5G进入现场级工控领域的情况

典型场景：离散制造工厂网络架构含ERP、MES、SCADA、PLC和现场设备五层，PLC现场级控制场景包括C2C（如工艺AGV、EMS、机器人协同控制）和C2IO（如工具切换、随行夹具控制）等，5G在这些场景优势明显，可提升生产柔性、降低成本等。

关键价值：5G技术为智能制造提供新型基础设施，其低时延高可靠能力可满足现场级控制需求，解决现有有线和WIFI应用痛点，与新兴技术融合能创新工厂应用，推动柔性生产。

主要挑战：5G在现场级工业控制领域面临如满足不同业务需求实现一网多能、在不同工业协议下转译业务需求到通信指标、平衡业务需求与通信容量等挑战。

基于工控业务需求的应用KQI指标

通信服务可用性：受网络包级可靠性指标影响，不同工业以太网看门狗机制（如等停响应模式和周期性对发模式）对网络需求不同，可通过计算产线通信服务可用性、单向空口链路可用性和单包可靠性实现转译。

生产节拍：取决于瓶颈工岛加工耗时，受工艺设备机械运动时延、CPU执行周期、工业总线刷新周期和网络时延等影响，可通过评估瓶颈路径串行交互次数和计算无线接入对生产节拍影响进行转译。

安全Safety：安全功能至关重要，采用“黑色通道”机制，安全性由安全通信应用层协议保证，5G等传输链路通信错误可能影响可用性，可通过计算安全功能响应时间、安全看门狗和5G传输时延来转译网络需求。

控制精度：在运动控制场景下，控制精度与控制回路响应时间相关，受传感器采集周期等多因素影响，通过分析典型工艺中各环节时延可转译网络需求。

网络KPI指标定义与转译方法

网络KPI指标定义：包括RTT最大时延、平均时延、最大RTT时延抖动、最大接收包间隔抖动、丢包率和时间同步精度等，用于衡量5G网络性能。

转译方法：构建业务到网络需求转译及映射方法，形成应用KQI指标并向网络KPI指标量化转换，5G网络指标分级分档，研发转译工具集成到OT、CT平台，确保项目上线并优化业务配置。

应用案例

通信服务可用性转译：某汽车工厂EMS系统5G无线改造，计算出网络单包可靠性要求，实际配置看门狗门限CT次数为4，经验证可稳定运行。

生产节拍转译：某汽车制造产线瓶颈工岛5G改造，计算无线化对生产节拍影响，绝对影响约224ms，影响占比约0.2%，在可接受范围内。

生产安全转译：汽车焊装工艺5G改造，计算安全距离和功能响应时间变化，无线化后需调整安全距离或优化控制回路。

生产精度转译：钢铁行业电缆卷筒5G改造控制吊具精度，5G取代后控制精度影响小于1%，可满足精度要求。

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