2023工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)測(cè)試床

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)測(cè)試床目 錄工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)測(cè)試床1、海爾智能工廠基于SDN+TSN融合網(wǎng)絡(luò)測(cè)試床 32、基于大規(guī)模定制的智能+5G驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái) 103、基于開源白盒的工業(yè)互聯(lián)云專網(wǎng)綜合能力測(cè)試床 284、基于輕量化邊緣計(jì)算平臺(tái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景安全測(cè)試床 455、基于工業(yè)物聯(lián)的邊緣智能一體機(jī)INDICSEDGE8000 796、基于“AI+Dynamo”的裝配式建筑智能模型設(shè)計(jì)平臺(tái)驗(yàn)證測(cè)試床 92——PAGE101———PAGE100—海爾智能工廠基于SDN+TSN融合網(wǎng)絡(luò)測(cè)試床為了適應(yīng)工廠數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，海爾擬在新建工業(yè)園區(qū)TSN、IPv6、SDN障、安全可靠的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)場(chǎng)景下人員、設(shè)備、物料、產(chǎn)品各生產(chǎn)要素的互M2M設(shè)備監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)應(yīng)用提供支撐，并形成針對(duì)典型工業(yè)場(chǎng)景化園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的基線標(biāo)準(zhǔn)。一、關(guān)鍵詞SDN控制器，TSN網(wǎng)絡(luò)二、發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式三、合作公司該測(cè)試床由以下參與方共同建設(shè)：海爾集團(tuán)新華三技術(shù)有限公司四、測(cè)試床項(xiàng)目目標(biāo)和概述該測(cè)試床適用于制造業(yè)工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和升級(jí)改造，建成后的網(wǎng)絡(luò)能夠滿足海爾柔性制造、協(xié)同生產(chǎn)、個(gè)性化定制的業(yè)務(wù)需求。測(cè)試床的主要測(cè)試目標(biāo)包括：基于SDN技術(shù)部署工廠有線無線網(wǎng)絡(luò)，SDN控制器北向?qū)覥OSMOspine、leaf署，提升IT人員工作效率，減少人力投入。SDNTSNTSN產(chǎn)線指令信息確定性、低時(shí)延的傳輸要求。五、(一) 測(cè)試床應(yīng)用場(chǎng)景本次測(cè)試床部署在海爾新建工廠內(nèi)，測(cè)試床擬選取工廠的部分產(chǎn)線部署TSN網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)線TSN交換機(jī)通過千兆/萬(wàn)兆鏈路上行接入?yún)R聚/核心交換機(jī)，構(gòu)成整個(gè)廠區(qū)有線網(wǎng)絡(luò)。工廠廠區(qū)弱電機(jī)房部署SDN控制器和相關(guān)安全設(shè)備。(二) 測(cè)試床重點(diǎn)技術(shù)802.11AS測(cè)試全網(wǎng)TSN802.1Qbv、802.1Qbu預(yù)留帶寬資源并提供優(yōu)先保證。SDN方案組Vxlan大二層網(wǎng)絡(luò)，TSNSDN方案中的accessITIP端（攝像頭、打印機(jī)）的接入管理和流量監(jiān)控。(三) 技術(shù)創(chuàng)新性及先進(jìn)性本次測(cè)試床主要是在三個(gè)方面進(jìn)行探索：TSNTSNTSN網(wǎng)層面進(jìn)行設(shè)計(jì)，兼顧生產(chǎn)需求和部署成本，就是測(cè)試床創(chuàng)新的第一個(gè)方面。IPPC、Pad攝像頭、掃碼槍，AGVSDN引擎ASE（識(shí)別方式主要通過MacOUIDHCPHTTP文），識(shí)別終端類型后自動(dòng)下發(fā)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)策略。同時(shí)，通過終端探測(cè)系統(tǒng)EPS，實(shí)現(xiàn)對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)終端的安全掃描和精細(xì)監(jiān)控。TSNSDN會(huì)定期反饋實(shí)施過程中遇到的技術(shù)問題。(四) 測(cè)試床解決方案架構(gòu)上圖是海爾新建工廠網(wǎng)絡(luò)的整體部署架構(gòu)，測(cè)試床的重點(diǎn)在上圖左下角的產(chǎn)線TSN交換機(jī)環(huán)網(wǎng)上，根據(jù)產(chǎn)線信息點(diǎn)的點(diǎn)位情況，TSN交換機(jī)的數(shù)量、布放位置、組網(wǎng)會(huì)有微調(diào)。在廠區(qū)建設(shè)一個(gè)小型弱電機(jī)房，除了部署海爾自有的Cosmo-MES、Cosmo-SCADA等軟件外，部署SDN控制器軟件，SDN組網(wǎng)方案選擇EVPN+VxLAN的方式，核心交換機(jī)和匯聚交換機(jī)應(yīng)支持VxLAN特性。同時(shí)為了滿足廠區(qū)大量IP終端的管理需要，部署相應(yīng)的終端管理軟件。六、預(yù)期成果(一) 測(cè)試床的預(yù)期測(cè)試結(jié)果，針對(duì)測(cè)試項(xiàng)TSN200nsTSN交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)的端到端時(shí)延（7）1ms。SDNSDNIP終端的類型識(shí)別，配置自動(dòng)下發(fā)和精細(xì)監(jiān)控。SDN靈活、合理地為不同網(wǎng)絡(luò)需求的業(yè)務(wù)進(jìn)行智能選路。同時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況和流量變化，對(duì)網(wǎng)絡(luò)路徑進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，持續(xù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)流量分布，在提高網(wǎng)絡(luò)利用率的同時(shí)保障時(shí)間敏感應(yīng)用的實(shí)時(shí)性需求，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在同一網(wǎng)絡(luò)中傳輸。(二) 商業(yè)價(jià)值99.995%，產(chǎn)線接入環(huán)網(wǎng)端到端時(shí)延（7）1ms。為工廠IT運(yùn)維人員提供一套能夠快速部署和易運(yùn)維的柔性網(wǎng)絡(luò)，整網(wǎng)部署時(shí)間大大縮短，同時(shí)產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)產(chǎn)線生產(chǎn)設(shè)備的位置變動(dòng)針對(duì)場(chǎng)景的無線需求（PDA、AGV小車或是工廠不適合部有線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域，提供高效的無線覆蓋，移動(dòng)漫游時(shí)間縮30ms內(nèi)。CosmoplatRestfulAPICosmoplat的多個(gè)軟件組件可以快速對(duì)接SDN控制器，為應(yīng)用驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。(三) 經(jīng)濟(jì)效益SDNIT復(fù)工作中剝離出來，提升IT運(yùn)維人員的工作效率，減少部署或排除故障的時(shí)間。(四) 社會(huì)價(jià)值目前國(guó)內(nèi)TSN網(wǎng)絡(luò)在產(chǎn)線的部署才剛開始，需要有比較好的最佳實(shí)踐作為其他工廠的建設(shè)參考。本次測(cè)試床的價(jià)值就是探索一套性價(jià)比高的部署方案，為TSN網(wǎng)絡(luò)在國(guó)內(nèi)大規(guī)模部署提供實(shí)踐依據(jù)。七、測(cè)試床技術(shù)可行性海爾負(fù)責(zé)提供產(chǎn)線測(cè)試環(huán)境和產(chǎn)線生產(chǎn)設(shè)備，H3C負(fù)責(zé)提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和相關(guān)的SDN控制器、終端管理軟件。整個(gè)測(cè)試床方案所用到的產(chǎn)品已基本研發(fā)完成，測(cè)試環(huán)境已具備，整個(gè)測(cè)試床實(shí)施可行性較高。(一) 物理平臺(tái)序列設(shè)備名稱設(shè)備用途1服務(wù)器承載COSMO平臺(tái)對(duì)應(yīng)的MES、SCADA、WMS等軟件，同時(shí)部署SDN2TSN交換機(jī)部署于產(chǎn)線信息點(diǎn)附近的電器柜或機(jī)柜中，以兆鏈路組環(huán)網(wǎng)3核心/匯聚交換機(jī)部署于廠區(qū)機(jī)房3防火墻部署于廠區(qū)機(jī)房(二) 軟件平臺(tái)序列設(shè)備名稱設(shè)備用途1SDN控制器部署于廠區(qū)機(jī)房服務(wù)器中，實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)設(shè)備的管理運(yùn)維。2終端管理軟件部署于廠區(qū)機(jī)房服務(wù)器中，負(fù)責(zé)對(duì)廠區(qū)IP物聯(lián)終端進(jìn)行管理3工業(yè)軟件COSMOPlat-MES、COSMOPlat-SCADA、COSMOPlat-WMS等等八、和AII技術(shù)的關(guān)系(一) 與AII總體架構(gòu)的關(guān)系該測(cè)試床遵循AII發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，在海爾工廠智能工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)符合數(shù)字化工廠網(wǎng)絡(luò)需求。測(cè)試平臺(tái)將在網(wǎng)絡(luò)框架的建設(shè)過程中提供反饋，以報(bào)告的形式分享經(jīng)驗(yàn)。(二) 與已存在AII測(cè)試床的關(guān)系該測(cè)試床項(xiàng)目與之前已經(jīng)審批的測(cè)試床無任何關(guān)聯(lián)。九、交付件測(cè)試床的交付件包括：測(cè)試床項(xiàng)目計(jì)劃書測(cè)試床部署實(shí)施方案測(cè)試用例清單測(cè)試床結(jié)題報(bào)告十、測(cè)試床使用者該測(cè)試床是海爾集團(tuán)基于新建工廠的SDN+TSN工廠網(wǎng)絡(luò)部署實(shí)踐，利用TSN、SDN、IPv6需參觀訪問該測(cè)試床，可向海爾集團(tuán)提出書面申請(qǐng)，海爾集團(tuán)將在保障工廠安全生產(chǎn)與不影響自身業(yè)務(wù)的前提下，酌情接洽，開展訪問、交流事宜。十一、 知識(shí)產(chǎn)說明該測(cè)試床由海爾集團(tuán)和新華三技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)，其過程中產(chǎn)生的開發(fā)成果及其知識(shí)產(chǎn)權(quán)，包括但不限于專利申請(qǐng)權(quán)、專利權(quán)、版權(quán)、商業(yè)秘密，均歸海爾集團(tuán)和新華三技術(shù)有限公司所有。十二、 部署，作和問使用測(cè)試床部署方案如下：產(chǎn)線接入層，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信息點(diǎn)的點(diǎn)位部署工業(yè)TSN交換機(jī)，擬部署7臺(tái)以上TSN交換機(jī)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)位置組環(huán)網(wǎng)。TSN交換機(jī)萬(wàn)兆上行至生產(chǎn)匯聚交換機(jī)。安全方面，在核心交換機(jī)與生產(chǎn)匯聚交換機(jī)間部署一對(duì)防火墻，保護(hù)生產(chǎn)區(qū)域，同時(shí)將服務(wù)器區(qū)設(shè)置為防火墻DMZ區(qū)。SDNIP認(rèn)證。十三、資金本測(cè)試床項(xiàng)目所需資金約200萬(wàn)元，由海爾集團(tuán)自行籌措并展開建設(shè)。十四、 時(shí)間軸2020年1月，在海爾試點(diǎn)完成測(cè)試基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建，并部署SDN管理軟件。20203Cosmoplat臺(tái)對(duì)接測(cè)試、功能性測(cè)試等方面。20206TSN時(shí)延，與SDN202011SDN量調(diào)度，以保證工業(yè)指令的確定性傳輸。十五、 附加信息該測(cè)試床以海爾新建工廠為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)踐，可滿足多行業(yè)智能工廠需求，適用于制造業(yè)工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和升級(jí)改造?；诖笠?guī)模定制的智能+5G驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)引言/導(dǎo)讀海爾工業(yè)智能研究院將構(gòu)建全球工業(yè)智能領(lǐng)域一流資源共創(chuàng)共贏的生態(tài)系統(tǒng)，創(chuàng)造出滿足用戶最佳體驗(yàn)的領(lǐng)先產(chǎn)品與模式，在制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)方面實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)。通過整合優(yōu)勢(shì)資源、構(gòu)筑工業(yè)智能、建立技術(shù)轉(zhuǎn)化平臺(tái)、產(chǎn)業(yè)孵化平臺(tái)，海爾工業(yè)智能研究院將被建成“立足家電業(yè)、面向消費(fèi)品、輻射制造業(yè)”的互聯(lián)網(wǎng)型工業(yè)智能研究院，成為行業(yè)引領(lǐng)的共創(chuàng)共贏平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)與智能制造的基石，也正在經(jīng)歷轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)來說，工業(yè)數(shù)據(jù)和控制信號(hào)傳輸采用線纜來傳輸，但由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜多樣，移動(dòng)的設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸往往會(huì)遇到困難。以5G為代表的新一代無線網(wǎng)絡(luò)具備有線解決方案的許多優(yōu)勢(shì)，并增加了許多新的可能性，例如更高的移動(dòng)性、靈活性，更簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)管理以及更低的構(gòu)建成本，是未來工廠柔性化、數(shù)字化、智能化的重要支撐網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。為了推進(jìn)5G等無線技術(shù)的工業(yè)落地應(yīng)用，海爾工業(yè)智能研究院牽頭建設(shè)智能+5G大規(guī)模定制驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)，融合了各類先進(jìn)智能制造技術(shù)及第五代移動(dòng)通信技術(shù)，輸出5G環(huán)境下的智能制造升級(jí)解決方案，為COSMOPlat平臺(tái)提供技術(shù)能力支撐，滿足全球用戶最佳定制體驗(yàn)提出智能+5G大規(guī)模定制驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)建設(shè)規(guī)劃。一、關(guān)鍵詞大規(guī)模定制、工業(yè)智能、5G、MEC二、測(cè)試床項(xiàng)目承接主體發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式合作公司中國(guó)信息通信研究院中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)有限公司中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司中國(guó)電信集團(tuán)有限公司清華大學(xué)同濟(jì)大學(xué)杭州匯萃智能科技有限公司1項(xiàng)目合作職責(zé)三、測(cè)試床項(xiàng)目目標(biāo)1、目標(biāo)智能+5G大規(guī)模定制驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)擬在工業(yè)應(yīng)用方向推進(jìn)5G和工業(yè)智能技術(shù)的深度融合應(yīng)用，凸顯大規(guī)模定制模式的引領(lǐng)性，加快形成制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，能夠帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)系統(tǒng)技術(shù)能力提高、應(yīng)用模式普及和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。2、概述智能制造是《中國(guó)制造2025》重點(diǎn)實(shí)施工程之一，發(fā)展智能制造是推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)由大變強(qiáng)的根本途徑。新一代信息技術(shù)如人工智能、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G、MEC（Multi-accessEdgeComputing）等與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革，形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。智能+5G大規(guī)模定制驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)以家電制造行業(yè)為基礎(chǔ)，并在COSMOPlat平臺(tái)的支撐下進(jìn)行跨行業(yè)復(fù)制，萬(wàn)物互聯(lián)的智能制造無疑將為其帶來極大程度的革新。在制造業(yè)工廠內(nèi)部，傳統(tǒng)工業(yè)數(shù)據(jù)和控制信號(hào)傳輸采用線纜來傳輸，由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜多樣，設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸往往會(huì)遇到困難。以海爾為例，生產(chǎn)線聯(lián)網(wǎng)大多依賴有線電纜傳輸，不便于后期擴(kuò)展及移動(dòng)，移動(dòng)終端如掃描槍在行走過程中時(shí)常與現(xiàn)有的WiFi網(wǎng)絡(luò)斷開連接?，F(xiàn)有的WiFi方案亦難以很好的滿足大數(shù)量的終端連接。此外，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)還有以下幾個(gè)挑戰(zhàn)：柔性生產(chǎn)對(duì)制造設(shè)備的數(shù)字化和互聯(lián)互通有較高需求。隨著制造企業(yè)生產(chǎn)需求的柔性變化，工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)會(huì)新增、失效或者移動(dòng)，如何在惡劣的現(xiàn)場(chǎng)通信環(huán)境中提供高可靠性的無線連接成為一大挑戰(zhàn)，當(dāng)前制造業(yè)中設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)比例小于5%，生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)標(biāo)記比例小于3%，導(dǎo)致生產(chǎn)狀態(tài)無法實(shí)時(shí)觀察，生產(chǎn)效率無法評(píng)估，設(shè)備間的數(shù)據(jù)無法統(tǒng)計(jì)等問題。此外，生產(chǎn)線聯(lián)網(wǎng)大多依賴有線電纜傳輸，不便于后期擴(kuò)展及移動(dòng)，嚴(yán)重影響了智能制造的發(fā)展。關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的移動(dòng)性需要有安全可靠的網(wǎng)絡(luò)保障。目前很多車間采用WiFiWiFi設(shè)備的同一信道時(shí)，接入點(diǎn)就會(huì)因?yàn)檫^度部署而產(chǎn)生性能降低的情況；且WiFi連續(xù)覆蓋存在中間切換失敗、時(shí)延過大、人員密集區(qū)域無法接入上網(wǎng)等問題。穩(wěn)定性可靠性是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的基本要求，當(dāng)前制造業(yè)的無線解決方案為了滿足其要求，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜，給后續(xù)維護(hù)帶來困難。生產(chǎn)車間的網(wǎng)絡(luò)安全性要求高，當(dāng)前的WiFi無法滿足需求。目前的WiFiIPWiFiARP掃描，探測(cè)到其他上網(wǎng)設(shè)備的IP和MAC地址進(jìn)行攻擊，輕易的造成大面積斷網(wǎng)。企業(yè)的從業(yè)人員培訓(xùn)成本高，培訓(xùn)形式傳統(tǒng)，需要有新技術(shù)進(jìn)行替代。當(dāng)前制造業(yè)的從業(yè)人員普遍年輕，流動(dòng)性高，經(jīng)驗(yàn)相對(duì)匱乏，對(duì)企業(yè)而言不論是培訓(xùn)成本、或是聘用外部專家的成本都非常高。同時(shí)，企業(yè)的培訓(xùn)機(jī)制仍是傳統(tǒng)的師徒教學(xué)，生產(chǎn)過程遇到問題需要依賴于外部專家支持，不利于企業(yè)內(nèi)部沉淀自有知識(shí)庫(kù)，急需一種全新的人機(jī)對(duì)話與交互形式，滿足企業(yè)培訓(xùn)效率的提升。隨著行業(yè)的發(fā)展，機(jī)器視覺對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、實(shí)時(shí)性提出較高要求，現(xiàn)有WiFiPLC和機(jī)械手通用連接，GigEVison通信協(xié)議和新的軟件平臺(tái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、實(shí)時(shí)性提出較高要求，現(xiàn)有WIFI網(wǎng)絡(luò)對(duì)于支持高幀圖像分析在速度和時(shí)延方面略顯不足，對(duì)自動(dòng)化專用傳輸協(xié)議依賴的網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性無法滿足；有線傳輸則在工廠布線、傳輸距離、日常維護(hù)方面有較大壁壘。5G網(wǎng)絡(luò)相比以前的有線網(wǎng)絡(luò)、WIFI4G高的移動(dòng)性、靈活性，更簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)管理以及更低的構(gòu)建成本。作為新一代無線通信技術(shù)，5G無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求，其具備的高帶寬、低延時(shí)的特性，能更好的滿足工業(yè)環(huán)境下的設(shè)備互聯(lián)和遠(yuǎn)程交互等廠內(nèi)應(yīng)用需求，并且為MEC了更好的網(wǎng)絡(luò)支持，為企業(yè)構(gòu)建統(tǒng)一的無線網(wǎng)絡(luò)提供了可能。智能+5G大規(guī)模定制驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)以“應(yīng)用落地”為目標(biāo)，結(jié)合企業(yè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)痛點(diǎn)和創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，運(yùn)用5G+MEC為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、AR、機(jī)器視覺等新技術(shù)能力為客戶提供以定制、交互、柔性制造模式為核心的驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)。同時(shí)，該平臺(tái)可以在家電制造行業(yè)及更多的制造企業(yè)進(jìn)行快速?gòu)?fù)制和推廣，推進(jìn)制造業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型，以柔性化、定制化和智能化生產(chǎn)模式滿足更廣闊市場(chǎng)需求。四、測(cè)試床方案架構(gòu)測(cè)試床架構(gòu)測(cè)試床遵循AII總體架構(gòu)進(jìn)行搭建，重點(diǎn)測(cè)試5G技術(shù)和工業(yè)智能的融合應(yīng)用。測(cè)試床方案

圖2解決方案架構(gòu)5G+MECAR5G智慧工廠整體解決方案和產(chǎn)品能力。以下從網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層分別介紹測(cè)試床，網(wǎng)絡(luò)層5G網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)，滿足生產(chǎn)設(shè)備/移動(dòng)終端的高可靠性連接要求。1）本項(xiàng)目中，5G提供比現(xiàn)有WIFI更廣覆蓋范圍的無線連接服務(wù)。WIFI的室內(nèi)覆蓋范圍只有20-50米，5G可以提供3倍的覆蓋范圍。2）5GWiFi25倍，再多設(shè)備連接時(shí)，也不存在類似WIFI的同頻干擾問題。3）在不同基站間的切換時(shí)延小于50ms，0丟包，以往WIFI連接中經(jīng)常掉線的現(xiàn)象已經(jīng)徹底解決。4）5G連接的終端與網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行采用雙向認(rèn)證，整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程中使用IPSEC，HTTPS等協(xié)議保障網(wǎng)元間連接安全，有效防止網(wǎng)絡(luò)攻擊保護(hù)數(shù)據(jù)安全。平臺(tái)層基于G邊緣計(jì)算（MC）打造“虛擬G產(chǎn)數(shù)據(jù)安全。MEC5G網(wǎng)絡(luò)新增加的一個(gè)重要功能，可以將生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的傳輸范圍控制在企業(yè)工廠內(nèi)，滿足生產(chǎn)數(shù)據(jù)安全性要求。本項(xiàng)目的5GMEC5G1）通過MEC的本地分流功能和新增單獨(dú)的APN，從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)在工廠內(nèi)卸載不出園區(qū)，確保數(shù)據(jù)安全。2）5GMEC服務(wù)器為工廠提供靈活的計(jì)算能力。生產(chǎn)應(yīng)用APP可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需要，通過MEP平臺(tái)直接調(diào)用MEC的強(qiáng)計(jì)算、AI等能力滿足自己對(duì)硬件服務(wù)器的要求，從而替代本地服務(wù)器。由于MEC距離終端或信息源非常近，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)用戶請(qǐng)求的時(shí)延大大減小，滿足各種創(chuàng)新應(yīng)用對(duì)低時(shí)延和大帶寬的要求。MEC輸網(wǎng)和核心網(wǎng)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。MECID以及與用戶位置相關(guān)的信息，為各種生產(chǎn)應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)開發(fā)能力，極大地改善用戶的服務(wù)質(zhì)量體驗(yàn)。應(yīng)用層（1）5G賦能AR技術(shù)在工廠應(yīng)用在5G網(wǎng)絡(luò)的支撐下，本項(xiàng)目在海爾打造一個(gè)覆蓋設(shè)計(jì)、巡檢、維修、培訓(xùn)等制造流程及工業(yè)園區(qū)安全管理的AR應(yīng)用平臺(tái)。在5G低時(shí)延、大帶寬、廣連接的助力下，AR的計(jì)算能力將不再限制于本地設(shè)備，極大地遷移到云端，算力明顯提升。同時(shí)，在工廠應(yīng)用時(shí)，5G將支持AR大規(guī)模傳輸三維信息，滿足遠(yuǎn)程協(xié)作低時(shí)延的急迫需求。以往使用AR應(yīng)用容易產(chǎn)生眩暈感的情況將被改善，5G的低時(shí)延特性將極大提升AR的使用感受。同時(shí)，AR以提升人的感知能力、認(rèn)知能力與執(zhí)行能力為核心，將新一代的信息技術(shù)與制造業(yè)場(chǎng)景深度融合，實(shí)現(xiàn)降本增效，助力企業(yè)生產(chǎn)管理的精益化、信息化改革。AR平臺(tái)功能包括以下幾個(gè)部分：5GAR計(jì)、車間AR可視化管理、AR遠(yuǎn)程專家協(xié)作。5GAR訓(xùn)由兩部分培訓(xùn)內(nèi)容組成，分別是系統(tǒng)零件識(shí)別，與系統(tǒng)模塊組織培訓(xùn)。AR工操作培訓(xùn)可提升員工培訓(xùn)效率，降低培訓(xùn)成本，同時(shí)減少質(zhì)量問題出現(xiàn)的頻次。AR5G內(nèi)海爾員工的內(nèi)部管理。搭建園區(qū)的員工信息管理后臺(tái)，園區(qū)的管理人員佩戴AR內(nèi)是否有外來人員，第一時(shí)間進(jìn)行問詢，保證園區(qū)的安全管理。（2）5G助力機(jī)器視覺在工業(yè)檢測(cè)應(yīng)用工業(yè)園區(qū)5G網(wǎng)絡(luò)的部署實(shí)現(xiàn)，提供了寬管道、實(shí)時(shí)性高傳輸路徑，保證工業(yè)相機(jī)、視覺處理器、PLC、機(jī)械手具備無線連接條件。實(shí)現(xiàn)助力工廠全線自動(dòng)化改造，降低企業(yè)成本，提供產(chǎn)品質(zhì)量。5G網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以移代固。將視覺系統(tǒng)單元配置為無線傳輸，替代傳統(tǒng)有線連接方式，圖像采集可自由分布于多個(gè)工位，共享圖像處理單元，實(shí)現(xiàn)高速，低成本自動(dòng)化檢測(cè)生產(chǎn)線。5G虛擬專網(wǎng)和萬(wàn)物互聯(lián)部署，機(jī)器視覺系統(tǒng)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能。依托5G高速率、大連接特性，不用進(jìn)車間即可通過移動(dòng)終端和便攜終端MES系統(tǒng)，獲取視覺檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)（故障原因，生產(chǎn)報(bào)表（生產(chǎn)數(shù)量，生產(chǎn)良品率，方便工廠設(shè)備管理人員、技術(shù)人員對(duì)視覺檢測(cè)系統(tǒng)提出參數(shù)優(yōu)化方案（如公差控制，檢測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)控制、生產(chǎn)設(shè)備提出整改優(yōu)化方案（如生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化，工作環(huán)境優(yōu)化。智能+5G大規(guī)模定制驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)顛覆傳統(tǒng)制造模式，以用戶為中心，體現(xiàn)智能產(chǎn)品-智能生產(chǎn)-智能服務(wù)的互聯(lián)工廠模式的測(cè)試平臺(tái)，能夠踐行全球引領(lǐng)的大規(guī)模個(gè)性化定制模式，具有高精度和高效率特點(diǎn)，并承載全流程、全價(jià)值鏈和產(chǎn)品全生命周期的展示功能。驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)同時(shí)是自適應(yīng)高柔性生產(chǎn)線，根據(jù)用戶定制信息，可快速換產(chǎn)，生產(chǎn)冰箱和洗衣機(jī)等模型產(chǎn)品，具備智能產(chǎn)品全過程互聯(lián)技術(shù)、智能生產(chǎn)相關(guān)軟硬件供應(yīng)鏈上下游集成技術(shù)和智能服務(wù)全過程貫通技術(shù)和能力。方案自主研發(fā)性、創(chuàng)新性及先進(jìn)性1、技術(shù)創(chuàng)新性以解決工業(yè)痛點(diǎn)滿足行業(yè)需求為目標(biāo)，將5G技術(shù)定義的三大特性與實(shí)際工業(yè)場(chǎng)景相結(jié)合，滿足和解決工業(yè)環(huán)境下的設(shè)備互聯(lián)和遠(yuǎn)程交互應(yīng)用需求，為企業(yè)構(gòu)建統(tǒng)一的無線網(wǎng)絡(luò)提供了可能。試驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，解決了目前各項(xiàng)技術(shù)不統(tǒng)一的問題；5GAR、機(jī)器視覺、AGV模塊化、柔性化、定制化的測(cè)試場(chǎng)景；,這對(duì)于推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施以及智能制造的深化轉(zhuǎn)型有著積極的意義。2、商業(yè)模式創(chuàng)新性2CMEC源進(jìn)行收費(fèi)；5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)；實(shí)現(xiàn)端邊云協(xié)同互操作，應(yīng)用及核心算法上云，實(shí)現(xiàn)降本增效。3、應(yīng)用創(chuàng)新性智能+5G5GMEC邊緣計(jì)算能力為智研院和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)提供一個(gè)虛擬無線專網(wǎng)，從終端到網(wǎng)絡(luò)接入、工業(yè)園區(qū)的應(yīng)用等可以實(shí)現(xiàn)端到端的安全和高可靠性。同時(shí)，MEC平臺(tái)為AR/VR、機(jī)器視覺等業(yè)務(wù)場(chǎng)景提供可擴(kuò)展的計(jì)算能力，AI分析能力等.在不需要增加硬件的情況下，靈活的調(diào)整各種能力，滿足企業(yè)應(yīng)用快速部署。整體項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在下面幾點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)連接可靠：5GWIFI需求設(shè)置，移動(dòng)終端切換基站或網(wǎng)關(guān)接入，用戶持續(xù)在線，業(yè)務(wù)不中斷。網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)好：企業(yè)業(yè)務(wù)本地分流至內(nèi)部服務(wù)器，不經(jīng)過移動(dòng)核心網(wǎng)，降低傳輸時(shí)延，滿足企業(yè)人與人、人機(jī)之間網(wǎng)絡(luò)通信低時(shí)延、大帶寬的業(yè)務(wù)需求。安全性高：基于運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)，接入、傳輸均采用標(biāo)準(zhǔn)加密協(xié)議，保密性高，企業(yè)專網(wǎng)業(yè)務(wù)與大網(wǎng)傳輸相隔離，不經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)，保證企業(yè)數(shù)據(jù)的安全和專用性。極簡(jiǎn)部署：5GMEC平臺(tái)滿足企業(yè)應(yīng)用快速部署。根據(jù)園區(qū)的本地應(yīng)用需求，以往部署一個(gè)應(yīng)用需要添加高性能服務(wù)器、部署人工、協(xié)調(diào)電源、機(jī)房等一般在30天-605GSIMMEC2天。極簡(jiǎn)運(yùn)維：生產(chǎn)設(shè)備通過5G連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，可遠(yuǎn)程輕松訪問車間產(chǎn)線數(shù)據(jù)，設(shè)備運(yùn)維狀況，原材料品質(zhì)，產(chǎn)品良品率等，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中運(yùn)維、集中管控，降低服務(wù)費(fèi)用。先進(jìn)性：1、作為新一代無線通信技術(shù)，5G技術(shù)的迅猛發(fā)展正好切合了傳統(tǒng)制造企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求。2、從行業(yè)來看，5G技術(shù)定義的三大場(chǎng)景不但覆蓋了高帶寬、低延時(shí)等傳統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景，而且還能滿足工業(yè)環(huán)境下的設(shè)備互聯(lián)和遠(yuǎn)程交互應(yīng)用需求，這種廣域網(wǎng)全覆蓋的特點(diǎn)為企業(yè)構(gòu)建統(tǒng)一的無線網(wǎng)絡(luò)提供了可能。3、5G技術(shù)的發(fā)展可以幫助制造企業(yè)擺脫以往無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)較為混亂的應(yīng)用狀態(tài),這對(duì)于推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施以及智能制造的深化轉(zhuǎn)型有著積極的意義。4、智能+5G大規(guī)模定制驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)在應(yīng)用場(chǎng)景方面的先進(jìn)性體現(xiàn)在：智能+5G+AR的應(yīng)用AR應(yīng)用的人臉、物體等目標(biāo)識(shí)別與檢測(cè)、模型渲染、3D數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙ぷ鹘Y(jié)合G邊緣計(jì)算（MC，在保障生產(chǎn)制造的安全性同時(shí)，借用邊緣計(jì)算能力AR終端設(shè)備計(jì)算力加強(qiáng)，使用“AR工業(yè)工具”的工作人員體驗(yàn)得到優(yōu)化，工作效率得以明顯提升，降低了企業(yè)的人力成本、資源成本，促進(jìn)向智能制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)。智能+5G+機(jī)器視覺的應(yīng)用機(jī)器視覺將單機(jī)系統(tǒng)分解為分布檢測(cè)系統(tǒng)，可多個(gè)工位遠(yuǎn)距離共享計(jì)算單元，為企業(yè)安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，從繁瑣電氣布線到無線連接，降低日常維護(hù)投入和物理?yè)p耗。如當(dāng)前機(jī)械手抓取，一方面，在布線距離上有限制，需要使用特殊網(wǎng)線，長(zhǎng)時(shí)間隨動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后易磨損，跟換135G部署，從視覺部署應(yīng)用而言，可降低前期投入和運(yùn)維成本。同時(shí)，在工業(yè)園區(qū)可遠(yuǎn)程輕松訪問車間產(chǎn)線數(shù)據(jù)，設(shè)備運(yùn)維狀況，原材料品質(zhì)，產(chǎn)品良品率等。工程師可在辦公室完成參數(shù)配置，工藝參數(shù)調(diào)整，公差控制。視覺系統(tǒng)輕量化，從每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)需單獨(dú)配置的視覺處理器，到共享計(jì)40%67法可在云端訓(xùn)練并更新、下發(fā)到處理端的算法庫(kù)，并進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)維。五、測(cè)試床預(yù)期成果測(cè)試床的預(yù)期可量化實(shí)施結(jié)果智能+5G大規(guī)模定制驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)的建設(shè)應(yīng)用，為企業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用提供了先行先試的平臺(tái)，降低了企業(yè)技術(shù)升級(jí)的試錯(cuò)成本和門檻。結(jié)合之前的粗放式技術(shù)升級(jí)，經(jīng)智能+5G大規(guī)模定制驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)測(cè)試驗(yàn)證后的技術(shù)升級(jí)，可以為工廠節(jié)約35%以上的升級(jí)成本。對(duì)比之前的智能化升級(jí)，5G出現(xiàn)后，解決了企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程在云端部署的難題。在將來的智能工廠中，低時(shí)延高可靠的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅能極大提高工廠內(nèi)生產(chǎn)效率，更能高效滿足企業(yè)對(duì)工廠現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)管理需求。5G網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)便捷的部署方式以及高可靠低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)特性將成為未來智能工廠的首選無線通信技術(shù)，并且在網(wǎng)絡(luò)部署成本上有大幅度的降低。以機(jī)器視覺為例，通過機(jī)器視覺+5G+MEC5G取代有線千兆網(wǎng)傳輸，打破了有線傳輸有效距離近的限制，為實(shí)現(xiàn)算法處理層從設(shè)備端上升到邊緣端打通了傳輸路徑，算法處理統(tǒng)一規(guī)劃到MEC根據(jù)工廠的實(shí)際的處理量統(tǒng)一配置計(jì)算能力。該方案實(shí)現(xiàn)設(shè)備端輕量化，產(chǎn)線機(jī)器視覺應(yīng)用點(diǎn)只保留工業(yè)相機(jī)，取消單獨(dú)的工控機(jī)，工廠或園區(qū)統(tǒng)一部署MEC，總體方案降低布線成本、硬件及算力浪費(fèi)，便于統(tǒng)一運(yùn)維及算法的更新迭代。海爾的家電生產(chǎn)工廠中，工廠機(jī)器視覺應(yīng)用量大，合計(jì)工廠約100+454-51臺(tái)工控機(jī)。按一套工控機(jī)（法）100.02萬(wàn)計(jì)算，一個(gè)工廠的算力、布線成本：4*5*（10+5*0.02）=202萬(wàn)，全部工廠的成本：202*100=20200萬(wàn)。再以5G+AR應(yīng)用為例，加入AR體驗(yàn)，不僅豐富了企業(yè)培訓(xùn)的方式與形態(tài)，同時(shí)與云計(jì)算打通，降低AR眼鏡的成本，通過云渲染可以將AR眼鏡的渲染部分去除，降低成本25%以上。畫面清晰度提升60%。AR5GMEC和高精度圖像顯示的前提下，降低了對(duì)ARARAR70~80%。從而解決了當(dāng)前AR市場(chǎng)的功耗大待機(jī)時(shí)間端、圖像不清晰等問題。為AR在工業(yè)中的普及提供了基本條件。AR50010%60031800人天，換算為60500030萬(wàn)/2%的每601055*5000*12月=30萬(wàn)/年。后續(xù)推廣到其35*30萬(wàn)=1140萬(wàn)。測(cè)試床的商業(yè)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)效益5G應(yīng)用的解決方案和軟硬件產(chǎn)品對(duì)外復(fù)制驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)，形成模塊化產(chǎn)品85%20倍60%30%測(cè)試床的社會(huì)價(jià)值2019的漢諾威工博會(huì)上，海爾發(fā)布全球首創(chuàng)智能+5G大規(guī)模定制驗(yàn)證平COSMOPlat后認(rèn)為，COSMOPlat是現(xiàn)有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中唯一物聯(lián)網(wǎng)概念已經(jīng)進(jìn)入實(shí)操階段，并且取得成果的平臺(tái)。也就是說，海爾的技術(shù)能力又上升了一個(gè)大臺(tái)階，并處于世界領(lǐng)先地位。圖5專家高度認(rèn)可從國(guó)家層面來說，工業(yè)制造業(yè)作為我國(guó)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的壓艙石，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的發(fā)展受到國(guó)家政策的高度支持。2017聯(lián)網(wǎng)+2019年初《政府工作報(bào)告》指出，要堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展，培育壯大新動(dòng)能，打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，拓展“智能+從產(chǎn)業(yè)層面來說，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)向智能制造產(chǎn)業(yè)的高速滲透和融合，5G技術(shù)低延時(shí)、高可靠、高密度鏈接的網(wǎng)絡(luò)特性將為制造業(yè)提供更為強(qiáng)大的通信能力，將為制造業(yè)帶來全新的變革和機(jī)遇：制造業(yè)正逐漸走向服務(wù)化。企業(yè)正在從基于銷售“盒子”的有形產(chǎn)品5G行為數(shù)據(jù)，企業(yè)基于此大數(shù)據(jù)分析獲取消費(fèi)者使用習(xí)慣、消費(fèi)新需求，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)營(yíng)銷和再次銷售。5G的廣覆蓋、多連接，工業(yè)設(shè)備和物流裝備在采購(gòu)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流等環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，讓設(shè)備賦能數(shù)字化，可以被系統(tǒng)精確的識(shí)別、協(xié)調(diào)和管理。80%的企業(yè)沒有實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。5G的大帶寬MEC的數(shù)據(jù)不出園區(qū)，企業(yè)逐步可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)生產(chǎn)、精準(zhǔn)供應(yīng)、最終提高生產(chǎn)效率，從而推動(dòng)企業(yè)的數(shù)字化進(jìn)展。動(dòng)下的大規(guī)模定制模式，降低后市場(chǎng)維護(hù)成本，大幅提高海爾的口碑，提升海爾品牌形象，創(chuàng)造企業(yè)價(jià)值，加速海爾戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐。同時(shí)對(duì)于生態(tài)圈內(nèi)的企業(yè)也可以實(shí)現(xiàn)賦能，資源共享，從而達(dá)到降低壞件率、降低資源浪費(fèi)、提高整體生產(chǎn)效率的目的。六、測(cè)試床成果驗(yàn)證測(cè)試床成果驗(yàn)證計(jì)劃本項(xiàng)目第一階段重點(diǎn)落地AR應(yīng)用和機(jī)器視覺應(yīng)用。后續(xù)階段還會(huì)將AGV、視頻安防、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字仿真等重點(diǎn)應(yīng)用與5G結(jié)合，通過智能+5G技術(shù)支撐互聯(lián)工廠，真正實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率、制造成本、不入庫(kù)率等產(chǎn)能指標(biāo)的極大優(yōu)化，搭建跨界融合、生態(tài)共贏、技術(shù)迭代的創(chuàng)新體系，全面賦能網(wǎng)器交互、設(shè)計(jì)、體驗(yàn)、預(yù)售、制造、迭代等生態(tài)場(chǎng)景。同時(shí)，當(dāng)前5GR16的標(biāo)準(zhǔn)還未凍結(jié)，隨著5G標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展演進(jìn)，該項(xiàng)目也會(huì)持續(xù)迭代更新：（1）5G模組集成后的應(yīng)用落地目前的測(cè)試采用CPE等方式接入5G，應(yīng)用5G模組集成后測(cè)試效率和結(jié)果會(huì)得到顯著改善；單點(diǎn)應(yīng)用向“集群”轉(zhuǎn)移目前測(cè)試都是完成單點(diǎn)驗(yàn)證，隨著5GSA標(biāo)準(zhǔn)的確定，SA網(wǎng)絡(luò)的成熟，我們將逐步從單點(diǎn)向“集群”轉(zhuǎn)移，以達(dá)到實(shí)際工業(yè)需求的多點(diǎn)接入；繼續(xù)堅(jiān)持開放性平臺(tái)的目標(biāo)是加快形成制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，能夠帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)系統(tǒng)技術(shù)能力提高、應(yīng)用模式普及和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。繼續(xù)深化融合，將各種新技術(shù)和各行各業(yè)的需求融合進(jìn)來。（4）5G網(wǎng)絡(luò)安全方面隨工廠面向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化快速發(fā)展，工廠數(shù)據(jù)的安全性和私密性成為用戶最關(guān)心的問題之一，5G具有邏輯隔離和物理隔離兩種方案，5G網(wǎng)絡(luò)采用端到端網(wǎng)絡(luò)切片方式為工廠數(shù)據(jù)分配專屬資源，放棄其他類型用戶訪問，保護(hù)數(shù)據(jù)安全；對(duì)于數(shù)據(jù)安全要求5G5G核心網(wǎng)，直接傳送至工廠私有云，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不出工廠園區(qū)，保護(hù)數(shù)據(jù)安全和私密性；對(duì)于安全性要求極高的航空、電力等關(guān)鍵行業(yè)和設(shè)施，可采用新建行業(yè)專網(wǎng)方式，使得運(yùn)行、生產(chǎn)數(shù)據(jù)閉環(huán)流轉(zhuǎn)，確保數(shù)據(jù)安全。測(cè)試床成果驗(yàn)證方案測(cè)試床以解決解決各產(chǎn)業(yè)共性問題為目標(biāo)，測(cè)試床輸出多項(xiàng)5G應(yīng)用解決方案，并在行業(yè)有成熟應(yīng)用，同時(shí)交付相關(guān)專利軟著和測(cè)試報(bào)告；平臺(tái)測(cè)試的7類技術(shù)在工廠落地25個(gè)場(chǎng)景，所有5G技術(shù)通過平臺(tái)的測(cè)試驗(yàn)證，能夠大幅提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；5G實(shí)驗(yàn)基地5G實(shí)驗(yàn)基地，5GAR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與VR虛擬現(xiàn)實(shí)融合5G實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)在車間5G實(shí)驗(yàn)基地測(cè)試、模擬工廠，在此5GAR/VR,5G機(jī)器視覺，5G8K視頻傳輸，5G應(yīng)用于機(jī)器人控制，5G應(yīng)用于安防，5G應(yīng)用于遠(yuǎn)程維修，5G應(yīng)用于工廠大數(shù)據(jù)等，驗(yàn)證合格應(yīng)用于工廠。實(shí)施智能視覺檢測(cè)項(xiàng)目5G+MEC的視覺云臺(tái)，工廠已經(jīng)落地的主要項(xiàng)目有箱體外觀檢測(cè)、整機(jī)外觀檢測(cè)、VIPVIP檢測(cè)項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先視覺檢測(cè)5GMEC據(jù)進(jìn)行分析，箱體外觀檢測(cè)包括三個(gè)方面，a.箱體側(cè)板檢測(cè)，通過藍(lán)光視覺檢5G技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集到云平臺(tái)進(jìn)行分析，b.3D3D3D10項(xiàng)，分析冰箱的尺寸，c.寸的可靠性，通過5G傳輸?shù)揭曈X云平臺(tái)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)控制整機(jī)視覺檢測(cè)項(xiàng)目2個(gè)方面，a.5G臺(tái)進(jìn)行分析，b.整機(jī)的正面檢測(cè)，主要有門體的安裝配合尺寸，門體是否有劃傷等缺陷，通過數(shù)據(jù)積累，實(shí)現(xiàn)智能判斷決策。5G技術(shù)的安防管理平臺(tái)為了加強(qiáng)工廠的安全管控，尤其是對(duì)人員的管控，利用5G技術(shù)，將安防管MECAR\Pad等設(shè)備完成安防人臉識(shí)別或工夫識(shí)別等，對(duì)車間內(nèi)人員，包含內(nèi)、外、不明人員，可迅速發(fā)現(xiàn)可以人員，預(yù)警報(bào)警。另外也可自動(dòng)識(shí)別安全帽佩戴，異常報(bào)警提示。5G的AR遠(yuǎn)程協(xié)作系統(tǒng)5G應(yīng)用于AR遠(yuǎn)程協(xié)作維修，在線共享專家，出現(xiàn)設(shè)備問題后，連線專家快速處理，與國(guó)外共同討論關(guān)鍵設(shè)備問題，節(jié)省出差費(fèi)用，節(jié)省時(shí)間成本，真正實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員和專家的“零距離”溝通。七、測(cè)試床成果交付測(cè)試床可復(fù)制性5GMEC樣板在海爾的工廠的應(yīng)用場(chǎng)景不斷增加，技術(shù)模塊的可移植性不斷增強(qiáng)，這給海爾的全球戰(zhàn)略帶來了歷史性變革，同時(shí)也為中國(guó)加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能同實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合提供了可復(fù)制的“海爾模式”。5G建設(shè)，5G生態(tài)5G5G的規(guī)模推廣不會(huì)存在問題。從支持無線的生產(chǎn)設(shè)備情況來看，根據(jù)業(yè)界調(diào)查機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，未來無線通信連接會(huì)快速增長(zhǎng)，特別是隨著5G模組的陸續(xù)上市，各種支持無線連接的生產(chǎn)設(shè)備會(huì)有一個(gè)爆發(fā)式發(fā)展。因此，該項(xiàng)目所展示的“智能+5G”必將體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮出靈活多變、個(gè)性化定制的特點(diǎn)。目前項(xiàng)目的實(shí)施過程中，以“模塊化、柔性化、定制化”的特點(diǎn)為根基，可復(fù)制性、可移植性為導(dǎo)向。逐步拓展不同應(yīng)用領(lǐng)域，目前已在家電、模具、建陶、化工等領(lǐng)域已開始部署應(yīng)用，由傳統(tǒng)提供單一網(wǎng)絡(luò)能力，逐步向平臺(tái)化管理、一體化方案、生態(tài)化發(fā)展的方向轉(zhuǎn)變，向垂直行業(yè)客戶提供整體解決方案。隨著人工被機(jī)器取代，服務(wù)方式也發(fā)生了變化。服務(wù)方式由原來的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)可以實(shí)現(xiàn)在線服務(wù)，遠(yuǎn)程指導(dǎo)服務(wù)等。同時(shí)，AR及視覺檢測(cè)等應(yīng)用助力企業(yè)為客戶提供定制、交互、柔性的產(chǎn)品+服務(wù)。測(cè)試床開放性1、技術(shù)開放性終端接入5G網(wǎng)絡(luò)：5G+5G5GCPE5G網(wǎng)絡(luò)的終端。后期新增設(shè)備可隨時(shí)、簡(jiǎn)便的接入，新業(yè)務(wù)新場(chǎng)景接入對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)影響小。平臺(tái)開放性：MECWINS/Linux等多種操作系統(tǒng)，軟件等可部署在MEC計(jì)劃開放性：2020年Q15G模組的場(chǎng)景驗(yàn)證測(cè)試。2、生態(tài)開放性測(cè)試床的目標(biāo)是加快形成制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，能夠帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)系統(tǒng)技術(shù)能力提高、應(yīng)用模式普及和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。繼續(xù)深化融合，將各種新技術(shù)和各行各業(yè)的需求融合進(jìn)來八、其他信息測(cè)試床使用者海爾集團(tuán)以及各產(chǎn)業(yè)，并將成熟方案對(duì)外推廣。測(cè)試床知識(shí)產(chǎn)權(quán)說明青島海爾工業(yè)智能研究院有限公司對(duì)該測(cè)試床的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)以及使用擁有產(chǎn)權(quán)及相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。測(cè)試床運(yùn)營(yíng)及訪問使用驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)目前已經(jīng)大規(guī)模定制示范線的建設(shè)，可以通過電話和郵件預(yù)約的方式來進(jìn)行工業(yè)智能相關(guān)技術(shù)驗(yàn)證測(cè)試，5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境已建設(shè)完成，場(chǎng)景測(cè)試進(jìn)行中。測(cè)試床資金預(yù)估資金850萬(wàn)元，自籌測(cè)試床時(shí)間軸建設(shè)期2019H15G測(cè)試基站聯(lián)合建設(shè)，大規(guī)模定制示范線升級(jí)應(yīng)用期2019~2020已規(guī)劃和擴(kuò)展測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試，輸出測(cè)試報(bào)告和技術(shù)應(yīng)用白皮書推廣期2021向跨行業(yè)、跨領(lǐng)域推廣技術(shù)測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)和大規(guī)模定制模式附加信息【請(qǐng)列出其他有價(jià)值的信息以便委員會(huì)更好的對(duì)測(cè)試床提案申請(qǐng)進(jìn)行評(píng)估和決策，如可應(yīng)用復(fù)制的行業(yè)等。】基于開源白盒的工業(yè)互聯(lián)云專網(wǎng)綜合能力測(cè)試床引言/導(dǎo)讀在未來網(wǎng)絡(luò)的研究與發(fā)展進(jìn)程中，開源軟件起到了巨大的作用。開源軟件以快速迭代、開放、靈活可定制等特性受到了廣大研究人員的青睞，具有很強(qiáng)的前瞻性。在信息網(wǎng)絡(luò)的研究中，開源軟件涉及從單個(gè)設(shè)備的軟件實(shí)現(xiàn)到平臺(tái)CUBENet集成驗(yàn)證平臺(tái)研發(fā)》基礎(chǔ)上升級(jí)完成最新版開源開放CUBE-Platform2018年MWCSONFM-CORD項(xiàng)目的電信邊緣云能力服務(wù)系統(tǒng)，遵循Apache2.0相關(guān)協(xié)議，是國(guó)內(nèi)首個(gè)基于M-CORD架構(gòu)部署的開源平臺(tái)項(xiàng)目，也是網(wǎng)研院在云計(jì)算領(lǐng)域首批獲得著作權(quán)的軟件產(chǎn)品，更是中國(guó)聯(lián)通在網(wǎng)絡(luò)開源研究領(lǐng)域軟件研發(fā)的重要成果。一、關(guān)鍵詞開源、白盒、行業(yè)專網(wǎng)、邊緣云二、測(cè)試床項(xiàng)目承接主體發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式合作公司北京博上網(wǎng)絡(luò)科技有限公司中科諾維（北京）科技有限公司三、測(cè)試床項(xiàng)目目標(biāo)運(yùn)營(yíng)商方面，伴隨云計(jì)算、SDN、NFV等技術(shù)興起，國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商都相繼提出中遠(yuǎn)期網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的戰(zhàn)略目標(biāo)，一方面是想借助新技術(shù)產(chǎn)生新的業(yè)務(wù)模式，積OTT服務(wù)對(duì)電信傳統(tǒng)業(yè)務(wù)造成的強(qiáng)力沖擊。另一方面希望依托新技術(shù)構(gòu)建新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，努力擺脫多年形成的僵化網(wǎng)絡(luò)對(duì)自身運(yùn)維效率提升帶來的巨大阻礙。ONF（OpenNetworkingFoundation）開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)是2011SDN、NFV等方式圍繞網(wǎng)絡(luò)軟硬件解耦、白盒設(shè)備、開源軟件和軟件定義標(biāo)準(zhǔn)來構(gòu)建解決方案，進(jìn)而推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)模式的轉(zhuǎn)型，幫助整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)大幅降低CapexOpex5GIT/互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的技術(shù)思路/營(yíng)商的技術(shù)、商業(yè)、管理、運(yùn)維等問題。用開源軟件和白盒硬件來構(gòu)建技術(shù)模塊，用通用的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模來降低成本。中國(guó)聯(lián)通于2016CORD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”，也是意在整合傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商、CORD制造商、芯片廠商、軟件服務(wù)商等各方優(yōu)勢(shì)資源的同時(shí)，將開源開放的理念引入到合作中?；陂_源社區(qū)組織的體系架構(gòu)和軟件技術(shù)，依托產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，加強(qiáng)開源開發(fā)能力的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新和合作共贏，共同推動(dòng)CORD在中國(guó)的商用部署，加快向新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)轉(zhuǎn)型。垂直行業(yè)方面，當(dāng)前能源電力行業(yè)集中度高、價(jià)值大、產(chǎn)業(yè)滲透面廣，且正在進(jìn)入數(shù)字化轉(zhuǎn)型爆發(fā)期，部分發(fā)電企業(yè)仍存在人工作業(yè)環(huán)境惡劣及高危險(xiǎn)系數(shù)等工作因素。發(fā)電廠工作區(qū)域范圍大、環(huán)境相對(duì)較差，傳統(tǒng)的巡視主要是通過人工方式，綜合運(yùn)用感官以及一些配套的檢測(cè)儀器對(duì)設(shè)備進(jìn)行以簡(jiǎn)單定性判斷為主的檢查，該方式存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、檢測(cè)質(zhì)量分散、主觀因素多、巡視不到位且難以全面監(jiān)控、巡視結(jié)果數(shù)字化不便等缺陷。單純依靠傳統(tǒng)的傳感器及攝像頭監(jiān)控會(huì)由于安裝環(huán)境等問題導(dǎo)致監(jiān)控范圍和監(jiān)控角度無法全覆蓋，而要保證全方位無死角的監(jiān)控，又需要安裝過多的傳感器、攝像頭才能完成，在投入上會(huì)造成巨大的浪費(fèi)，同時(shí)由于過多的傳感器需要維護(hù)，造成整體解決方案性價(jià)比低。四、測(cè)試床方案架構(gòu)測(cè)試床應(yīng)用場(chǎng)景以能源行業(yè)火力發(fā)電廠為例，其中輸煤系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的重要輔助系統(tǒng)之一，輸煤棧橋內(nèi)的皮帶機(jī)、滾軸篩、碎煤機(jī)、三通、犁煤器、除塵器、除鐵器等主要設(shè)備，速度監(jiān)測(cè)、跑偏、撕裂、拉繩等保護(hù)設(shè)備以及電纜、排水、通風(fēng)、供電、照明、消防、通訊附屬設(shè)備數(shù)量多、分布點(diǎn)多、總里程長(zhǎng)，給人工巡檢帶來了繁重的勞動(dòng)強(qiáng)度；同時(shí)輸煤棧橋存在易產(chǎn)生粉塵、噪聲大、空氣不易流通、散熱較慢等環(huán)境惡劣的問題，對(duì)日常巡檢提出了更高要求，也增加了人工巡檢的危險(xiǎn)性。雖然當(dāng)前大部分發(fā)電廠采用以固定點(diǎn)安裝監(jiān)控視頻來檢測(cè)輸煤系統(tǒng)的環(huán)境及設(shè)備情況，通過人員攜帶便攜式儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡檢，然而固定式的監(jiān)控靈活性差，存在監(jiān)控死角，人員巡檢處于惡劣工作環(huán)境下，勞動(dòng)強(qiáng)度大，外加現(xiàn)場(chǎng)為高空作業(yè)，易引發(fā)安全事故。目前多數(shù)工業(yè)園區(qū)雖通過WiFi進(jìn)行無線接入，但WiFi在安全認(rèn)證、抗干擾、信道利用率、QoS、業(yè)務(wù)連續(xù)性等方面無法進(jìn)行保障，難以滿足工業(yè)需求。測(cè)試床架構(gòu)測(cè)試床架構(gòu)是平臺(tái)的核心，涉及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)及安全等重要因素?；陂_源M-CORD平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，考慮到CORD成的為eNodeB和UE模擬器，因此在實(shí)際部署驗(yàn)證時(shí)需要替換為真實(shí)的eNodeB和UE，本系統(tǒng)中一體化小基站即為eNodeB，位于機(jī)器人中的CPE為UE。另外，CORDLeaf-Spine網(wǎng)絡(luò)，而在本項(xiàng)目中，均部署運(yùn)行在發(fā)電廠，不需要負(fù)載的傳輸網(wǎng)絡(luò)，因此，在項(xiàng)目中可以精簡(jiǎn)白盒交換機(jī)的數(shù)量，通過一臺(tái)白盒交換機(jī)作為匯聚即可。CORDEPC存在一些不足，因此，在具體實(shí)施過程中，可以替換其中的開源EPC以提升整體系統(tǒng)的易用性、穩(wěn)定性和性能。綜上，測(cè)試床架構(gòu)設(shè)計(jì)如下：vEPC-UvEPC-CVirtvEPC-UvEPC-CVirtualApplicationServervEPCNMSONOSXOSKubernetes一體化小基站

白盒交換機(jī)

系統(tǒng)監(jiān)控維護(hù)終端接入交換機(jī)

監(jiān)控大屏測(cè)試床方案

1測(cè)試床架構(gòu)經(jīng)過對(duì)電廠業(yè)務(wù)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，選取晉能離石大土河電廠的五號(hào)輸煤管線作為智能監(jiān)控試點(diǎn)進(jìn)行實(shí)施自動(dòng)化巡檢探索。即在五號(hào)輸煤管線上方安裝一巡檢機(jī)器人導(dǎo)軌，在巡檢機(jī)器人上安裝高清攝像頭、紅外熱成像儀、高清晰拾音器、激光雷達(dá)設(shè)備，這些設(shè)備將采集高清視頻圖像、音頻、熱成像等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過機(jī)器人中集成的無線通信模組以及管線附近安裝的基站設(shè)備傳送到電廠CORD監(jiān)控平臺(tái)，CORD監(jiān)控平臺(tái)中的監(jiān)控應(yīng)用服務(wù)程序?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將分析處理后的結(jié)果呈現(xiàn)到監(jiān)控大屏上。如下圖，為系統(tǒng)整體拓?fù)鋱D。圖2總體方案拓?fù)鋱D整體系統(tǒng)分為4大塊，即智能巡檢機(jī)器人、一體化小基站、巡檢平臺(tái)系統(tǒng)、監(jiān)控與運(yùn)維中心。智能巡檢機(jī)器人5大組件：CPE器、紅外熱成像儀、激光雷達(dá)。如下圖所示：圖3智能巡檢機(jī)器人其中LTECPE作為4GLTE無線通訊模組，提供基礎(chǔ)的LTE網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)，將采集設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)通過該模組在LTE無線網(wǎng)絡(luò)上傳送，LTECPE的工作頻段應(yīng)與下節(jié)中一體化小基站的工作頻段相對(duì)應(yīng)?？紤]到機(jī)器人的工作環(huán)境比較惡劣，如高粉塵、灑水清掃等因素，因此上述的整體部件將整體加封一個(gè)防塵、防水外殼，各組件在外殼內(nèi)按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的位置安裝固定。特別說明的是，CPECPE的內(nèi)置天線改裝為外置天線。一體化基站基站具有一體化、精確覆蓋、靈活部署等特性，在本項(xiàng)目中作為無線接入CPE下因素：1、覆蓋：5號(hào)輸煤管線總長(zhǎng)約為130米，機(jī)器人將在預(yù)置路線上來回移動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控，小基站所發(fā)出的信號(hào)需要覆蓋機(jī)器人的移動(dòng)路線，確保機(jī)器人中的LTECPE能夠正常工作。2、安裝位置：實(shí)際上也與上面一條覆蓋相關(guān)，若能安裝的管線中央，則可節(jié)省小基站的發(fā)射功率。但還需要考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地情況，包括固定位置是否有空間、是否能夠方便取電以及鏈接核心網(wǎng)的光纖/網(wǎng)線連接。3、工作頻段：本次項(xiàng)目為了驗(yàn)證中國(guó)聯(lián)通提出的開源平臺(tái)能否應(yīng)用到垂直行業(yè)中，因此，首選考慮使用中國(guó)聯(lián)通的無線頻譜資源。此外，由于M-CORD系統(tǒng)與中國(guó)聯(lián)通的公網(wǎng)之間無任何連接，因此需要考慮將本小基站的工作頻段與公網(wǎng)的頻段錯(cuò)開，以防對(duì)公網(wǎng)用戶造成影響。4、防護(hù)：同機(jī)器人的安裝環(huán)境，需要能夠防塵、防水。行業(yè)專網(wǎng)及邊緣云綜合能力平臺(tái)（先期實(shí)現(xiàn)巡檢監(jiān)控功能行業(yè)專網(wǎng)及邊緣云綜合能力平臺(tái)架構(gòu)參考“4.2監(jiān)控和維護(hù)中心分為兩個(gè)部分：監(jiān)控大廳和維護(hù)終端。采集到的數(shù)據(jù)通過巡檢監(jiān)控平臺(tái)中的虛擬應(yīng)用服務(wù)器處理后，得到分析后的結(jié)果，包括原始高清視頻圖像、熱成像圖像、粉塵噪音指數(shù)、不合規(guī)著裝人員等預(yù)警信息，這些結(jié)果信息均反饋到監(jiān)控大廳的監(jiān)控大屏上。具體的監(jiān)控大HttpM-CORD維護(hù)終端用于維護(hù)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，處理一些故障和修改一些配置使用。而系統(tǒng)的核心監(jiān)控平臺(tái)所使用的服務(wù)器、交換機(jī)等設(shè)備位于中心機(jī)房，設(shè)備噪音、空調(diào)低溫以及操作臺(tái)受限，因此可在監(jiān)控平臺(tái)的交換機(jī)上預(yù)留端口，通過此端口引出到操作間的維護(hù)終端。維護(hù)終端可以對(duì)系統(tǒng)平臺(tái)的一體化小基站、CORDCORD行狀態(tài)監(jiān)控。方案重點(diǎn)技術(shù)本測(cè)試床方案重點(diǎn)技術(shù)主要圍繞開源軟件、白盒硬件及提供專網(wǎng)服務(wù)能力來開展：開源軟件平臺(tái)CORD項(xiàng)目（CentralOfficeRe-architectedasaDataCenter）ONF發(fā)起并管SDN領(lǐng)域開源項(xiàng)目，是建立和構(gòu)建邊緣云概念的理想平臺(tái)，最新發(fā)布的版本Kubernetes。CORDCO(CentralOffice)機(jī)房進(jìn)行改造為云數(shù)據(jù)中心外，也可對(duì)運(yùn)營(yíng)商及企業(yè)的邊緣機(jī)房進(jìn)行云化改造為具備邊緣接入能力的基礎(chǔ)平臺(tái)，其目標(biāo)是提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商服務(wù)交付平臺(tái)的參考實(shí)現(xiàn)，其核心輸出包括一個(gè)軟件平臺(tái)、系列硬件規(guī)范和服務(wù)模型等。CORDOpenStack、DockerONOS?，并利DevOpsCD的場(chǎng)景主要分為家庭接入業(yè)務(wù)（C（CD）和移動(dòng)業(yè)務(wù)（MC。目前國(guó)際上開源社區(qū)在邊緣計(jì)算領(lǐng)域涉及的項(xiàng)目主要圍繞Akraino、StarlingX、vco和CORD四個(gè)項(xiàng)目。AkrainoLinux基金會(huì)項(xiàng)目，支持針對(duì)邊緣計(jì)算系統(tǒng)和應(yīng)用程序優(yōu)化的高可用性云服務(wù)。該項(xiàng)目成員有ARM、、戴爾EMC、愛立信、華為、英特爾公司、、瞻博網(wǎng)絡(luò)、諾基亞、高通、Radisys、紅帽和風(fēng)河等。它既包括了頂層邊緣應(yīng)用程序或VNF，也包括了中間與底層基礎(chǔ)架構(gòu)框架交互APIEdgeStack，以及相應(yīng)的生存周期管理、CI/CD和工具集。StarlingX項(xiàng)目是OpenStack基金會(huì)啟動(dòng)的另一個(gè)獨(dú)立的開源項(xiàng)目，它使用了許多OpenStack服務(wù)來提供核心的計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)功能。它基于英特爾和風(fēng)河貢OpenStack、Ceph等領(lǐng)先的開源項(xiàng)目結(jié)合在一起，組成一套完美的軟件方案。同時(shí)，StarlingXAkraino的框架下，但它大多基于OpenStack架構(gòu)而來，并且向上層提供了一系列虛擬網(wǎng)絡(luò)化功能taletwkFtsIaaS層的資源，而底層則是使用目前云計(jì)算平臺(tái)的etPati，即控制服務(wù)、計(jì)算服務(wù)kv、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)v（eh）SaigX除了擁有OpenStackSoftwareManagementService,、FaultManagementService,HostManagementService等，提供了更多的底層API，比OpenStack支持的功能點(diǎn)更多。vCO是OPNFV社區(qū)的項(xiàng)目，該項(xiàng)目提供了住宅和企業(yè)的vCPEOpenStack云、OpenDaylightSDN控制器、OpenCompute平臺(tái)(OCP)兼容硬VNF。該演示表明，這一網(wǎng)絡(luò)服務(wù)支持現(xiàn)場(chǎng)配置連接和vCPE，具有實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和分析、故障管理和服務(wù)保證等功能。vCOCORD不同，vCOOpenStack為基礎(chǔ)建立的，而CORD是建立在OpenStack或Docker容器之上。vCO使用OpenDaylight控制器，CORDXOSONOS控制器。圖4CORD與現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外技術(shù)對(duì)比基于開源軟件的開放性特點(diǎn)，測(cè)試床也可根據(jù)行業(yè)需求對(duì)平臺(tái)需要做定制開發(fā)。白盒硬件白盒設(shè)備通過部署在通用硬件系統(tǒng)，可以輕松拓展，部署在各種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中。白盒設(shè)備也為測(cè)試床項(xiàng)目提供了極高的可復(fù)制性，為垂直行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化轉(zhuǎn)型，提供了模版方案。本測(cè)試床涉及的白盒設(shè)備形態(tài)主要可分為承載核心網(wǎng)軟件功能通用服務(wù)器設(shè)備、白盒網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)白盒硬件和傳統(tǒng)與之相對(duì)立的黑盒設(shè)備其主要區(qū)別就是功能開放，包含三個(gè)層面：接口開放、架構(gòu)開放及能力開放。只有開放接口才能豐富整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈各方也可以更加專心“各司其口開放也為未來更好地共建、共享網(wǎng)絡(luò)，減少提供強(qiáng)有力支撐。對(duì)于架構(gòu)的開放，可在未來行業(yè)或企業(yè)的應(yīng)用中，通過軟件功能虛擬化形式和企業(yè)網(wǎng)關(guān)、業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)及云接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備共設(shè)，為企業(yè)提供可本地部署的邊緣計(jì)算能力。對(duì)于能力開放，可嘗試將API接口提供給第三方應(yīng)用，從而為企業(yè)及個(gè)人用戶提供更多的應(yīng)用體驗(yàn)服務(wù)。專網(wǎng)能力專網(wǎng)用于承載隔離性要求極高的行業(yè)應(yīng)用，在園區(qū)內(nèi)采用獨(dú)立的無線設(shè)備、頻率資源、承載網(wǎng)和核心網(wǎng)，與公網(wǎng)無線、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)完全隔離的通道，公網(wǎng)業(yè)務(wù)變化完全不會(huì)影響專網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，形成嚴(yán)格隔離的行業(yè)專網(wǎng)。獨(dú)立專網(wǎng)架構(gòu)具有高隔離性，性能靈活定制等能力，但所有設(shè)備都需要單獨(dú)建設(shè)，成本高。此外，對(duì)于語(yǔ)音、短信等通信需求，獨(dú)立專網(wǎng)還需要單獨(dú)建設(shè)IMS、短信平臺(tái)等，增加額外投資。5G5G獨(dú)立專網(wǎng)MECInternet運(yùn)營(yíng)商授權(quán)獨(dú)立頻段園區(qū)內(nèi)網(wǎng)UPF5G-C專網(wǎng)設(shè)備園區(qū)聯(lián)通5G公網(wǎng)聯(lián)通5G公網(wǎng)MEC5G-C運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)頻段 UPFUPFInternet公網(wǎng)設(shè)備5獨(dú)立專網(wǎng)架構(gòu)：獨(dú)立基站、頻率、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)U面、C面UCUPF分流，直接流向園區(qū)內(nèi)網(wǎng)的應(yīng)用平臺(tái)/園區(qū)私有云/IDC，或園區(qū)內(nèi)承載應(yīng)用平臺(tái)的邊緣云（MC，相比公網(wǎng)流量，大大降低了傳輸時(shí)延，并保證園區(qū)內(nèi)網(wǎng)流量不出園區(qū)，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的數(shù)據(jù)隔離。如果有訪問互聯(lián)網(wǎng)的需求，可通過園區(qū)內(nèi)的UPF經(jīng)安全設(shè)備（防火墻、抗DDoS等，沒有直接畫出）后接入互聯(lián)網(wǎng)。如果沒有訪問互聯(lián)網(wǎng)的需求，則不需要通過UPF接入互聯(lián)網(wǎng)。用戶可以根據(jù)不同應(yīng)用的需求，調(diào)整專網(wǎng)相應(yīng)位置基站的上下行帶寬配比，管理終端的接入權(quán)限，配置終端IP地址池等網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)維護(hù)的操作。任何公網(wǎng)的調(diào)整不會(huì)影響到專網(wǎng)業(yè)務(wù)。方案自主研發(fā)性、創(chuàng)新性及先進(jìn)性4/5GONF能機(jī)器人及相關(guān)基站組件，為電廠提供邊緣及專網(wǎng)接入的聯(lián)合創(chuàng)新型綜合能力平臺(tái)。該綜合能力平臺(tái)通過使用開源CORD項(xiàng)目作為基礎(chǔ)接入架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦、設(shè)備白盒化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化；并可集成電廠行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，為已有行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)提供運(yùn)行的平臺(tái)載體，同時(shí)還可以基于該平臺(tái)所提供的網(wǎng)絡(luò)能力進(jìn)行新型應(yīng)用系統(tǒng)的創(chuàng)新開發(fā)。本方案利用無線機(jī)器人上搭載的激光測(cè)試儀及相關(guān)智能傳感器，對(duì)皮帶機(jī)、周圍環(huán)境進(jìn)行視頻、紅外、聲音、氣體的監(jiān)測(cè)和采集，采集到的數(shù)據(jù)通過無線基站設(shè)備送至平臺(tái)中集成的電廠應(yīng)用分析系統(tǒng)，分析系統(tǒng)對(duì)采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行加AI人工智能的機(jī)器學(xué)習(xí)及模型訓(xùn)練，最后將分析處理結(jié)果發(fā)送給中心管理平臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和處理，給出預(yù)警及其告警信息，為能源電力行業(yè)提供了可參考的智慧化改造案例及經(jīng)驗(yàn)。方案安全風(fēng)險(xiǎn)控制由于廠區(qū)數(shù)據(jù)要求本地加載，不基于公網(wǎng)進(jìn)行回傳，故本方案采用端到端的專網(wǎng)解決方案，起到了與公網(wǎng)數(shù)據(jù)的良好隔離，保證了數(shù)據(jù)的安全及私密性并有效的規(guī)避了外網(wǎng)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)性。五、測(cè)試床實(shí)施部署測(cè)試床實(shí)施規(guī)劃序號(hào)階段名稱時(shí)間主 要 工 作 內(nèi) 容1可行性研究階段20XX.X-20XX.X+1定價(jià)值場(chǎng)景范圍(可簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議)。2設(shè)計(jì)階段20XX.X+1-20XX.X+3需求對(duì)接，聯(lián)合創(chuàng)新，積極探索示范試點(diǎn)項(xiàng)目；選型；在主語(yǔ)實(shí)驗(yàn)室完成設(shè)備內(nèi)場(chǎng)測(cè)試聯(lián)調(diào)及對(duì)接。3施工部署階段20XX.X+3-20XX.X+8設(shè)備入場(chǎng)施工部署調(diào)測(cè)4運(yùn)行驗(yàn)收階段20XX.X+9-20XX.X+10根據(jù)客戶需求，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)相關(guān)功能及運(yùn)行穩(wěn)定性5宣傳推廣階段20XX.X+11-20XX.X+12嘗試輸出白皮書，引導(dǎo)行業(yè)水平參考架構(gòu)設(shè)計(jì)；建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)可復(fù)制空間；打造產(chǎn)業(yè)樣板間，進(jìn)一步構(gòu)筑商業(yè)粘性。測(cè)試床實(shí)施的技術(shù)支撐及保障措施主要圍繞上游社區(qū)-聯(lián)通-行業(yè)客戶三大塊合作模式開展相關(guān)工作，依托網(wǎng)研院資源牽頭成立開放合作實(shí)驗(yàn)室，聯(lián)合生態(tài)合作伙伴去做項(xiàng)目導(dǎo)入，來為整體方案的部署實(shí)施提供技術(shù)支撐，并和其他合作實(shí)驗(yàn)室和行業(yè)客戶開展相關(guān)的生態(tài)建設(shè)。中國(guó)聯(lián)通以成員角色參與開源社區(qū)，借助社區(qū)進(jìn)一步提供技術(shù)驅(qū)動(dòng)，在研究?jī)?nèi)容滿足部署的情況下，通過行業(yè)客戶提供的應(yīng)用場(chǎng)景去進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用和落地，并最終為社區(qū)提供案例反饋，形成完整閉環(huán)機(jī)制。測(cè)試床實(shí)施的自主可控性充分利用開源軟件的快速迭代、開放、靈活可定制等特性，基于社區(qū)開放源代碼基礎(chǔ)進(jìn)行二次編譯和開發(fā)，按需求進(jìn)行調(diào)整及性能優(yōu)化，推動(dòng)方案平臺(tái)形成技術(shù)成果及相關(guān)軟件注冊(cè)權(quán)。六、測(cè)試床預(yù)期成果測(cè)試床的預(yù)期可量化實(shí)施結(jié)果輸出基于行業(yè)專網(wǎng)及邊緣云綜合能力平臺(tái)的“電信邊緣云能力服務(wù)系統(tǒng)并取得相關(guān)軟件注冊(cè)權(quán)。測(cè)試床的商業(yè)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)效益結(jié)合能源行業(yè)部分中大型企業(yè)廠區(qū)存在信息化改造需求，且企業(yè)數(shù)據(jù)相對(duì)封閉，不宜接入公網(wǎng)環(huán)境，需引導(dǎo)性挖掘企業(yè)需求（企業(yè)提供對(duì)接環(huán)境場(chǎng)景；聯(lián)合合作伙伴（VNF網(wǎng)設(shè)備F網(wǎng)元資源，為企業(yè)提供邊緣及專網(wǎng)能力服務(wù)，后期讓企業(yè)對(duì)接聯(lián)通集團(tuán)或分公司政企大客戶部門，建立聯(lián)通和企業(yè)客戶之間新業(yè)務(wù)合作商業(yè)機(jī)制，進(jìn)一步嘗試探索傳統(tǒng)電信運(yùn)營(yíng)商基于新技術(shù)平臺(tái)為企業(yè)提供邊緣及專網(wǎng)運(yùn)營(yíng)合作的新業(yè)務(wù)模式。測(cè)試床的社會(huì)價(jià)值該測(cè)試床方案，聯(lián)通作為通信運(yùn)營(yíng)商提供了關(guān)鍵的通信和服務(wù)資源、專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)團(tuán)隊(duì)支撐、配套的產(chǎn)業(yè)鏈整合能力及網(wǎng)絡(luò)測(cè)試實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對(duì)接能源行業(yè)的具體應(yīng)用落地場(chǎng)景，通過開源技術(shù)帶來的這種靈活性為整個(gè)通信和相關(guān)行業(yè)信息系統(tǒng)的融合奠定了基礎(chǔ)，推進(jìn)了新興ICT5G了相關(guān)寶貴經(jīng)驗(yàn)。測(cè)試床初步推廣應(yīng)用案例山西晉能集團(tuán)有限公司是成立于1999年9月，公司注冊(cè)資本6.46億元，總資產(chǎn)51.5億元，主要經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)涉及煤—電—冶金、煤-電-鋁產(chǎn)業(yè)及國(guó)際貿(mào)易和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。晉能離石大土河電廠是山西呂梁市實(shí)現(xiàn)市區(qū)集中供熱的主要熱源，也是山西省鋁循環(huán)產(chǎn)業(yè)園區(qū)局域電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)試點(diǎn)方案批復(fù)的主要電源點(diǎn)，廠內(nèi)具有超臨界機(jī)組、燃用低熱值煤、使用城市中水、熱電聯(lián)產(chǎn)、區(qū)域電網(wǎng)主要電源、節(jié)能減排等特點(diǎn)。電廠的建設(shè)，不僅能夠破解呂梁城區(qū)集中供熱熱源不足的歷史難題，同時(shí)對(duì)于推進(jìn)呂梁煤、電、網(wǎng)、鋁協(xié)同發(fā)展，呂梁產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提高能源綜合利用效率、加快循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、淘汰落后產(chǎn)能、促進(jìn)大區(qū)污染防治、解決當(dāng)?shù)厝罕娋蜆I(yè)等意義重大。晉能離石大土河電廠作為火力發(fā)電廠（場(chǎng)景需求參考“4.1測(cè)試床應(yīng)用場(chǎng)景”），存在相關(guān)信息化改造需求，為此，中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院基于開源CORD平臺(tái)，集成智能機(jī)器人及相關(guān)基站組件，研發(fā)了電廠智能巡檢解決方案，支持4G/5G無線接入，不但實(shí)現(xiàn)了巡檢機(jī)器人大帶寬、高穩(wěn)定的無線連接，滿足激光測(cè)試儀及相關(guān)智能傳感器的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳要求以及電廠環(huán)境中的高防塵要求，還利用部署在平臺(tái)中的電廠應(yīng)用分析系統(tǒng)和邊緣人工智能技術(shù)，對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能處理和分析，實(shí)現(xiàn)了電廠管理的智能化和可視化，為能源電力行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型提供了可參考的范例及經(jīng)驗(yàn)。圖6測(cè)試床應(yīng)用案例系統(tǒng)圖七、測(cè)試床成果驗(yàn)證測(cè)試床成果驗(yàn)證計(jì)劃測(cè)試床成果驗(yàn)證計(jì)劃主要包括無線性能和端到端業(yè)務(wù)驗(yàn)證兩方面。測(cè)試床成果驗(yàn)證方案無線性能主要測(cè)試無線通信的性能指標(biāo)，主要包括無線覆蓋、E2E時(shí)延。驗(yàn)證工作如下：測(cè)試項(xiàng)目：無線網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試測(cè)試目的：驗(yàn)證監(jiān)控機(jī)器人運(yùn)行路線上信號(hào)覆蓋強(qiáng)度、E2E時(shí)延預(yù)置條件：一體化基站上電，連接核心網(wǎng)，小區(qū)激活。M-CORD的vEPC中為測(cè)試USIM測(cè)試終端上安裝無線信號(hào)測(cè)試工具Celluar-Z和Ping工具測(cè)試步驟：找一個(gè)Android測(cè)試手機(jī)，插入新開戶的USIM卡。測(cè)試手機(jī)預(yù)先下載并安裝好Celluar-Z工具和PING工具測(cè)試手機(jī)沿著機(jī)器人軌道的行經(jīng)錄像移動(dòng)，通過Celluar-Z工具觀察RSRP測(cè)試手機(jī)ping監(jiān)控服務(wù)器，觀察E2Eping時(shí)延預(yù)期結(jié)果：測(cè)試手機(jī)成功接入網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)測(cè)試手機(jī)沿著機(jī)器人軌道路線移動(dòng)時(shí)，RSRP在內(nèi)。當(dāng)測(cè)試手機(jī)沿著機(jī)器人軌道路線移動(dòng)時(shí)，ping監(jiān)控服務(wù)器時(shí)延小于100ms。測(cè)試結(jié)果：結(jié)論：E2E業(yè)務(wù)驗(yàn)證主要測(cè)試整個(gè)智能巡檢系統(tǒng)是否能夠正常工作，滿足日常的智能巡檢需求。驗(yàn)證工作如下：測(cè)試項(xiàng)目：E2E業(yè)務(wù)驗(yàn)證測(cè)試目的：驗(yàn)證能巡檢系統(tǒng)是否能夠滿足日常的智能巡檢需求預(yù)置條件：智能機(jī)器人系統(tǒng)啟動(dòng)，使之沿著軌道正常工作。觀察監(jiān)控大屏，監(jiān)控結(jié)果能否正常顯示。測(cè)試步驟：?jiǎn)?dòng)智能機(jī)器人。觀察監(jiān)控大屏，查看高清視頻圖像是否有延遲，熱成像圖像生成是否正確、合理。預(yù)期結(jié)果：前端機(jī)器人采集回來的高清視頻圖像順暢、無卡頓。熱成像圖像生成正確、合理。當(dāng)未佩戴安全帽人員進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域時(shí)有告警產(chǎn)生測(cè)試結(jié)果：結(jié)論：八、與已存在AII測(cè)試床的關(guān)系無九、測(cè)試床成果交付測(cè)試床成果交付件序號(hào)名稱類別1基于開源白盒的工業(yè)互聯(lián)云專網(wǎng)綜合能力測(cè)試床系統(tǒng)平臺(tái)2電信邊緣云能力服務(wù)系統(tǒng)V1.0計(jì)算機(jī)軟件注冊(cè)權(quán)登記證書3基于開源白盒的工業(yè)互聯(lián)云專網(wǎng)綜合能力測(cè)試床—設(shè)計(jì)方案及部署說明技術(shù)方案，成果性輸出文檔測(cè)試床可復(fù)制性該測(cè)試床可為電廠信息化改造提供有力支撐，可將該解決方案打造成能源行業(yè)智能化改造的樣板，為行業(yè)內(nèi)相關(guān)場(chǎng)景的適配提供參考依據(jù)，適用于中大型企業(yè)園區(qū)有邊緣接入、專網(wǎng)服務(wù)及安全生產(chǎn)代替高危人工作業(yè)的移動(dòng)巡檢類場(chǎng)景。測(cè)試床開放性該測(cè)試床基于開源項(xiàng)目構(gòu)建，本身具備良好的開放及兼容能力，可以與企業(yè)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行平滑對(duì)接。由于測(cè)試床部署在開放通用硬件平臺(tái)上，可以拓展到相關(guān)場(chǎng)景開放環(huán)境中。十、其他信息測(cè)試床使用者【明確非發(fā)起方的公司可以使用測(cè)試床程度，以及相關(guān)的要求和限制條件。】測(cè)試床知識(shí)產(chǎn)權(quán)說明中國(guó)聯(lián)通測(cè)試床運(yùn)營(yíng)及訪問使用建設(shè)初期通過專網(wǎng)解決方案模式推進(jìn)，聯(lián)通牽頭相關(guān)設(shè)備廠家負(fù)責(zé)整體系統(tǒng)集成及平臺(tái)的部署、及運(yùn)營(yíng)。建設(shè)后期行業(yè)客戶可基于平臺(tái)進(jìn)行業(yè)務(wù)訪問及簡(jiǎn)單的操作及維護(hù)，相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)及故障維護(hù)可通過維保服務(wù)由聯(lián)通地方分公司進(jìn)行跟進(jìn)支撐及解決。測(cè)試床資金序號(hào)預(yù)算科目名稱合計(jì)（萬(wàn)元）備注（1）（2）（3）1一、成本費(fèi)用支出125.721、差旅費(fèi)5.732、辦公費(fèi)04（1）耗材配件05（2）技術(shù)資料費(fèi)06（3）文印費(fèi)073、低值易耗品084、通信費(fèi)095、車輛租賃費(fèi)0106、技術(shù)服務(wù)費(fèi)120117、設(shè)備租賃費(fèi)012二、資本化支出61合計(jì)186.7測(cè)試床時(shí)間軸序號(hào)措施 1月2月3月4月5月6月107月8月9月月11 12月月1溝通交流，行業(yè)調(diào)研2深度對(duì)接，達(dá)成初步意向3確定價(jià)值場(chǎng)景范圍4需求對(duì)接，聯(lián)合創(chuàng)新，積極探索示范試點(diǎn)項(xiàng)目5輸出白皮書，引導(dǎo)行業(yè)水平參考架構(gòu)設(shè)計(jì)6建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)可復(fù)制空間7營(yíng)造生態(tài)體系，構(gòu)筑商業(yè)粘性8打造產(chǎn)業(yè)樣板間，進(jìn)一步構(gòu)筑商業(yè)粘性基于輕量化邊緣計(jì)算平臺(tái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景安全測(cè)試床引言/導(dǎo)讀1987ICT（信息與通信）基礎(chǔ)設(shè)施和智能終端提供商，致力于把數(shù)字世界帶入每個(gè)人、每個(gè)家庭、每個(gè)組織，構(gòu)建萬(wàn)物互19.4170多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，服務(wù)30多億人口。華為在通信網(wǎng)絡(luò)、IT、智能終端和云服務(wù)等領(lǐng)域?yàn)榭蛻籼峁┯懈?jìng)爭(zhēng)力、安全可信賴的產(chǎn)品、解決方案與服務(wù)，與生態(tài)伙伴開放合作，持續(xù)為客戶創(chuàng)造價(jià)值，釋放個(gè)人潛能，豐富家庭生活，激發(fā)組織創(chuàng)新。華為堅(jiān)持圍繞客戶需求持續(xù)創(chuàng)新，加大基礎(chǔ)研究投入，厚積薄發(fā)，推動(dòng)世界進(jìn)步。北京三聯(lián)虹普新合纖技術(shù)服務(wù)股份有限公司（股票代碼：300384）——國(guó)1999年，是一家專注于合成纖維及其原料生產(chǎn)技術(shù)及裝備領(lǐng)域的高新技術(shù)企業(yè)，公司集工藝技術(shù)開發(fā)、工程方案提供、主工藝設(shè)備制造及技術(shù)服務(wù)為一體，提供專業(yè)化“交鑰匙”工程技術(shù)服務(wù)，是國(guó)內(nèi)提供高品質(zhì)錦綸聚合及紡絲整體技術(shù)解決方案的工程公司。公201481日在深交所掛牌上市。三聯(lián)虹普數(shù)據(jù)科技有限公司為北京三聯(lián)TMT機(jī)械株式會(huì)社成立的合資公司，其目的是以兩家公司全面覆蓋合成纖維行業(yè)聚酯、聚酰胺兩大行業(yè)纖維及原材料領(lǐng)域具備技術(shù)壁壘的關(guān)鍵工藝技術(shù)，核心裝備為基礎(chǔ)，借助工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能解決方案能力，構(gòu)筑合成纖維工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。面向未來，客戶差異化定制需求日益增多，對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的一致性要求更高，但當(dāng)前化纖行業(yè)生產(chǎn)過程中預(yù)測(cè)能力欠缺，人工抽檢難度大，嚴(yán)重影響化纖產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算、機(jī)器視覺等新興技術(shù)蓬勃發(fā)展，業(yè)界亟需構(gòu)建有預(yù)測(cè)能力的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施支撐未來化纖行業(yè)的快速發(fā)展。通過工業(yè)技術(shù)（OT）與新一代信息通信技術(shù)（ICT）深度融合，推進(jìn)化纖行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型——依托智能裝備、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)打造端-邊-云協(xié)同智能化纖產(chǎn)線。一、關(guān)鍵詞邊緣計(jì)算、安全、化纖工業(yè)二、發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式三、合作公司四、測(cè)試床項(xiàng)目目標(biāo)和概述化纖行業(yè)的傳統(tǒng)實(shí)踐是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系下的中心控制機(jī)制，但是這一機(jī)制在應(yīng)對(duì)需求更加多變、細(xì)分的需求時(shí)已經(jīng)顯得困難。例如：客戶定制化風(fēng)格要求多：質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)單一無法滿足高端客戶差異化需求；人工抽檢負(fù)擔(dān)重：產(chǎn)能規(guī)模大，用工多，檢測(cè)效率低，無法在線檢測(cè)；產(chǎn)品品質(zhì)一致性要求高：化纖產(chǎn)品不同批次間質(zhì)量波動(dòng)不可控。上述需求通過傳統(tǒng)的中心化云計(jì)算模式難以妥善解決，因此通過引入端邊云協(xié)同的“化纖工業(yè)智能體“來解決上述的需求。本測(cè)試床基于“化纖工業(yè)智能體”業(yè)務(wù)相關(guān)的端-邊-云協(xié)同總體架構(gòu)，并且著重測(cè)試其中的輕量化邊緣計(jì)算平臺(tái)的安全性。本測(cè)試床使用的輕量化邊緣計(jì)算平臺(tái)為華為Atlas500智能小站。Atlas500智能小站是一款性能強(qiáng)大，能在邊緣進(jìn)行實(shí)時(shí)處理的邊緣計(jì)算產(chǎn)品，機(jī)頂盒大小的機(jī)身可以提供16TOPSINT8的處理能力，同時(shí)功耗極低。Atlas500集成了WIFI和LTE兩種無線數(shù)據(jù)接口，通過與私有云、公有云協(xié)同，云端推送應(yīng)用、更新算法云端統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)備管理和固件升級(jí)。Atlas500在業(yè)界第一個(gè)在邊緣計(jì)算產(chǎn)品中大規(guī)模應(yīng)用TEC（Thermo-electricCooling）半導(dǎo)體制冷散熱技術(shù)，使其支持嚴(yán)苛部署環(huán)境，在極端溫度下，Atlas500都可以穩(wěn)定運(yùn)行。因此其對(duì)部署環(huán)境的要求極低，可以實(shí)現(xiàn)輕量化的部署與管理，同時(shí)滿足了化纖行業(yè)場(chǎng)景下對(duì)于邊緣計(jì)算的性能要求。業(yè)界邊緣計(jì)算方案提出了一段時(shí)間，但是對(duì)于邊緣計(jì)算方案的安全如何保證，尤其是如何應(yīng)用于化纖行業(yè)解決當(dāng)前面臨的安全挑戰(zhàn)的業(yè)界實(shí)踐是空白，因此本測(cè)試床的主要目標(biāo)就是通過展示該邊緣計(jì)算方案的安全能力，給化纖行業(yè)乃至流程制造的相關(guān)行業(yè)提供參考。五、測(cè)試床解決方案架構(gòu)(一) 測(cè)試床應(yīng)用場(chǎng)景測(cè)試床的應(yīng)用場(chǎng)景主要是面向化纖行業(yè)流程生產(chǎn)場(chǎng)景下端邊云整體解決方案中輕量化邊緣計(jì)算平臺(tái)面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)，給出合理的安全保護(hù)方案，并給出測(cè)試床的測(cè)試建議。安全風(fēng)險(xiǎn)主要可以將歸納為：安全性風(fēng)險(xiǎn)：邊緣設(shè)備部署在產(chǎn)線旁，存在潛在的生產(chǎn)敏感數(shù)據(jù)泄露、被篡改的風(fēng)險(xiǎn)。可靠性風(fēng)險(xiǎn)：部署在物理環(huán)境中的邊緣設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行存在業(yè)務(wù)失效的風(fēng)險(xiǎn)?？捎眯燥L(fēng)險(xiǎn)：邊緣計(jì)算平臺(tái)被惡意攻擊或自的風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)據(jù)隱私風(fēng)險(xiǎn)：工廠內(nèi)生產(chǎn)制造關(guān)鍵工藝參數(shù)、生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)存在險(xiǎn)。(二) 測(cè)試床重點(diǎn)技術(shù)針對(duì)前述的化纖行業(yè)基于邊緣計(jì)算平臺(tái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的不同測(cè)試床應(yīng)用場(chǎng)景，本測(cè)試床項(xiàng)目提供的重點(diǎn)技術(shù)包括：安全性、數(shù)據(jù)隱私性、可用性和網(wǎng)關(guān)安全的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)及其測(cè)試項(xiàng)。創(chuàng)新點(diǎn)描述可用性雙機(jī)熱備雙機(jī)熱備，保證用戶業(yè)務(wù)不中斷；對(duì)外呈現(xiàn)只有一個(gè)IP，上層業(yè)務(wù)平臺(tái)不感知；無狀態(tài)運(yùn)維更換設(shè)備，使用設(shè)備克隆技術(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)無感知。安全性數(shù)據(jù)加密邊緣側(cè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)加密，防數(shù)據(jù)丟失、防篡改安全啟動(dòng)完善Atlas邊緣產(chǎn)品的安全啟動(dòng)機(jī)制，支持客戶自定義開發(fā)場(chǎng)景下的安全啟動(dòng)。隱私性聯(lián)邦學(xué)習(xí)產(chǎn)線與云端只傳遞模型參數(shù)，所有數(shù)據(jù)留在本地，保證數(shù)據(jù)隱私性網(wǎng)關(guān)安全性協(xié)議控制安全策略配置南北向接口豐富，微服務(wù)靈活裁剪，安全可靠(三) 技術(shù)創(chuàng)新性及先進(jìn)性本測(cè)試床的相關(guān)技術(shù)均為化纖行業(yè)端邊云解決方案中的創(chuàng)新性解決方案。例如：為保障數(shù)據(jù)隱私性的聯(lián)邦學(xué)習(xí)機(jī)制，目前已經(jīng)申請(qǐng)專利（S8。而其它測(cè)試床重點(diǎn)技術(shù)也都是基于業(yè)界領(lǐng)先的安全可信的相關(guān)理念進(jìn)行的特性設(shè)計(jì)，在業(yè)內(nèi)的邊緣計(jì)算平臺(tái)防護(hù)上都屬于較為先進(jìn)的技術(shù)方案。(四) 測(cè)試床解決方案架構(gòu)化纖行業(yè)基于輕量化邊緣計(jì)算平臺(tái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景安全測(cè)試床解決方案總體架構(gòu)核心是：一站式數(shù)據(jù)采集+全景可視化監(jiān)控+人工智能分析應(yīng)用。具體包括如下幾個(gè)流程：自動(dòng)化產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集、傳輸與匯聚，包括紡絲、卷繞、落筒、質(zhì)檢、包裝和倉(cāng)儲(chǔ)；網(wǎng)關(guān)收集產(chǎn)線數(shù)據(jù)，并進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)往邊緣計(jì)算平臺(tái)；邊緣計(jì)算平臺(tái)將產(chǎn)線數(shù)據(jù)安全上傳至云端（特征提取、脫敏、加密；云端對(duì)于產(chǎn)線數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析及模型訓(xùn)練；云端將訓(xùn)練優(yōu)化后的模型推送至邊緣計(jì)算平臺(tái)；邊緣計(jì)算平臺(tái)基于訓(xùn)練模型對(duì)于本地?cái)?shù)據(jù)處理進(jìn)行進(jìn)一步的處理；邊緣計(jì)算平臺(tái)將推理結(jié)果反推回產(chǎn)線，優(yōu)化產(chǎn)線的決策。六、預(yù)期成果(一) 測(cè)試床的預(yù)期測(cè)試結(jié)果，針對(duì)測(cè)試項(xiàng)（重點(diǎn)）本測(cè)試床針對(duì)基于化纖行業(yè)輕量化邊緣計(jì)算平臺(tái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的4大類安全場(chǎng)景安全性、可靠性、可用性、韌性進(jìn)行測(cè)試，下表列舉了本測(cè)試床項(xiàng)目的潛在測(cè)試項(xiàng)，但是具體的測(cè)試項(xiàng)可能隨項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)展和測(cè)試條件變動(dòng)而有所調(diào)整。安全性測(cè)試項(xiàng)描述安全啟動(dòng)補(bǔ)齊邊緣設(shè)備安全啟動(dòng)能力，系統(tǒng)啟動(dòng)全流程逐級(jí)校驗(yàn)，確保啟動(dòng)文件合法。處理器提供加解密能力硬件實(shí)現(xiàn)多種加解密算法、簽名校驗(yàn)算法、防篡改算法和HASH法32KBitOTP存儲(chǔ)空間和硬件隨機(jī)數(shù)發(fā)生器提供加解密引擎API本地敏感數(shù)據(jù)保護(hù)Atlas500防止敏感信息泄露。Atlas500升級(jí)包的完整性。除了加密保護(hù)，Atlas500LinuxshellSSH件信息泄露。Atlas500電導(dǎo)致的數(shù)據(jù)文件破壞，保護(hù)數(shù)據(jù)文件的可用性和完整性。密鑰管理Atlas500密。密鑰生成：根密鑰由安全隨機(jī)數(shù)生成。工作密鑰使用安全隨機(jī)數(shù)生成。密鑰使用：密鑰用途單一，每個(gè)密鑰只用于一種用途。密鑰使用根密鑰加密后保存。傳輸安全外部接入訪問默認(rèn)使用SSH、HTTPS方式，傳輸通道通過使用安全協(xié)議進(jìn)行加密。不安全協(xié)議HTTP默認(rèn)關(guān)閉。各種安全傳輸協(xié)議的特性如下：SSH：支持用戶密碼認(rèn)證。支持SSHV2。HTTPS：默認(rèn)開啟TLS1.2。支持安全的加密算法。系統(tǒng)安全加固系統(tǒng)最小化安裝，Atlas500Linux裝系統(tǒng)必須的組件，不使用的組件和命令都被刪除。對(duì)LinuxshellLinux命令，只能執(zhí)行白名單定義的命令，降低攻擊風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)系統(tǒng)中SSH、Restful的算法，不安全的協(xié)議和端口默認(rèn)關(guān)閉。下行命令防護(hù)賬號(hào)安全Atlas500Web、Redfish、WebSocket1力破解。認(rèn)證管理用戶通過Web、CLI認(rèn)證方式。認(rèn)證通過后才能進(jìn)行設(shè)備的管理配置和信息查詢等操作。證書管理證書是指SSLWebHTTPS站點(diǎn)的身份。證書管理就是指對(duì)SSL信息（證書的使用者、頒發(fā)者、有效期、序列號(hào)CSRCSR支持X.509Atlas500SSLSSL使用SHA256RSA（2048。支持用戶導(dǎo)入自己的證書來替換系統(tǒng)中默認(rèn)的自定義證書，Atlas500法會(huì)話管理話。對(duì)于Web、SSH時(shí)間沒有操作則會(huì)自動(dòng)斷開會(huì)話。用戶主動(dòng)發(fā)起請(qǐng)求終止當(dāng)前會(huì)話。管理員可以主動(dòng)終止其它會(huì)話。用戶權(quán)限控制Atlas500帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。雙向認(rèn)證創(chuàng)建邊緣節(jié)點(diǎn)時(shí)，邊緣節(jié)點(diǎn)綁定唯一證書。與云上通信時(shí)，云端校驗(yàn)邊緣節(jié)點(diǎn)證書，防止邊緣節(jié)點(diǎn)被仿冒。同時(shí)邊緣節(jié)點(diǎn)校驗(yàn)云上證書，防止云上應(yīng)用被仿冒。即通過HTTPS雙向證書認(rèn)證，保證數(shù)據(jù)通道安（需邊云聯(lián)動(dòng)測(cè)試，邊緣側(cè)單獨(dú)無法完成）韌性方案描述容器安全隔離支持指定每個(gè)容器可使用的CPU、內(nèi)存等資源，限制每個(gè)容器可訪問的磁盤空間，單個(gè)容器異常不影響系統(tǒng)整體功能。系統(tǒng)重啟系統(tǒng)和關(guān)鍵進(jìn)程異常都可被看門狗復(fù)位拉起。邊緣自治中心網(wǎng)管中斷不影響邊緣軟件繼續(xù)運(yùn)行；提供邊緣WEBUI近端管理能力?？捎眯苑桨该枋鲭p機(jī)備份支持兩臺(tái)智能小站組成雙機(jī)備份系統(tǒng)，提供雙機(jī)軟件平臺(tái)，支持快速倒換（2s軟硬件故障主動(dòng)上報(bào)提供豐富的故障檢測(cè)功能，精確定位硬件故障，并支持發(fā)現(xiàn)容器服務(wù)異常，上報(bào)硬件/軟件告警。容器故障修復(fù)當(dāng)邊緣部署的容器運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過容器引擎重啟該容器。進(jìn)程黑匣子在芯片中保存關(guān)鍵日志，以便系統(tǒng)或設(shè)備意外宕機(jī)時(shí)遠(yuǎn)程獲取黑匣子日志。一鍵恢復(fù)出廠設(shè)置提供一鍵恢復(fù)出廠設(shè)備功能，將系統(tǒng)固件、配置恢復(fù)到出廠狀態(tài)?？煽啃苑桨该枋鰧徲?jì)日志自動(dòng)備份Atlas500日志保存在Flash文件系統(tǒng)中，當(dāng)日志文件達(dá)到指定大小后會(huì)自動(dòng)進(jìn)行日志文件備份。固件、系統(tǒng)雙備份支持uboot、MCU固件雙備份，以及操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)軟件雙備份，固件、系統(tǒng)損壞情況下自動(dòng)切換備區(qū)運(yùn)行，并保持原有配置不丟失。(二) 商業(yè)價(jià)值本項(xiàng)目研究成果可提高基于邊緣計(jì)算平臺(tái)的紡絲工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)安全運(yùn)行的可靠性，降低安全事件造成的經(jīng)濟(jì)損失。本項(xiàng)目成果為邊緣計(jì)算平臺(tái)在化纖行業(yè)的應(yīng)用提供綜合的安全防護(hù)方案，增強(qiáng)紡絲工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)防范網(wǎng)絡(luò)安全攻擊的能力，保障生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行并減少安全事件造成的損失，為用戶帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。(三) 經(jīng)濟(jì)效益本安全測(cè)試床項(xiàng)目研究成果可做為紡絲工業(yè)智能體產(chǎn)品的重要組成部分，為基于邊緣計(jì)算平臺(tái)的紡絲工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)線提供安全防護(hù)。40條卷繞機(jī)位產(chǎn)線提10萬(wàn)美元，因此本項(xiàng)目研究成果每套可為價(jià)值約400萬(wàn)美元的產(chǎn)線提供安全防護(hù)，保障生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。方案可在合成纖維行業(yè)、紡織行業(yè)推廣使用。(四) 社會(huì)價(jià)值本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思想、核心技術(shù)、相關(guān)成果不僅適用于化纖行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，對(duì)其他行業(yè)和相關(guān)系統(tǒng)也具有示范作用。通過本項(xiàng)目積累高等級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)安全防護(hù)體系的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，可供其他行業(yè)參考借鑒，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體數(shù)字化水平的提升具有重要意義，滿足國(guó)家高質(zhì)量發(fā)展的需求，也為國(guó)家網(wǎng)絡(luò)空間安全戰(zhàn)略提供支撐。七、測(cè)試床技術(shù)可行性(一) 物理平臺(tái)本次測(cè)試床所涉及的邊緣計(jì)算平臺(tái)硬件基于華為Atlas500智能小站。Atlas50016TOPSINT8的處理能力，同時(shí)功耗極低，每天耗能小于一度電。Atlas500集成了WIFI兩種無線數(shù)據(jù)接口，提供靈活的網(wǎng)絡(luò)接入和數(shù)據(jù)傳輸方案。Atlas500小站大小與電視機(jī)頂盒相近，免風(fēng)扇設(shè)計(jì)，通過業(yè)界第一個(gè)在邊緣計(jì)算產(chǎn)品中大規(guī)模應(yīng)用TEC散熱技術(shù)，使其可以在-40℃~70℃穩(wěn)定運(yùn)行。(二) 軟件平臺(tái)本次測(cè)試床所涉及的