聯動等需求,促進生產單元模擬、遠程設備操控、生產能效管控、精準動態作業、廠區智能理貨等典型場景普及應用。

      09 紡織

      重點針對行業提高產品質量、提升數字化水平、推進產業綠色轉型、快速適應個性化消費趨勢等需求,促進生產單元模擬、設備協同作業、柔性生產制造、工藝合規校驗、生產過程溯源、企業協同合作等典型場景普及應用。

      10 家電

      重點針對行業產品型號多、產品更新迭代快、降低生產成本等需求,通過 5G 簡化工廠內部網絡,利用 5G MEC 承載工廠生產系統和應用,促進柔性生產制造、機器視覺質檢、虛擬現場服務、廠區智能物流、廠區智能理貨、無人智能巡檢、生產現場監測、產線數字孿

      生、智能安防、智能設備交互、生產過程溯源、工藝合規管理、設備預測維護、生產能效管控等典型場景普及應用。

      四、保障措施

      (一)強化產業支撐

      組織開展 5G 全連接工廠相關技術標準制定,鼓勵大企業探索行業標準方案、中小企業提升標準應用水平。加快推進 5G 工業芯片、模組、網關等產品設備研發與應用,降低產業推廣成本。推進工業數據模型化組織,進行標準化描述和信息建模。大力推動中小企業上云。開展相關人才能力培育,加強復合型人才儲備。

      (二)推進多方合作

      推進地方工業和信息化主管部門和通信主管部門在政策發布、遴選評估、宣傳推廣等方面加強協同合作。推動基礎電信企業、互聯網企業、工業企業、設備制造企業、解決方案服務商、高校、研究機構等加強合作,充分發揮工業互聯網產業聯盟、工業行業協會等產業組織橋梁紐帶作用,深化政產學研用多方協同,構建良好產業生態。

      (三)深化產融結合

      鼓勵產業各方充分利用國家產融合作平臺、地方產融對接平臺,暢通產融信息對接渠道、提高對接效率。鼓勵各地出臺支持 5G 全連接工廠建設的政策,加大資金支持力度,并通過專項資金、產業基金等方式支持企業。鼓勵各地積極拓寬資金來源,創新企業貸款、融資、保險等金融服務方式,加大精準信貸扶持力度。引導企業用好用足固定資產加速折舊、企業研發費用加計扣除等相關稅收優惠政策。

      (四)開展遴選評估

      制定 5G 全連接工廠評價標準,組織開展分類分級評估,建設 5G 全連接工廠項目庫,依托工業互聯網試點示范,遴選 5G 全連接工廠標桿。建立 5G 全連接工廠建設情況動態監

      測機制,將建設情況納入工業互聯網發展成效評估、工業互聯網產業示范基地評價。按年度發布《5G 全連接工廠名錄》,打造“5G+工業互聯網”中國方案和 5G 全連接工廠中國品牌。

      (五)加強總結宣傳

      依托中國 5G+工業互聯網大會、工業互聯網大會等重點產業活動,大力宣傳 5G 全連接工廠典型成果。推動各地方召開現場會,加強 5G 全連接工廠建設經驗交流和典型成果推廣?;谝压镜?5G 全連接工廠標桿,分行業、多頻次組織開展實地培訓與經驗交流,積極促進典型成果在各地區各行業的推廣應用。

       

      附件:名詞解釋


      1 5G

      第五代移動通信系統(The Fifth Generation MobileCommunication System)。

      2 混合專網

      將原先部署在運營商 5G 核心網側的 UPF(用戶面功能)和 MEC5G 邊緣計算)等功能下沉至企業內,供企業專用,保障企業業務數據不出企業。

      3 虛擬專網

      基于運營商 5G 公網架構,利用 5G 切片技術,為企業提供網絡質量定制化、與其他公眾用戶業務邏輯隔離的專用通道服務。

      4 獨立專網

      企業自建一張專用 5G 網絡,包括接入網、承載網、核心網等 5G 網絡端到端基礎設施,與公網完全隔離,只承載企業業務的專用網絡。

      5用戶平面

      功能5G 核心網基礎設施系統架構的基本組成部分,主要負責 5G 核心網用戶面數據包的路由和轉發相關功能,具體涉及的功能定義詳見 3GPP TS 23.501。

      6軟件定義網絡

      一種網絡虛擬化的實現方式,通過將網絡控制面與數據面分離開來,并提供開放編程接口,從而實現網絡的靈活控制。

      7時間敏感網絡

      通過數據傳輸最大時間來劃分的一種實時性網絡,是在傳統以太網基礎上,使用精確的時間同步,通過保障帶寬來限制傳輸延遲,提供高級別服務質量以支持各種工業應用。

      8 IT 網絡 用于連接信息系統與終端的數據通信網絡。

      9 OT 網絡 用于連接生產現場設備與系統,實現自動控制及信息采集的工業通訊網絡。

      10 邊緣計算

      在靠近物或數據源頭的一側,采用網絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放體系,就近提供智能服務,滿足行業數字化轉型在實時業務、應用智能、安全與隱私保護等方面的需求。

      11 算力

      指各類計算單元通過對數據進行處理后實現結果輸出的一種能力, 是計算能力的一個綜合指標,數值越大代表綜合計算能力越強。包含以 CPU 為代表的通用計算能力和以 GPU 為代表的高性能計算能力。

      12多源融合室內定位

      多傳感器融合的室內定位技術,從而使室內定位系統更加具備高覆蓋、可擴展、及時響應等特點


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