【工业互联网产业联盟】工控应用需求与5G网络指标转译技术报告(离散制造领域)

工业互联网产业联盟近日发布了《工控应用需求与5G网络指标转译技术报告——离散制造领域（2024年）》。这份报告深入探讨了5G技术在离散制造业工控领域的应用需求，以及如何将工控业务需求转化为5G网络的性能指标，旨在推动“5G+工业互联网”在核心生产环节的实施，实现柔性生产。报告中不仅分析了5G技术在工业现场级控制中的关键价值和挑战，还详细描述了基于工控业务需求的应用KQI指标，并提出了网络KPI指标的定义和转译方法，为5G技术在工业领域的深度融合与应用提供了理论基础和实践指导。报告内容丰富，为制造强国的数字化转型提供了宝贵的参考和建议。

5G技术正在深刻地改变着工业制造领域，特别是离散制造行业。这份《工控应用需求与5G网络指标转译技术报告——离散制造领域》为我们揭示了5G技术在工业互联网中的巨大潜力和挑战。

报告首先指出，5G技术以其低时延、高带宽和高可靠性的特点，成为智能制造的关键技术。在离散制造领域，5G技术的应用已经从简单的数据采集、视频监控，扩展到了更为复杂的移动巡检、MES看板、物流AGV调度等场景。这些应用不仅提高了生产的灵活性和效率，还降低了成本，简化了网络结构。

然而，5G技术在工业领域的应用还面临着不少挑战。例如，不同的工业协议对5G网络的性能要求各不相同，如何将业务需求准确地转化为5G网络的性能指标，是一个亟待解决的问题。报告中提到，工业以太网的看门狗机制对网络的丢包、时延和抖动非常敏感，这些网络性能指标直接关系到工业生产的连续性和稳定性。例如，一个工厂如果全年计划运行8000小时，非计划停机时间全年累计低于2小时，那么对5G网络的可靠性要求就非常高。

报告中还提到了一个具体的例子，即EMS（空中悬挂的电动单轨系统）的5G无线改造。这种改造不仅降低了成本，还减少了因维护和升级导致的生产停滞时间，提高了生产效率和系统的可靠性。但是，这种改造对5G网络的单包可靠性要求非常高，需要达到99.99%。这意味着在5G网络的设计和部署中，必须考虑到这种高可靠性的需求。

在生产节拍方面，5G技术的应用也对网络性能提出了新的要求。例如，一个汽车制造产线的生产节拍为110秒，其中PLC与其下挂设备的有效串行消息交互次数为24步，机器人控制柜与其下挂的设备之间的有效串行消息交互次数为8步。如果无线化后，由于CT和平均时延的增加，对生产节拍的绝对影响约为224毫秒，影响占比约为0.2%。这表明，5G技术的应用需要在保证生产效率的同时，尽可能减少对生产节拍的影响。

安全是工业生产中最重要的考虑因素之一。报告中提到，5G技术在安全通信中的应用，需要满足功能安全的要求。例如，在焊装工艺中，如果人员突然闯入围栏，光栅检测到后会立刻通知PLC去触发机器人紧急制动以确保人员安全。这种安全功能的响应时间，与5G网络的传输时延密切相关。如果5G网络的时延超过了安全功能的响应时间，就可能造成安全事故。

控制精度是工业制造中的另一个关键指标。报告中指出，5G技术在控制精度方面的影响，需要通过具体的工艺分析来评估。例如，在钢铁行业的库区无人化、智能化改造中，通过5G控制吊具的旋转和夹钳的开合，精准调取钢卷输送到指定位置。这种控制精度的要求，对5G网络的时延和抖动提出了严格的要求。

总的来说，这份报告为我们提供了一个关于5G技术在离散制造领域应用的全面视角。它不仅展示了5G技术带来的机遇，也指出了面临的挑战。随着5G技术的不断发展和成熟，我们有理由相信，它将在工业制造领域发挥越来越重要的作用。

这篇文章的灵感来自于《工控应用需求与5G网络指标转译技术报告——离散制造领域》。除了这份报告，还有一些同类型的报告，也非常有价值，推荐阅读，这些报告我们都收录在同名星球，可以自行获取。

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