智能工廠需要怎樣的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)？

簡單說，就是要在萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)上，讓數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部自由流動，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和決策的上通下達(dá)，幫助企業(yè)縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率并降低成本。

然而，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，對企業(yè)而言卻并非易事。

對于這些問題，武鋼通信技術(shù)有限公司總工程師陳巍崴女士深有體會。她在演講中說，寶武集團(tuán)工廠存在大量非云化設(shè)備，且協(xié)議不開放、工業(yè)連接組模不豐富，對接耗費(fèi)成本；再就是工控網(wǎng)、管理網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)多網(wǎng)并存，網(wǎng)絡(luò)安全無法有效管控。近年，寶武集團(tuán)通過對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的深入探索，綜合運(yùn)用5G、物聯(lián)網(wǎng)、Wi-F等技術(shù)實(shí)現(xiàn)人機(jī)物云全面聯(lián)接。特別是利用“5G+無線集群+WI-FI”的無線組合，解決廣覆蓋、離散分布、海量設(shè)備泛聯(lián)接問題，實(shí)現(xiàn)了海量工業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測與診斷、AR遠(yuǎn)程指導(dǎo)、作業(yè)安全AI行為分析，無人指揮鐵水運(yùn)輸以及無人駕駛起吊等場景落地。

實(shí)踐證明，工業(yè)設(shè)備IP化入網(wǎng)以及現(xiàn)有無線、有線物理通信網(wǎng)絡(luò)充分復(fù)用和混合組網(wǎng)是可行的。本次論壇期間，華為就聯(lián)合中國信通院等6所國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)及工業(yè)企業(yè)共同發(fā)布網(wǎng)絡(luò)體系強(qiáng)基展望白皮書，其中就提到，通過打造先進(jìn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)來加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展。

具體講，就是通過“工業(yè)設(shè)備網(wǎng)聯(lián)化、網(wǎng)絡(luò)接入無線化、工廠內(nèi)網(wǎng)IP化和工廠外網(wǎng)智能化”，實(shí)現(xiàn)IT與OT端到端靈活組網(wǎng)，打造萬物智聯(lián)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基座，讓數(shù)據(jù)上得去，算力下得來，上下游互通。

隨著物聯(lián)傳感類設(shè)備在工業(yè)現(xiàn)場的廣泛部署以及移動化智能工業(yè)場景應(yīng)用越來越多，生產(chǎn)IT業(yè)務(wù)云化趨勢明顯，產(chǎn)業(yè)鏈間協(xié)同也更為密切。為實(shí)現(xiàn)智能制造，進(jìn)一步深化5G、AI 以及數(shù)字孿生等技術(shù)場景的融合應(yīng)用，就要求生產(chǎn)OT場景做到網(wǎng)絡(luò)高可靠、確定性時延、故障極速修復(fù)；生產(chǎn)IT 場景做到云網(wǎng)協(xié)同，智能化“規(guī)、建、維、優(yōu)”。

數(shù)據(jù)的高效流動需要重新定義工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，需要具備實(shí)時感知工業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)實(shí)時可靠上傳。為了實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)上得去”這需要工廠生產(chǎn)設(shè)備可以聯(lián)網(wǎng)，可以通過有線、無線等方式靈活聯(lián)網(wǎng)，為了實(shí)現(xiàn)“算力下得來”，工廠的網(wǎng)絡(luò)需要 IP 化，而且需要能根據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行隔離及SLA保障。

近年，華為通過自身的智能制造實(shí)踐，依托物聯(lián)網(wǎng)關(guān)讓現(xiàn)場“啞設(shè)備”開口說話，5G + Wi-Fi 6 CPE助力工業(yè)終端剪辮子的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路，形成了領(lǐng)先的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)品和解決方案，并在制造行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

例如，馬鋼集團(tuán)生產(chǎn)業(yè)務(wù)對時延要求高，如軋鋼系統(tǒng)，要求時延 ≤6ms屬超嚴(yán)格級別，針對此，華為提供的智能IP網(wǎng)絡(luò)采用部分?jǐn)?shù)據(jù)分析系統(tǒng)邊緣化，即服務(wù)器下沉，讓超低時延業(yè)務(wù)不出生產(chǎn)執(zhí)行區(qū)；其他低時延業(yè)務(wù)（如鐵前業(yè)務(wù)），結(jié)合SRv6 SDN技術(shù)進(jìn)行確定性時延保障，可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)端到端＜20ms時延能力。

骨干網(wǎng)絡(luò)采用業(yè)界領(lǐng)先 SRv6、FlexE 網(wǎng)絡(luò)切片及 SDN技術(shù)，廠區(qū)網(wǎng)絡(luò)采用SDN架構(gòu)，構(gòu)筑了一張覆蓋全公司100G互聯(lián)的IP骨干網(wǎng)（5個主節(jié)點(diǎn)，17個匯聚節(jié)點(diǎn)），可滿足未來馬鋼5-10年業(yè)務(wù)發(fā)展訴求，為工業(yè)化信息化加速發(fā)展的馬鋼集團(tuán)業(yè)務(wù)提供了一個超寬、靈活的IP承載平臺，讓各集控系統(tǒng)上線快、成本低，能夠?yàn)榧瘓F(tuán)節(jié)省投資。

馬鋼 IP 骨干網(wǎng)需要同時承載 IT（辦公類）和 OT（生產(chǎn)類）業(yè)務(wù)，不同業(yè)務(wù)的 SLA 需求差異大，網(wǎng)絡(luò)切片功能針對不同產(chǎn)線（冷軋、鐵前、四鋼軋等）、股份制公司，通過不同的網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)行承載。

上汽寧德工廠通過與華為合作，采用華為AirEngine Wi-Fi 6 覆蓋整個工廠，做到智能工廠中工業(yè)全系統(tǒng)全要素的互聯(lián)互通，利用大數(shù)據(jù)、AI 等技術(shù)手段，基于全面互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能制造，提升整車制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和快速響應(yīng)能力，完成了汽車行業(yè)的智能化生產(chǎn)和網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同新模式創(chuàng)新。

比如運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)+回歸算法對1000+設(shè)備進(jìn)行主動式預(yù)警，降低非計(jì)劃停機(jī)時間20%。為了在線連接 500+ 工廠在制車輛，2000+ 智能終端設(shè)備，10000+ 傳感器，通過Wi-Fi 6與IoT網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)億級數(shù)據(jù)實(shí)時采集、秒級分析反饋；AGV小車自如地穿梭在車間的各個角落，無需人工幫助就能準(zhǔn)確無誤地完成各項(xiàng)任務(wù)，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)AGV 小車漫游 0 丟包，有效保障 7*24 小時穩(wěn)定運(yùn)行。通過資產(chǎn)標(biāo)簽及管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)零部件庫存信息準(zhǔn)確、透明，不管是工廠內(nèi)部的供貨安排、倉儲的精細(xì)化管理，還是物流運(yùn)輸計(jì)劃都能做到更經(jīng)濟(jì)、更高效。

最終，寧德工廠實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線節(jié)拍 60JPH（每小時生產(chǎn) 60 輛車），支持五個平臺幾十種車型的裝配，生產(chǎn)線柔性化達(dá)到國內(nèi)最高水平。

除基于Wi-Fi 6與IoT網(wǎng)絡(luò)打造先進(jìn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，華為在確保可用性和實(shí)時性的基礎(chǔ)上，為先進(jìn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建三類關(guān)鍵安全能力 ：

工信部發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計(jì)劃（2021-2023 年）》文件中頒布了“網(wǎng)絡(luò)體系強(qiáng)基計(jì)劃”，對工廠內(nèi)外網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)聯(lián)等多個網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的發(fā)展提出了明確的要求，SRv6、確定性網(wǎng)絡(luò)等新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被重點(diǎn)提及。在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)中引入“IPv6+”及未來網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)，成為夯實(shí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基座的重要手段和產(chǎn)業(yè)共識。

隨著千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的不斷加速，企業(yè)對于數(shù)據(jù)資產(chǎn)高效流動的需求將日益旺盛，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)也將在數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演愈發(fā)重要的角色。OT 與 IT 的融合，特別是計(jì)算技術(shù)的融合成為了工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與升級的重要方向 ；也可以促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和實(shí)體的全面聯(lián)接，推動服務(wù)與數(shù)據(jù)創(chuàng)新，促進(jìn)數(shù)據(jù)價值實(shí)現(xiàn)，使得實(shí)時決策成為可能。

正如華為數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品線總裁胡克文說，在智能工業(yè)時代，華為將以先進(jìn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，攜手千行百業(yè)全面打通數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效流通。