中国移动与罗克韦尔联合发布“工业生产网测试床”

寂静回声

在第五届中国国际进口博览会上，中国移动研究院联合罗克韦尔自动化(中国)发布了“5G确定性工业生产网测试床”阶段性成果。
中国移动研究院副院长段晓东在线为成果发布致辞，指出中国移动联合合作伙伴打造“5G确定性工业生产网测试床”，探索了多个5G服务工业制造的典型场景，取得了多项技术突破，对推进5G确定性技术能力提升和“5G融入生产”意义重大。
在推动5G从辅助生产走向融入生产的过程中，出现了许多新的行业痛点需求。例如，在当前工业生产中的旋转场景，通常使用滑环实现旋转设备与周边固定设备之间的通讯，但滑环通信依赖机械接触，易老化破损，需定期替换，增加生产成本；传统工业制造常采用有线方式，产线不易调整，且调整时布线成本高，无法满足柔性生产需求。面向5G融入生产的这些新需求，亟待攻关解决5G服务于OT工业控制的“组网融通”“5G确定性”能力提升以及工业控制“算网一体化”等关键问题。
为此，中国移动联合罗克韦尔、中兴通讯、华为、三菱、高通、宏电、H3C、MOXA、航天新通等产业伙伴共同发起“5G确定性工业生产网测试床”计划，积极探索5G+工业确定性网络的解决方案，提供满足行业需求的确定性服务能力，避免因网络不稳定，导致产品质量下降、产线停机等问题，助力5G融入工业生产。
发布会上，中国移动研究院网络与IT技术研究所副所长魏彬就当前测试床在实时I/O控制、机器安全控制、运动控制等典型工业控制场景取得的阶段性成果进行了解读。

实时I/O通信是离散制造、流程工业中最为普遍也最为基础的通信方式。在本阶段测试中，测试床验证了5G服务于单/双无线实时I/O通信、冗余PLC与实时I/O通信、PRP冗余传输I/O实时通信等四类通信场景。经验证，基于5G LAN的二层组网、组播通信和PRP冗余传输机制，实现了5G与工业协议的二层适配、组网融通，PLC冗余组播以及高可靠的通信能力，可以满足离散制造(比如家电、包装)、流程制造(比如化工、水务、冶金等)中的基础实时I/O通信需求。
更进一步，测试还验证了5G服务于机器安全控制的业务场景。相较于实时I/O控制，机器安全控制为了实现设备或通信故障时的及时停机控制，其要求更低的通信时延（10-20毫秒）。测试床在5G实时I/O通信方案基础上，引入DS帧结构、上行周期预调度、高优先级5QI调度等技术手段，实现了单向10ms的可靠控制。经验证，5G可以满足离散制造中安全继电器、急停操控、光幕检测等各种机器安全控制场景的通信需求。
运动控制特指PLC控制伺服电机实现精准运动的自动化控制方式，对通信要求最为苛刻。测试床验证了PLC控制单伺服电机、单PLC控制多伺服电机轴同步运动、多业务流混合组网等五大场景。经验证，5G依托多协议时间同步、TSN确定性传输、低时延、高可靠冗余传输等关键技术，提供了小于1微秒的时间同步精度，小于100微秒的时延抖动，双向小于10毫秒的传输时延，以及5个9的可靠通信服务能力。5G确定性能力可以满足离散制造中输送、分拣、装配、灌装等典型场景的运动控制通信需求。
本阶段测试工作拉通了OT、IT、CT产业能力，验证了5G应用于实时I/O通信、机器安全控制、运动控制等三大类10个工业场景的可行性与业务性能，为未来推广商用储备了必要的技术能力和实施经验。后续，为推动5G确定性生产网的快速商用，中国移动希望联合OT、IT、CT的各方合作伙伴，秉承“以用促研、以终为始、由点及面”的理念，进一步聚焦典型场景，打造标杆案例，打通5G与工业生产网络的融合桥梁，助力早日达成5G和工业生产“技术融合、产品演进、生态繁荣”愿景。