第五代移动通信网络(The 5th Generation Mobile Networks,5G)的核心是基于云原生的服务化架构,可将传统网络设备功能重构,提供面向服务的资源管理、网络编排与切片服务。电信网络中业务不可控且统计型到达,网络编排以资源最优为导向,而工业互联网业务呈现出小规模、确定性的特征,5G云原生系统和服务化技术在保障具有严格的时间、时序等确定性要求的工业应用方面,仍面临着问题。虚拟网络功能转发图是影响该问题的主要技术因素,为此本文以业务性能最优为目标,从空间维度拓展到时空维度来研究转发图编排技术与方法,主要内容如下:（1）首先阐述了5G云原生系统的相关概念,包括服务化、虚拟化架构和虚拟功能转发图的关键技术;其次分析了工业应用的分类与编排需求,讨论了5G服务化结构在工业互联网中重部署时的映射关系;最后本文给出了可保障具有严格时间、时序要求的端到端业务传输的转发图编排方案,包括高层业务编排与底层资源编排,将虚拟网络功能转发图（VNF Forwarding Graph,VNF-FG）的确定性编排抽象为全整数规划问题,可分解到全流程的传输路径选择、VNF节点输入端和内部虚拟网络功能组件（Virtual Network Function Component,VNFC）中消耗时间的规划与控制上。（2）研究了转发图确定性编排中的全流程路径选择和消耗时间规划、业务流在输入端与VNFC中的消耗时间控制三个关键技术。1)本文首先提出了非工作保持型（Non-workconserving）的全路径时间协调VNF-FG编排算法FTCO,考虑业务时间性需求,将转发图从空间维度的拓扑编排扩展至时空维度联合优化,实现了全流程路径的选择和消耗时间的规划;2)进一步将工业网络部署到非同步承载网中,提出在VNF输入端的虚拟时间调度算法VTS,将不确定性时延抖动反压到应用层中重排序,直接将同步的业务时间服务于业务编排,在链路上实现准同步调度;3)最后考虑工业网中仍存在非实时操作系统的终端,即使虚拟化为VNFC,也难以在v CPU转发时,保证规划的进程消耗时间。因此本文提出了基于紧急度的确定性进程调度算法DUS,根据规划的消耗时间与进程到达该节点时的状态,在每一VNFC中为相应的进程分配不同的紧急度,在每一次调度周期内动态排列和调整进程的调度顺序,完成不同进程间的确定性调度。（3）本文分别对三个关键技术的效果进行了仿真验证,利用开源Open Day Light项目中提供的以资源优化为导向的编排算法作为对比。结果表明,FTCO在保证业务及时、准时和协同上性能最优。VTS能够以业务时钟来驱动调度,且可在应用层调整业务入网时序,从而在非同步的承载网中实现规划的输入端消耗时间。相较于优先级类算法,DUS能够消除时延抖动或对突发抖动进行平滑,在VNFC模块中改变进程间的调度位置来保障所规定的等待时间,从而支撑端到端业务的全流程、确定性的编排能力。