“5G+工业互联网”在工业园区建设中的应用

关键词：5G专网；工业互联网；智能园区

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2025）03-0091-02 开放科学（资源服务） 标识码（OSID） ：

0引言

“5G+工业互联网”技术全面连接人、机、物、系统，构建起全新的制造和服务体系，覆盖全产业链和全价值链。为工业及产业的数字化、网络化、智能化发展提供了新的实现途径，助力企业实现成本降低、质量提升、效率提高、绿色发展以及安全保障。

据统计，在智改数转中约60%的中小型工厂现有的网络基础设施无法满足智能制造对高带宽、低延迟、高可靠性的需求；超过70%的工厂由于设备老化或缺乏统一的数据接口标准，严重制约了信息采集。另一项针对工业园区转型的调查也指出：超过50%的工业园区与企业之间的信息交流平台不健全，且传统工业园区从规划到投入运营的平均周期比智能化园区长约30%

本文重点研究5G网络部署与混合现实共享工厂建设，创新的使用MTN承载网下沉方案搭建5G专网、混合现实共享工厂，并采用5G mMTC技术实现大规模数据采集，以打造高效智慧服务体系，促进园区智能化发展[1]。

1“5G+工业互联网”园区建设关键技术

基于园区对网络的需求、物联网设备的数量、生产设备的使用情景与混合现实技术的支持，结合5G网络现有专网形态[2]，将中国移动MTN承载网组件下沉至园区计算中心，构建园区专用网络。通过边缘UPF、MEC与MTN承载设备采用专线直连，提供延时低于10ms、拥有米级定位和QoS增强功能的5G LAN内部网络。对园区网络使用5G网络切片技术，将不同加工中心、研究所、创业公司、公共设备等划分到多个端到端、虚拟的、隔离的、按需定制的专用逻辑网络，使每个虚拟网络具备不同的功能，满足多种业务的不同网络能力需求。可以实现园区内数据不出园区，用户数据直接存储于园区计算中心，实现业务安全隔离。

在混合现实共享工厂环境中，利用5G提供的高带宽、低延迟网络，使用5G+MR技术+Unity，搭建MR 系统，使工作人员可以在MR头戴设备中实时监测精密加工设备的各项参数、查看各项指令、并根据MR辅助加工手册进行加工作业。

在园区大规模数据采集场景下，针对大量的基础抄表服务数据与环境质量、空气质量监测数据，使用5G的mMTC技术，保障数据传输的安全及稳定性；针对工业设备状态数据部署低延时的无线网络，通过连接物联网网关，解决协议众多难适配、高频低时延环节数据采集难等问题，实现对加工各环节数据的采集与传输。

园区整体应用层部署方案结合边缘计算技术，形成“云—边—端”多级架构，云侧部署综合服务平台，为园区各共享工厂与其他单位提供各类工业SaaS应用、PaaS 能力，为园区管理部门提供园区出入管理、能耗监测、安防管控等多种功能；边侧部署边缘计算服务器[3]，负责搭载各共享工厂内部署的各场景应用，同时利用现场5G 网络，实现低时延、数据不出厂等业务需求。

2“ 5G+工业互联网”园区建设

2.1 园区5G专网建设

为实现园区网络端到端、大带宽、低时延、高可靠要求，园区采用SPN切片网络，结合MEC下沉部署技术、双发选收技术、PAM4技术、切片SLA保障技术、IFIT随流检测技术，确保24小时在线[4]。

园区数据中心的建设有核心网设备机柜、承载网设备机柜，核心网设备机柜部署5GC服务器，采用基于服务接口的5G系统网络架构[5]。为了实现园区网络的灵活性、可扩展性，采用单个PDU会话可接入多个数据网络的体系结构，承载网设备机柜部署SPN一台、OTN一台。

无线网络设备机柜负责园区内两座AAU信号塔的回传信号，采用核心SPN+ITBBU 的方式，SPN、ITBBU部署在数据中心，通过光纤管线连接至室外AAU设备。

园区占地面积160万平方米，其中工业厂区面积占比63%，住宅面积占比15%，绿化面积占比21%，5G网络园区信号实测结果如表1，满足设计要求。

2.2室内与园区物联网数据采集建设

共享工厂场景是本次建设的重点，在该场景中，需要将原有各子系统根据自身特点，以不同方式接入新建的5G网络，为传统设备提供数字化能力[6]，并接入全新的智能设备（MR目镜、AGV运输小车等） [7]。共享工厂采用MEC+UPF设备下沉至边缘，部署在共享工厂机房，配合边缘服务器，支撑低时延、高带宽等不同设备的工作需求。无线方案采用边缘SPN 配合边缘ITBBU、RRU-HUB、室分pRRU模式部署无线信号覆盖。

混合现实共享工厂占地面积约合2万平方米，实测5G网络状况如表2，室内信号强度稳定在平均-64dBm，时延均小于等于1ms，上行带宽均值为343.33Mbps，下行带宽均值为76.22 Mbps，满足5G三大场景要求。

在园区的改造中，为遵循绿色工业园区的建设要求，园区新增部署了涵盖水、电、气、暖、环境空气质量等各项监测仪表[8]，建立并运行环境管理体系和能源管理体系，建立园区能源监测管理平台，同时建设并运行太阳能作为可再生能源应用设施。

2.3园区混合云服务建设

园区工业云平台包含联接管理平台、工业智能体、工业应用平台三部分[9]，通过“联接管理平台”连接产业链全场景的应用生态，并基于“制造协同平台IMC”，实现企业应用的统一入口和协同交互；提供数据全生命周期一站式开发运营平台，提供数据集成、开发、治理、服务等功能，帮助企业快速构建全局数据运营能力；预集成行业典型应用的主要ISV的产品，打通数据壁垒，使得园区企业客户可以优惠、便捷地完成基础信息化的建设。

园区与华为云合作，采用本地化私有云部署，确保本地服务的安全性与用户隐私信息；同时利用华为云提供灾备服务实现数据跨云备份与系统跨云容灾，实现私有云数据加密容灾备份、私有云部分应用云上容灾。在灾备测试中，可以实现15分钟内完成灾备切换，降低对生产的影响。

3总结和展望

本论文主要探讨了“5G+工业互联网”在智慧工业园区建设中的应用，重点研究了5G专网组网架构技术、混合现实技术、大规模物联网数据采集技术以及混合云服务技术，推动了“5G+工业互联网”在智慧工业园区中的应用与发展，为工业园区的智能化升级提供了有力的技术支持和实施方案，为未来智慧工业园区的建设提供了宝贵的参考经验。

未来“5G+工业互联网”的应用将向更深层次、更广范围拓展，园区将聚焦于经营管理与供应链管理方向，促进产业链上下游企业的紧密合作，为企业构建更优质的生态环境。