淺談5G技術在工業領域的應用與發展

萬燁

（武威市工業發展研究中心，甘肅 武威 733000）

0 引言

5G技術已經成為當前移動通信體系以及互聯網建設的主要內容，5G技術具備高速率、低延時、大連接的優勢，快速的融合到了社會各個層次。這其中為了進一步提升我國工業發展質量，打造智能化的工業創新體系，以5G技術為基礎，構建工業互聯網，已經成為了近些年我國工業行業發展的主要內容。但是結合實際情況來看，當前我國的工業互聯網與5G技術的融合還處于前期的起步和優化階段，面臨著較多的挑戰，那么必須要打造完善的5G技術融合方案，構建具有動態性的發展體系，才能夠全面推動工業領域的優化發展。

1 5G技術在工業領域的融合機理

結合我國當前的工業行業發展現狀來講，為了進一步滿足整體社會的發展需求，制造領域也需要向智能化以及信息化方向轉型。因此我國當前的工業領域中已經滲透進了大量的信息技術，例如網絡技術、大數據、云計算、人工智能等。這些新一代的工業技術和數字技術相融合之后，能夠打造具備網絡化、智能化以及數字化特點的工業生產體系，這也正是當前5G技術與工業領域具有融合切入點的重要途徑。

數字化的發展主要指的是建立在工業互聯網的基礎上，利用數字化技術來構建一體化的生產線，確保各個單元能夠相互配合，在協調一致的基礎上完成工作任務。除此之外，當前部分生產企業為了進一步落實生產效率的提升，針對數字化生產線進行了改造，加入了大量的終端設備，那么終端設備之間的聯網便需要通過5G技術來打造高質量的網絡通信體系，例如5G的mMTC（大規模物聯網）特性能夠滿足海量物聯的通信需求，這使之成為工業互聯網發展的優先網絡選擇[1]。

網絡化則是建立在工業發展的基礎上，將各個環節聯動起來，有效確保人、機、物、應用等要素可以通過互聯網匯聚到一個整體中，能夠有效維持工業生產體系的高質量運行，同時對于工業生產的集約化管理以及規模化管理也有一定的促進作用。那么以此為基礎，5G技術的融入，則更趨向于自動化，例如5G的uRLLC（超低時延超高可靠通信）特性將在人機交互和工業控制等場景下，為工業互聯網提供完美支持。

智能化則是建立在大數據的基礎上，通過模型以及算法作為核心體系，打造的強大的計算功能，能夠結合工業生產過程中產生的海量信息，進行綜合計算以及分類處理。尤其是當前數控技術已經應用到了工業生產領域，那么大量的加工數據必須要具備一個完善的數據庫，這樣才可以實現智能設備的智能加工。而5G技術在其中的應用，往往是建立在網絡收集以及上傳云端的基礎上打造的深度學習體系，實現自主學習、智能判斷、自覺執行，從而全面提升工業生產的效率。

2 5G技術在工業領域的應用矛盾

2.1 缺乏有效的需求拉動力

工業領域落實工業互聯網建設以及5G技術的融合，最終目的是全面提升工業生產的效率和速度，但是結合當前我國部分工業行業的發展現狀來講，缺乏需求依舊是嚴重制約工業領域信息化建設的主要因素。

例如無法全面提升工業領域的信息化建設水平；企業在進行數字化改革的過程中，改革率較低，改革進度緩慢；其次部分工業領域的5G技術融合剛需場景不夠明確。當前大部分的工業生產領域，工業控制是核心場景，也是有較高可靠性需求的環節，設備移動幾率較少，大部分的工廠依舊傾向于利用現場總線的方式進行通信傳輸和連接，與此同時原有的4G＋無線網絡的模式能夠有效滿足實際生產需求，這導致5G技術的融合缺乏有效的場景和應用環境，在性價比方面可能無法替代原有的網絡連接方式。

2.2 供給規模不穩定

結合我國當前的5G系統建設情況來講，5G基站已經初步形成了規模性覆蓋體系，但是部分5G產品依舊處于前期的測試以及完善階段，尤其是在工業領域，5G商業模式還未完全成型，供給力度不強。而產生該種現象的主要因素與當前的5G部署以及應用成本較高有直接關系，同時5G基站的無線設備，大多數是建立在有源天線的基礎上進行對接的，造價較高，是原有4G基站的兩倍左右，因此會進一步加強企業的運行壓力[2]。

2.3 應用場景較為復雜

工業領域的生產需求具有極強的復雜化和多樣化，可是大部分的工作模式標準化程度較低，可復制性較差，這對于運營方來講，會帶來較多的困難和挑戰。除此之外，復合型人才有限，IT領域與工業生產領域之間的交互力度還未滿足實際的5G融合生產需求。

3 5G技術在工業領域的實際應用策略

3.1 利用中小企業作為5G融合需求提升的拉動主體

為了這一步提升工業信息化發展的質量可以綜合整體工業領域的實際發展需求，建議在中小企業的角度，進一步增強中小企業工業生產數字化轉型的力度，這樣能夠為整體工業領域的信息化改革需求提升奠定基礎。可以建立在企業數字化制造、行業平臺化服務模式的基礎上，構建數字化總包模式以及行業云平臺發展體系這兩個關鍵環節[3]。這其中數字化工程總包模式能夠有效改善傳統工業企業的技術，碎片化問題可以打造一體化的生產流程以及生產標準，打造集成開發軟件，落實數據統一管理。這些措施能夠有效提升中小企業的生產規范化以及精細化，從而促使數字化的轉型更具可行性；行業云平臺發展體系則是建立在互聯網的基礎上，通過5G技術本身高速率低，延遲的優勢，來營造極具共享性的管理方案。除此之外，還是要進一步拓展5G應用市場構建服務型企業，例如可以打造工業APP，建立在多方主體參與的基礎上，通過試點工程來提升5G技術，在工業領域的覆蓋面。

3.2 通過智能模塊助力生態體系的形成

工業互聯網生態體系主要指的是建立在整體工業生產環境的基礎上，通過分析自身的發展規律來構建的可持續化發展體系。而這種可持續化就必須要借助互聯網以及5G技術的優勢，打造智能化的工業生產模式，并且全面提升通信網絡的速率和發展質量。例如當前在工業領域中，以5G芯片模組為核心的智能模塊，能夠有效促進生態體系的形成。

嵌入5G芯片的“即插即用”工業智能模塊仍處于發展初期，應當從供應側和需求側兩端共同推動其發展。首先從供給的角度來講，可以鼓勵當前IT市場中常見的芯片生產商加入到工業領域的研發中去，例如華為、新華三等芯片與軟件供應商，他們有著較為雄厚的技術實力，能夠結合工業生產的實際需求，打造最有針對性的數據傳輸系統。

而從需求的角度來講，可以建立在工業體系創新改革的角度，分析當前主要的創新目標以及創新方向，例如離散工業、柔性制造需求程度高的企業，可以構建試點性的5G智能模塊推廣工程，并且將其向規?；图苫较蛲七M。這種方式能夠打造標準化設計、批量化生產、規?；褂?、市場化配置、生態化發展格局，能夠為5G技術的全面融合提供良好的環境[4]。

3.3 構建5G業務推廣模式創新

可以結合工業生產過程中的具體場景來落實好5G技術的融合，例如可以遵循5G和工業互聯網之間的交互性，建立在特定業務的基礎上，打造具有針對性的業務推廣模式，要不斷完善原有的技術體系，結合產業生態環境中的細節，落實業務探索；通過示范性的項目來進行業務落地，進一步創造新的5G商業應用價值以及應用模式。

從整體產業的發展節奏和社會需求角度來講，現階段可以將重點放置在5G技術和AGV通信控制、超高清視頻、機器視覺、遠程運維等融合領域。這其中的AGV技術主要指的是建立在移動性生產設備的基礎上，結合生產場景對無線網的實際需求打造的針對性服務體系，能夠有效提升原有無線網絡的覆蓋質量，提升傳輸有效性；而結合工業生產構建的5G高清視頻，也能夠有效代替原有的生產管理體系，在空曠空間以及高危的工業場景下，有著較強的應用優勢；遠程運維以及機器視覺則是建立在移動設備巡檢和自動控制的基礎上打造的運行體系，這其中借助5G技術，可以將AR技術以及VR技術融入其中，可以促使工業生產具有更高的自動化特點，例如利用該種技術體系構建的智能物流、自動化設備維護體系、運行定位系統等。

多種類型的5G業務模式，能夠有效滿足工業生產過程中的個體需求，最重要的是可以促使5G技術逐漸滲透到工業生產的各個領域，促使工業互聯網更具立體化特點，也能夠為工業生產線的技術優化提供有效依據[5]。

4 結語

綜上所述，當前，為了進一步提升工業生產領域的發展質量，滿足社會的實際需求，利用5G技術打造高質量的通信系統以及數據傳輸系統，已經成為了多方關注的重點。營造完善的5G融合環境，拉動內需，提升外部主體的支撐力度，落實好技術體系的優化升級和改革，打造智能模塊，助力生態系統的形成。這可以為工業領域的技術創新奠定基礎，也可以進一步深化5G技術的融合力度。