世界5G大会组委会-黑龙江省建龙阿城钢铁有限公司5G+工业互联网项目

产品功能及原型设计理念和框架

 系统拓扑

1、 实现功能及场景

本项目在建龙钢铁构建新一代智能化、网络化、集成化的5G无线通讯网络。同时，更加注重在信息安全方面的保障。项目将采用5G专网建设的模式，使得在网络传输层面上厂区专网与公网保持业务分离，保证厂区数据私密性，杜绝了通过网络攻击获取建龙钢铁内部信息的可能性。

本项目内容如下：

1)    完成黑白管厂区5G网络建设；

2)    完成边缘UPF建设和部署；

3)    完成新建5G边缘UPF与内网对接。

2、 项目技术方案

整体网络的主要架构是厂区建立5G专网与运营商公网隔离。用户终端要接入通信网络进行业务需要先完成用户鉴权，用户鉴权由终端读取SIM卡中的参数并与对应的核心网互相鉴权。所以两个隔离的核心网必须使用对应的用户卡才能接入网络，使用服务。

工业应用场景使用电信配置的专网卡，专网卡鉴权由核心网完成，使用切片业务2，数据流直接与企业内网服务器对接，数据不出园区。

a.    5G专网与外部物理组网

核心网网络架构

5G专网和建龙钢铁内网的应用服务器通信，通过边缘UPF进行对接，边缘UPF和建龙钢铁内网网络之间通过防火墙进行安全隔离，在防火墙上启用NAT转换和端口限制等功能。

前期建设边缘UPF和无线基站通过无线侧BBU汇聚对接，后续可建设厂区传输光环网保障数据在厂区内传输稳定性，边缘UPF和建龙钢铁内网通过防火墙进行隔离，对接建龙钢铁内网交换机和公网传输设备，根据不同的业务应用把业务流量分别送到内网服务器和公网。

b.    切片部署

考虑前期厂区主要业务为视频回传，同时考虑投资建设成本，所以建网初期建议采用控制面共享，用户业务面逻辑分离的方案，以最小成本初步实现切片业务，后续随着业务需求增多，在进一步建设切片网络。

根据目前了解的业务信息，建议初期切片部署如下：

c.     边缘UPF网络功能

本项目核心网选用边缘UPF模式，支持业务切片能力。主要完成完成公网业务与园区业务在用户面切片分流处理。

边缘建设规模如下：本次边缘UPF，共需求4台服务器，3台汇聚交换机，2台外网防火墙。

创意特色及技术性能

黑龙江省内首个5G钢厂定制网项目，整体项目根据建龙钢铁厂提出需求、应用场景搭建一张有别于传统无线通讯网络的5G定制化专网。确保了客户业务数据高安全、业务处理低延时和高稳定性，满足了企业对于5G网络的期盼，将先进的通讯技术应用在现实中。

本次项目采用比邻模式建设，比邻模式典型特征：

1)    数据不出园区：在企业园区部署园区UPF网元，实现用户数据本地灵活调用，达到数据不出园区，业务安全隔离。

2)    低延时：通过用户面园区UPF本地部署，减少端到端时延。

3)    超高带宽：结合超级上行，载波聚合等无线技术，大幅提高带宽。

4)    业务隔离：通过定制DNN来区分数据网络和路由隔离，通过定制QOS提供差异化的用户端服务。

5)    业务加速：根据企业业务流特征，灵活签约QOS。

6)    5G信号优良覆盖：为企业园区提供精准勘察服务，按需优化园区内空口资源，提供优质无线网络覆盖。

与 5G 结合性及强相关性及产业联动效应

1.智能安防项目：

实现依托5G大带宽、低时延的网络特性，通过固移网络结合，实现工厂无死角智能安防体系，依托摄像头AI功能实现身份信息比对，保证厂区生产安全。

2.无人天车项目：通过UPF本地流量转发特性，减少网络传输时延，利用5G 工业CPE实现工业专有通信协议封装，减少网关节点，专有端到端切片，保障网络可靠性。

3.机器视觉：

依托5G定制网低时延特性，利用私有云的强大边缘计算特性，通过定制专业平台，建立多类型生产零件检测，实现数字化无人质量检测。

5G 与 AI、大数据、先进计算、区块链等技术的融合度

依托5G定制网络及MEC设备，优先保障企业生产数据不出厂；在智慧工厂建设中植入工业互联网平台、大数据、AI、物联网等能力，形成“2+X“应用模式，加快企业由传统工厂向智能化工厂的转型，实现钢铁企业生产、经营、管理等环节数据可视、可管、可控的精细化管理，打造3项定制创新。

共同成立5G智能制造创新实验室，打造5G+MEC的工业互联网生态平台

创新实现钢铁工业在线诊断运维、工业数据采集、机械车辆远程驾驶、AR情景远程维护、机器视觉AI分析、无人机移动巡检等多种工业场景。

项目的价值以及市场需求、和市场容量分析

  黑龙江电信作为产业数字化总集成商，负责5G定制网调研、建设、维护、套餐设计，同时可以转售/租赁设备及应用或其他服务，已达到年节约成本1700万元，优化人力70名。

除了已签约的500万元，黑龙江建龙集团将在2年内将对5家单位的智造中心、生产线进行数字化改造，增加更多应用，总建设升级投入将超3000万元！

5G定制网项目投入产出比达 5:1

黑龙江省内就有5家建龙集团连锁子钢铁公司，按建龙阿钢模式测算，仅在黑龙江省内“5G+智慧钢厂” ，总改造金额就将涉及1.8亿元。

商业模式