1、硬件設備改進設計

如（圖2）所示為當前的巷道堆垛機控制系統數據鏈路結構圖。其中，地面控制站通過紅外光通訊連接SRM1和SRM2兩臺巷道堆垛機。紅外光通訊為透明器件，沒有PROFIBUS地址，無需進行硬件組態。DPDP耦合器連接地面WINAC系統，在本地PROFIBUS地址為5，WINAC通過工業以太網連接WCS。

本次改進設計的目標為建立紅外光通訊的備份通訊鏈路，以本地5G專網覆蓋地面控制站與SRM1、SRM2的連接同時降低通訊時延。采用的改進設計數據鏈路如（圖3）所示。

在地面WINAC控制單元中，不需要再建立S7連接，僅需要將WCS信息、ET200S子站10、ET200S子站40、DPDP 耦合器信息傳輸到PNPN耦合器；同樣對于新增的WINAC控制單元而言，也只需要將連接的PNPN耦合器對應的IO地址改為ET200S子站10、ET200S子站40、DPDP耦合器的IO地址，即可完全采用原地面WINAC控制單元的控制程序。

2、5G MEC部署設計

設計部署一個5GMEC，5G技術中的低時延應用主要依托于前端部署的MEC基站和部署于移動節點上的5G網關，實現“5G無線節點+5G邊緣計算組網模式4。5G網絡將自動化立體倉庫現場的堆垛機控制器與地面調度系統等連接起來，使移動的堆垛機與地面控制站之間可以進行低時延通訊，實現更多功能和更復雜業務，同時保證數據不出廠區，且具備了向廠級私有云平臺的擴展能力，網絡結構如（圖4）所示。其中，現場設備底層數據采集傳感器、編碼器等信號可直接進入ET200S從站，堆垛機和地面控制站的數據交互不再需要離開庫區，僅在邊緣計算中心內部進行轉發。同時，5G MEC具備了向其他廠級MES轉發數據和對數據進行初步處理分析的功能。

3、5G數據鏈路設計

為了進一步降低時延，5G 邊緣計算配置CDN （Content Delivery Network，內容分發網絡）功能，相較于傳統CDN，MEC 更靠近無線接入網。由于物理距離和通信層級的減少，自然移動邊緣計算相較于傳統 CDN 時延進一步降低，并且MEC還包括了本地化的計算能力和能力開放能力，因此具備了低時延和智能化特點。

5G 邊緣計算通過將庫區內的數據轉發下沉到部署于庫區的5G 邊緣數據中心，邊緣數據中心是數據的第一入口負責實時性業務決策和大量生產設備數據的短周期存儲，從而大大降低了通訊時延，也保證了數據不出廠，提高了數據的安全。在5G節點大量增加的將來由于生產數據和設備數據已經在現場的5G邊緣數據中心進行轉發，邊緣計算與 5G 結合使用可以在遇到突發且持續的流量激增情況下解決帶寬、速度和安全問題，外部增加的節點帶來的通訊壓力不會對庫區內通訊造成影響，具有更高的效率，也能節約計算成本。

為了減低項目風險，保留原WCS和地面控制站對堆垛機系統的原有數據通訊鏈路，庫區5G可用于傳輸堆垛機移動端的大量生產數據和設備數據，如實時生產視頻數據和實時設備狀態數據，同時也作為WCS和地面控制站通訊的備份鏈路。如（圖5）所示。