工业互联网网络优秀解决方案 （2018） 工业互联网产业联盟（AII） 2018 年 10 月 I II 编写说明 为贯彻落实国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业” 发 展 工 业 互 联 网 的 指 导 意 见 》、《 工 业 互 联 网 发 展 行 动 计 划 （2018-2020 年） 》 、《工业互联网专项工作组 2018 年工作计划》 相关要求，促进工业企业内、外网络互联、数据互通、网络应 用创新，推动工业互联网网络基础设施建设，提升我国工业网 络化水平，2018 年 6 月工业互联网产业联盟（以下简称“联盟 /AII”）启动了“工业互联网网络优秀解决方案”征集活动。本次 活动受到联盟成员单位高度重视，在为期一个月的征集期内联 盟共收到 25 家单位共计 38 个解决方案。方案内容涵盖工业互 联网企业内外网络改造、IPv6 改造以及网络行业应用等领域。 经过两轮专家评审后，联盟特将以下入选的工业互联网网 络优秀解决方案汇编成册，旨在为工业企业进行网络化改造提 供参考，引导和推动工业互联网网络连接的技术创新、应用实 践落地，提升我国工业网络化水平，促进工业互联网基础设施 的健康快速发展。 — I — 目 录 一、网络技术改造篇 成熟技术/工厂内网改造 ADNET 智能工厂网络建设方案 .................................................................................. 1 基于工业 PON 的智慧工厂内网建设 ..................................................................... 16 智能工厂工业 PON 网络与数据采集解决方案 .................................................. 29 基于免授权频谱的 LTE 工业无线互联专网宽带方案 .................................... 36 基于免授权频谱的 LTE 工业无线互联专网窄带方案 .................................... 54 智能工厂 IT/OT 网络融合 ........................................................................................ 80 成熟技术/工厂外网改造 SD-WAN 解决方案 .......................................................................................................... 90 基于 SD-WAN 的工厂外部网络互联及安全解决方案 ...................................... 99 前沿技术/工厂内网改造 基于 TSN 技术的工业网络解决方案 .................................................................. 112 基于 TSN 与边缘智能的设备监测及管理解决方案 ..................................... 120 基于 5G 蜂窝技术的工业传输解决方案 ........................................................... 127 基于 5G 和人工智能技术的产品质量实时检测和优化方案 ..................... 139 前沿技术/工厂外网改造 5G 工业互联网汽车企业外网改造集成应用项目 ......................................... 151 面向服务可保证的工业互联网网络切片......................................................... 163 前沿技术/其他 工业领域 IPV6 改造升级解决方案 .................................................................... 173 企业 IPv6 升级解决方案 ....................................................................................... 187 二、网络行业应用篇 智能化生产 基于工业互联网的智能计量解决方案 ............................................................. 199 基于工业互联网网络的太阳能光热解决方案 ............................................... 213 — I — EC-IoT 解决方案 ....................................................................................................... 223 铸管行业生产线智能管控系统解决方案......................................................... 232 设备监控与维护 基于工业物联网的 Plantweb 数字生态系统 ................................................. 246 智能监测解决方案 ................................................................................................... 260 锅炉综合智能服务管理平台 ................................................................................ 272 基于工业互联网的水电设备安全预警平台 .................................................... 289 工业以太网在综合管廊弱电系统中的应用 .................................................... 306 基于工业互联网的空压机能源管理方案......................................................... 320 基于物联感控技术的通用物联网解决方案 .................................................... 331 制造业工业互联网解决方案 ................................................................................ 345 基于信息新技术的燃机机群监测诊断私有云平台 ..................................... 356 网络安全 钢铁行业工业互联网安全解决方案 .................................................................. 368 三、附录 解决方案供应商介绍............................................................................................... 387 — II — ADNET 智能工厂网络建设方案 新华三技术有限公司 网络改造技术篇/成熟技术/工厂内网改造 1 概述 本方案旨在为制造业企业提供一套可靠的智能工厂网络建 设方案。方案利用工业物联网、SDN、IPv6 等新兴技术，实现工 业场景下人员、设备、物料、产品的海量互联，为工厂实现智 能生产、协同制造和柔性制造提供网络支撑。 1.1 背景 近年来，制造业企业正面临着供给侧改革的时代命题，转 型升级的需求十分迫切。而传统工厂 IT 系统与工控系统间的通 信往往存在较多障碍，具体表现在： 1) 工业控制协议标准各异，各厂家设备难以互通； 2) 工业现场存在很多信息孤岛，网络性能亟待提高。 这些问题导致现有工厂网络无法支撑数字经济下的制造业 生产运营模式。随着物联网、SDN、IPv6 技术的日渐成熟， ADNET 智能工厂网络建设方案（ADNET 即应用驱动网络）的提出， 帮助制造业企业完成工厂网络的升级改造。 1.2 实施目标 1) 实现工厂有线无线网络全覆盖，解决信息孤岛的问题。 有线网络的时延、稳定性达到工业现场要求，同时兼容 IPv4/IPv6 双栈。无线网络根据工厂实际需求支持 Wi-Fi、 — 1 — RFID、4G/5G、NB-IoT、LoRa、ZigBee、蓝牙等信号中 的一种或几种，同时无线信号质量高，满足场景要求。 2) 对主流工业现场总线协议进行适配，实现生产网和信息 网的双网融合互通。 3) 基于 SDN 技术部署工厂网络，向上对接工厂云平台，实 现网络设备自动配置和业务快速部署，提升产线效率， 减少人力投入。 4) 建立工厂网络安全保障系统，实现人、机、物、系统的 可控接入和行为审计，保证工厂的设备安全、网络安全、 控制安全、应用安全和数据安全。 1.3 适用范围 该解决方案适用于制造业工厂内网络的建设和升级改造， 建设完成后的网络能够满足工厂柔性制造、协同生产、个性化 定制的业务需求。 1.4 在工业互联网网络体系架构中的位置 该解决方案属于工厂内网络建设方案，在下图中所处位置 包含 1、2、3、4、5、6 六部分的内容。 — 2 — 图 1 工业互联网互联示意图 2 需求分析 传统的工业网络存在以下问题： 1) 工业现场总线协议标准各异，不同厂家设备无法互通， 存在数据孤岛； 2) 数据孤岛的存在使设备状态无法得到有效监控，进而导 致企业需要在计划排产、物料配送、生产协同、质量控 制、设备检测等环节投入大量的人力物力； 3) 传统 IP 网络采用尽力而为的传输机制，时延不稳定且存 在丢包，因此在一些时间敏感型场景无法使用； 4) 网络安全问题层出不穷，工控设备普遍不打补丁，一旦 设备联外网就容易遭到入侵攻击，导致工厂大面积瘫痪； 5) 生产区域的任意设备都可以随意接入网络，缺乏接入管 控； 智能工厂