5G網(wǎng)絡(luò)針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需求的邊緣云解決方案

李 爽，郭忠志，肖 羽，王 帥（.中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司吉林分公司，吉林長(zhǎng)春 00；.中國(guó)聯(lián)通智網(wǎng)創(chuàng)新中心，北京 00048；.中訊郵電咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)院鄭州分公司，河南鄭州 450007）

1 背景

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，是制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的重要載體，也是全球新一輪產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。繼德國(guó)提出工業(yè)4.0 計(jì)劃，美國(guó)提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念之后，我國(guó)自2015 年以來(lái)陸續(xù)出臺(tái)了“中國(guó)制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)政策，推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。作為第一大工業(yè)強(qiáng)國(guó)、第二大互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)，中國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景廣闊。

5G 是新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，5G 與工業(yè)生產(chǎn)融合之后，逐步成為支撐工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施。5G 與工業(yè)生產(chǎn)中既有的研發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、生產(chǎn)控制系統(tǒng)及服務(wù)管理系統(tǒng)等相結(jié)合，可以全面推動(dòng)5G 垂直行業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、管理服務(wù)等生產(chǎn)流程的深刻變革，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)向智能化、服務(wù)化、高端化轉(zhuǎn)型。同時(shí)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具有難度大、風(fēng)險(xiǎn)高、成本高、跨領(lǐng)域等特點(diǎn)，因此5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)既具有廣闊的前景，也是最具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。

一汽是吉林省TOP 行業(yè)客戶(hù)，也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的先行者，對(duì)5G 在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用有較高的期待，希望通過(guò)5G 提升業(yè)務(wù)效率，降低成本。隨著5G SA網(wǎng)絡(luò)的建成和商用，一汽希望和吉林聯(lián)通一起基于5G網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)的邊緣計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用探索研究和商用部署，逐步推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提升企業(yè)的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的智能化程度，為企業(yè)帶來(lái)真正的信息化價(jià)值和能力。

前期，吉林聯(lián)通和一汽通力合作，基于5G NSA 網(wǎng)絡(luò)和MEC 成功實(shí)現(xiàn)了一汽業(yè)務(wù)的5G 接入和預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)的部署，在汽車(chē)的生產(chǎn)裝配領(lǐng)域智能化水平的提升方面取得了突破性進(jìn)展。

MEC 是連接OT 域和IT 域的橋梁，可以為一汽的自動(dòng)化、信息化和智慧化提供業(yè)務(wù)承載和高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)保障，因此一汽希望通過(guò)下沉園區(qū)的SA 架構(gòu)的MEC建設(shè)，基于MEC的網(wǎng)絡(luò)切片功能的部署來(lái)進(jìn)一步提升一汽相關(guān)業(yè)務(wù)承載的安全性、穩(wěn)定性、可靠性，實(shí)現(xiàn)一汽生產(chǎn)業(yè)務(wù)和普通公眾業(yè)務(wù)的物理隔離。同時(shí)可以確保一汽業(yè)務(wù)帶寬的不可搶占性（其業(yè)務(wù)帶寬完全不受公網(wǎng)業(yè)務(wù)流量大小的影響），更好地滿(mǎn)足業(yè)務(wù)安全性和網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)享帶寬的需求，逐步試點(diǎn)開(kāi)放內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過(guò)5G和MEC進(jìn)行承載。

2 總體方案

針對(duì)不同場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)需求，可以采用不同的5G虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)模式，而不同模式的建設(shè)成本也不相同。從所承載業(yè)務(wù)的顆粒度的角度劃分，專(zhuān)網(wǎng)可以分為企業(yè)粒度的基于5G+MEC 構(gòu)建虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)、業(yè)務(wù)粒度的基于5G+MEC+切片構(gòu)建虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)。

2.1 基于5G+MEC構(gòu)建虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)（企業(yè)粒度）

a）“5G+MEC+智能化應(yīng)用”可為行業(yè)的提質(zhì)升級(jí)提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)保障，為企業(yè)搭建安全、可靠、低時(shí)延的“5G虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)”。

b）企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)不分優(yōu)先級(jí)、不分類(lèi)型、不分帶寬均可享受虛擬專(zhuān)網(wǎng)無(wú)差別的統(tǒng)一承載服務(wù)（若結(jié)合PCF可以劃分等級(jí)，享受一定的差異化服務(wù)）。

c）結(jié)合5G 的低時(shí)延、高帶寬特性和MEC 平臺(tái)的分流功能，可實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)的本地分流，保障企業(yè)數(shù)據(jù)的低時(shí)延和安全私密性。5G+MEC 構(gòu)建虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)組網(wǎng)如圖1所示。

圖1 5G+MEC構(gòu)建虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)組網(wǎng)圖

2.2 基于5G+MEC+切片構(gòu)建虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)（業(yè)務(wù)粒度）

a）根據(jù)企業(yè)對(duì)不同業(yè)務(wù)流安全隔離的要求，在5G+MEC 的基礎(chǔ)上結(jié)合切片技術(shù)為企業(yè)構(gòu)建業(yè)務(wù)粒度級(jí)別的虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)。

b）企業(yè)不同類(lèi)型、不同隔離要求的業(yè)務(wù)流，如視頻類(lèi)、工控類(lèi)、辦公類(lèi)等業(yè)務(wù)可以劃分為不同切片，享受虛擬專(zhuān)網(wǎng)不同等級(jí)、帶寬的承載服務(wù)，在不同的邏輯管道進(jìn)行隔離承載。

5G+MEC+切片構(gòu)建虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)組網(wǎng)如圖2 所示。

圖2 5G+MEC+切片構(gòu)建虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)組網(wǎng)圖

綜合考慮項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度要求、技術(shù)成熟度等因素，在一汽園區(qū)內(nèi)采用“5G+MEC+切片”的方式為其構(gòu)建5G虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)。

3 網(wǎng)絡(luò)部署方案

3.1 MEC建設(shè)方案

3.1.1 目標(biāo)架構(gòu)

結(jié)合一汽智能化產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求，在其廠區(qū)內(nèi)部署1套MEC 邊緣云（含UPF 和MEP 平臺(tái)），目標(biāo)組網(wǎng)示意圖如圖3所示。

圖3 一汽5G+MEC組網(wǎng)目標(biāo)示意圖

“5G+MEC（含UPF）+邊緣智能化應(yīng)用”可為一汽各產(chǎn)線(xiàn)的智能化生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)支撐，為其打造一個(gè)安全、穩(wěn)定、可靠的5G 虛擬企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)。結(jié)合5G的低時(shí)延、高帶寬特性和MEC 對(duì)遠(yuǎn)程控制指令、設(shè)備數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控碼流的近端處理、編碼解碼、AI 算法等功能，為一汽汽車(chē)生產(chǎn)裝配應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)提供高質(zhì)量的信息基礎(chǔ)設(shè)施。一部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過(guò)分流模塊本地分流至MEC 平臺(tái)部署的預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)，另一部分?jǐn)?shù)據(jù)分流至一汽數(shù)據(jù)中心，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)回傳帶寬、實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理的低時(shí)延，保障了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全性和私密性。

3.1.2 MEC網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案

將MEC 設(shè)備設(shè)置在一汽園區(qū)的機(jī)房中，統(tǒng)一接入聯(lián)通山東大區(qū)的華為5GC SA 2B網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行管理和信令接續(xù)。采用ULCL（Uplink Classifier）分流方式，廠區(qū)內(nèi)終端流量按照LBO 方式進(jìn)行本地卸載，終端出廠區(qū)（為廠區(qū)規(guī)劃的TA覆蓋區(qū)列表，該TA列表在PCF中進(jìn)行簽約）后將不能訪問(wèn)邊緣云和企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，以保障企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的安全性。

對(duì)于一汽各類(lèi)產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)類(lèi)、設(shè)備采集類(lèi)等與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)相關(guān)的數(shù)據(jù)在本地進(jìn)行卸載，實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)在廠區(qū)內(nèi)的閉環(huán)。生產(chǎn)線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)5G 終端的信令送至5G 核心網(wǎng)后，5GC 判別該類(lèi)業(yè)務(wù)屬于一汽，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過(guò)廠區(qū)5G 基站傳送至本項(xiàng)目部署的UPF，UPF 通過(guò)IP 地址和端口號(hào)、或DNS 解析等方式進(jìn)行業(yè)務(wù)分流，經(jīng)N6 接口以局域網(wǎng)方式送至MEC 平臺(tái)，MEC 平臺(tái)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整理、編解碼等實(shí)時(shí)處理，部分處理過(guò)的數(shù)據(jù)需要回傳至一汽的數(shù)據(jù)中心。對(duì)于需要訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)或公有云的數(shù)據(jù)，一汽的UPF經(jīng)N9接口通過(guò)聯(lián)通智能城域網(wǎng)（或IPRAN）對(duì)接至長(zhǎng)春2B 網(wǎng)絡(luò)錨點(diǎn)UPF，長(zhǎng)春錨點(diǎn)UPF連接至互聯(lián)網(wǎng)或公有云，實(shí)現(xiàn)外網(wǎng)的訪問(wèn)。

一汽的注冊(cè)用戶(hù)可按一汽的需求訪問(wèn)不同網(wǎng)絡(luò)，在兼顧企業(yè)虛擬專(zhuān)網(wǎng)和公網(wǎng)業(yè)務(wù)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)基于廠區(qū)范圍的網(wǎng)絡(luò)隔離，保證了企業(yè)數(shù)據(jù)的安全性和隔離性。公網(wǎng)用戶(hù)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)按照?qǐng)D4 中的①路由執(zhí)行，一汽廠區(qū)5G虛擬專(zhuān)網(wǎng)用戶(hù)按照②路由執(zhí)行。

圖4 MEC建設(shè)架構(gòu)圖

為一汽生產(chǎn)廠區(qū)規(guī)劃獨(dú)立的TA 區(qū)（TA 列表），分配專(zhuān)用的MEC DNN，在PCF中為一汽的行業(yè)終端簽約允許訪問(wèn)邊緣云和內(nèi)網(wǎng)的TA列表。

采用ULCL 的分流方式，對(duì)于5G 終端無(wú)感知，5G終端僅激活一個(gè)PDU Session 即可。在廠區(qū)基站覆蓋區(qū)劃分獨(dú)立TA 區(qū)（或TA 區(qū)的列表集合），進(jìn)入廠區(qū)獨(dú)立TA 后由5GC 為業(yè)務(wù)指定本地ULCL UPF，根據(jù)目的IP+端口、或DNS解析進(jìn)行業(yè)務(wù)分流。

業(yè)務(wù)流程如下。

縱觀全縣之地層，出露部分主要包含了白云巖、石灰?guī)r、鈣質(zhì)頁(yè)巖、泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等類(lèi)型，石材質(zhì)地較軟，便于開(kāi)采加工。獨(dú)特的自然環(huán)境孕育了當(dāng)?shù)貥O具地域特色的民居，尤以縣境東部的石板房最為獨(dú)特。

a）AMF配置根據(jù)TAI+DNN選擇SMF。

b）SMF通過(guò)DNN選擇大網(wǎng)UPF做為主錨點(diǎn)UPF。

c）針對(duì)廠區(qū)內(nèi)的行業(yè)終端（一汽廠區(qū)的TA 覆蓋區(qū)），SMF 根據(jù)用戶(hù)實(shí)時(shí)位置（由AMF 傳遞給SMF）、PCF 中簽約的位置觸發(fā)ULCL 策略，數(shù)據(jù)報(bào)文此時(shí)會(huì)經(jīng)廠區(qū)ULCL UPF 進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，ULCL UPF 執(zhí)行分流策略（分流策略可由一汽自定義通過(guò)MEPM 下發(fā)給MEP，MEP 通過(guò)MP2 接口下發(fā)給UPF），根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文的目的IP+端口（或DNS解析）進(jìn)行SPI匹配。

d）若匹配識(shí)別為本地業(yè)務(wù)，即經(jīng)廠區(qū)ULCL UPF本地轉(zhuǎn)發(fā)至一汽數(shù)據(jù)中心。

e）若匹配識(shí)別為大網(wǎng)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)報(bào)文會(huì)經(jīng)N9 接口由ULCL UPF 轉(zhuǎn)發(fā)到長(zhǎng)春主錨點(diǎn)UPF，通過(guò)主錨點(diǎn)UPF傳輸?shù)絀nternet。

在上述業(yè)務(wù)流程中，若一汽的終端移出廠區(qū)（為一汽規(guī)劃的獨(dú)立TA 區(qū)）后，終端的實(shí)時(shí)位置和簽約位置不匹配，將不能訪問(wèn)邊緣云和企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，以保障企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的安全性。公眾客戶(hù)無(wú)論是在廠區(qū)內(nèi)，還是在廠區(qū)外發(fā)起業(yè)務(wù)時(shí)，都使用大網(wǎng)分配的公網(wǎng)DNN，SMF 將選擇長(zhǎng)春大網(wǎng)的錨點(diǎn)UPF 為客戶(hù)提供數(shù)據(jù)服務(wù)，公眾客戶(hù)終端將不能訪問(wèn)邊緣云或企業(yè)內(nèi)網(wǎng)。

3.1.3 工業(yè)邊緣云平臺(tái)建設(shè)方案

中國(guó)聯(lián)通MEC 平臺(tái)與已有工業(yè)產(chǎn)品/能力（PLC、數(shù)據(jù)采集解析、工業(yè)大數(shù)據(jù)PaaS、工業(yè)SaaS）進(jìn)行融合，構(gòu)成“新一代中國(guó)聯(lián)通5G 企業(yè)內(nèi)網(wǎng)端到端綜合解決方案”。在EdgePOD 基礎(chǔ)網(wǎng)業(yè)協(xié)同平臺(tái)基礎(chǔ)之上部署工業(yè)PaaS 能力和SaaS 應(yīng)用，通過(guò)平臺(tái)的API 網(wǎng)關(guān)為工業(yè)應(yīng)用提供能力調(diào)用，賦能工業(yè)應(yīng)用價(jià)值提升。工業(yè)邊緣云平臺(tái)架構(gòu)如圖5所示。

圖5 工業(yè)邊緣云平臺(tái)架構(gòu)圖

在本項(xiàng)目中，為一汽提供的預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)將部署于MEC 平臺(tái)，為一汽的汽車(chē)生產(chǎn)裝配等業(yè)務(wù)提供先進(jìn)的信息化支撐工具和網(wǎng)絡(luò)承載環(huán)境。

3.1.4 基于MEC的預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)

在一汽園區(qū)部署中國(guó)聯(lián)通自主研發(fā)的MEC 一體化工業(yè)邊緣云平臺(tái)（EdgePOD），基于該平臺(tái)部署了預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)。預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)通過(guò)傳感器采集、監(jiān)控一汽生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的可視化，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，基于AI 算法對(duì)設(shè)備潛在故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，針對(duì)故障定位及部件損傷程度安排備品備件，制定檢修計(jì)劃，可提前預(yù)知重大故障隱患，避免突發(fā)停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

采用“5G+邊緣計(jì)算+預(yù)測(cè)性維護(hù)”方式是實(shí)現(xiàn)一汽自動(dòng)化流水線(xiàn)的必需步驟，預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)通過(guò)先進(jìn)的5G、邊緣計(jì)算技術(shù)可以發(fā)揮最大效能。

a）傳感器數(shù)據(jù)采集過(guò)程采用邊緣計(jì)算技術(shù)預(yù)處理，防止無(wú)效數(shù)據(jù)過(guò)大，為數(shù)據(jù)中心的模型機(jī)理的建立、AI訓(xùn)練提供健康的數(shù)據(jù)來(lái)源。

b）一汽為行業(yè)龍頭企業(yè)，相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)均為企業(yè)機(jī)密，不能通過(guò)公眾網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，需要通過(guò)MEC進(jìn)行數(shù)據(jù)本地卸載，保障企業(yè)數(shù)據(jù)安全。

c）部分?jǐn)?shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)采集、判斷，通過(guò)MEC 降低數(shù)據(jù)采集和處理時(shí)延。

3.2 5G網(wǎng)絡(luò)切片方案

在一汽園區(qū)內(nèi)建設(shè)基于5G SA 網(wǎng)絡(luò)的切片，核心網(wǎng)側(cè)新建專(zhuān)用的邊緣UPF。一汽UPF 使用大區(qū)的物網(wǎng)5GC控制面。

a）整體業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方式：通過(guò)智能城域網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)承載切片，UPF和基站版本暫不支持切片商用，本次不部署，后續(xù)版本發(fā)布后再進(jìn)行升級(jí)改造。

b）邊緣UPF 配套EOR 設(shè)備使用支持切片功能的NE9000-M8 設(shè)備，可以直接配合智能城域網(wǎng)將FlexE切片落地在EOR設(shè)備上。

c）智能城域網(wǎng)采用FlexE 切片技術(shù)實(shí)現(xiàn)公眾業(yè)務(wù)和一汽業(yè)務(wù)的硬隔離，保障一汽業(yè)務(wù)的帶寬和安全性。

d）無(wú)線(xiàn)側(cè)暫時(shí)通過(guò)5QI 區(qū)分不同的業(yè)務(wù)，并保障一汽業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)和帶寬。

A企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)端到端切片組網(wǎng)圖如圖6所示。

圖6 一汽園區(qū)網(wǎng)絡(luò)端到端切片組網(wǎng)圖

3.3 無(wú)線(xiàn)側(cè)組網(wǎng)方案

結(jié)合一汽的實(shí)際業(yè)務(wù)需求，對(duì)現(xiàn)有一汽區(qū)域8 個(gè)5G NSA基站的覆蓋情況進(jìn)行摸底測(cè)試，針對(duì)覆蓋不足的區(qū)域新建基站進(jìn)行覆蓋。經(jīng)過(guò)具體測(cè)試，最終確認(rèn)需要再新建13 個(gè)宏站（SA 模式），同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的8 個(gè)NSA 宏站進(jìn)行改造，改造為SA/NSA 雙?；?，共計(jì)建設(shè)21個(gè)5G SA基站。

3.4 傳輸組網(wǎng)方案

由于本項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)在一汽集團(tuán)園區(qū)內(nèi)，該區(qū)域?yàn)橐黄忾]區(qū)域，我公司無(wú)光纜資源，為降低整體成本同時(shí)減少光纜租用數(shù)量，基站側(cè)采用BBU和RRU本端放置，項(xiàng)目整體傳輸組網(wǎng)采用每個(gè)站點(diǎn)的BBU 上行一對(duì)光纜就近匯聚至一汽區(qū)域的一個(gè)中心機(jī)房（一汽二站），以減少光纜資源的使用，在一汽二站放置3 臺(tái)智能城域網(wǎng)的MAR 設(shè)備（華為ATN980C），集中接入21個(gè)基站。

3.5 承載網(wǎng)組網(wǎng)方案

基于一汽要求數(shù)據(jù)不出一汽園區(qū)的訴求，業(yè)務(wù)的匯聚點(diǎn)也即智能城域網(wǎng)的MER 設(shè)備（華為NE9000-M8）放置在一汽區(qū)域的一汽二站機(jī)房，在本機(jī)房?jī)?nèi)和3臺(tái)MAR 設(shè)備組成1 個(gè)100G 的接入環(huán)集中承載一汽當(dāng)前及后續(xù)的基站業(yè)務(wù)，通過(guò)口子型結(jié)構(gòu)上聯(lián)至智能城域網(wǎng)的2 個(gè)核心節(jié)點(diǎn)（青島路和二樞紐），同時(shí)也通過(guò)口子型結(jié)構(gòu)和一汽邊緣UPF 的2 臺(tái)EOR 設(shè)備對(duì)接，接口采用50G 速率，以便后續(xù)擴(kuò)容同時(shí)實(shí)現(xiàn)切片業(yè)務(wù)。A企業(yè)園區(qū)承載網(wǎng)組網(wǎng)架構(gòu)如圖7所示。

圖7 一汽園區(qū)承載網(wǎng)組網(wǎng)圖

4 總結(jié)

中國(guó)聯(lián)通“5G+MEC（含UPF）+工業(yè)智能化應(yīng)用”可為工業(yè)的提質(zhì)升級(jí)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。5G 的低時(shí)延、高帶寬特性結(jié)合MEC 對(duì)業(yè)務(wù)的近端處理，為一汽汽車(chē)產(chǎn)業(yè)園區(qū)工廠基于MEC 部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)支持。通過(guò)MEC 平臺(tái)的分流模塊實(shí)現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)的本地分流，保障了企業(yè)數(shù)據(jù)的安全性和私密性。

未來(lái)基于該平臺(tái)可部署預(yù)測(cè)性維護(hù)和AR 遠(yuǎn)程協(xié)助/指導(dǎo)系統(tǒng)。預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)通過(guò)傳感器采集、監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的可視化，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，基于AI算法對(duì)設(shè)備潛在故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，針對(duì)故障定位及部件損傷程度安排備品備件，制定檢修計(jì)劃，可提前預(yù)知重大故障隱患，避免突發(fā)停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。AR 遠(yuǎn)程協(xié)助/指導(dǎo)系統(tǒng)主要用于日常維護(hù)過(guò)程的記錄、對(duì)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的遠(yuǎn)程專(zhuān)家指導(dǎo)、生產(chǎn)流程標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)指導(dǎo)、工人維修設(shè)備時(shí)的智能輔助等。

基于MEC 平臺(tái)可部署視頻監(jiān)控和巡檢機(jī)器人遠(yuǎn)程控制應(yīng)用，視頻監(jiān)控前端設(shè)備不再通過(guò)傳統(tǒng)的光纖方式進(jìn)行視頻流的回傳，而是通過(guò)更加靈活、便捷的5G無(wú)線(xiàn)接入方式進(jìn)行回傳，極大縮短了攝像頭安裝周期、避免了復(fù)雜的線(xiàn)纜布放。視頻監(jiān)控媒體流通過(guò)MEC 平臺(tái)的分流模塊實(shí)現(xiàn)了近端實(shí)時(shí)處理和遠(yuǎn)程監(jiān)控的需求。巡檢機(jī)器人搭載高清攝像頭和各類(lèi)傳感器，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)回傳實(shí)時(shí)高清巡檢畫(huà)面、設(shè)備信息、環(huán)境信息等數(shù)據(jù)，部署在MEC 平臺(tái)的系統(tǒng)通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行人臉識(shí)別、圖像識(shí)別等AI 分析，智能判斷廠區(qū)內(nèi)的人員、設(shè)備、環(huán)境等是否存在異常。對(duì)于遠(yuǎn)程控制，在廠區(qū)的中控室通過(guò)遠(yuǎn)程駕駛裝備和監(jiān)控屏實(shí)現(xiàn)橋機(jī)等設(shè)備的精準(zhǔn)移動(dòng)控制、對(duì)物料的精準(zhǔn)抓舉。對(duì)于視頻監(jiān)控，5G可以提供靈活隨需的攝像頭接入，而視頻碼流通過(guò)MEC 平臺(tái)分流至廠區(qū)中控室，滿(mǎn)足廠內(nèi)作業(yè)區(qū)的監(jiān)控和設(shè)備的控制需求。

通過(guò)5G 和MEC 滿(mǎn)足工廠數(shù)據(jù)的安全私密性要求，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、精準(zhǔn)控制，提升了企業(yè)的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)效率。借助于AR 遠(yuǎn)程維修/指導(dǎo)、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)工具降低了企業(yè)的勞動(dòng)成本、提升了生產(chǎn)維修效率。通過(guò)5G、MEC和各種智能化應(yīng)用打造全連接、自動(dòng)化、智能化的一汽汽車(chē)產(chǎn)業(yè)園區(qū)工廠。