5G與工業互聯網的聯合應用分析

蔣麗萍

摘 要：將5G與工業互聯網進行聯合應用，可以利用5G將生產過程中產生的實時數據進行傳輸，為系統進行決策處理提供支撐。另一方面，5G網絡切片技術與工業互聯網進行結合，還可以實現強大的計算能力，從而提高系統的靈活性安全性，有效降低生產過程中的時延。5G技術還可以實時傳輸工業視頻，管理人員可以利用人工智能對其進行分析，在此基礎上實現對生產全過程的良好管理，有助于提高生產效率與質量，提高生產控制的自動化智能化水平。

關鍵詞：5G;增強移動寬帶（eMBB）;超可靠低延遲通信（URLLC）;海量機器類通信（mMTC）;工業互聯網平臺

0 引言

5G是當前非常熱門的一種技術，其發展前景非常廣闊，能夠在多個行業和領域得到有效應用，并發揮出強大作用[1]。5G技術在工業領域的應用，可以有效推動工業發展的趨勢和方向，具體來講，在5G的幫助下，工業發展將朝著智能化自動化數字化方向發展，在5G的幫助下，工業發展將達到更高水平，其生產效率與質量將得到有效提升，管理效果也會進一步提升，而生產成本則會進一步下降，從而有效推動工業生產實現新的發展和完善，達到更好的生產效果。

1? ? 5G+工業互聯網平臺

5G與工業互聯網的結合，能改變傳統網絡環境下網絡與業務分離的狀態，在生產過程中，可以通過給系統原有的MEC平臺，將相關的業務進一步下沉，在此基礎上為用戶提供相應的服務，從而提高生產經營的科學性，強化對整個生產過程的控制，達到良好的生產效率與管理效果。

工業生產制造對無線通信具有更高的要求，這是達到良好生產效率與生產品質的內在要求，也是實現對生產過程良好管理的內在要求[2]。在5G環境下，基于5G與MEC的新型服務化架構，同時結合應用其他技術如增強移動寬帶、超可靠低延時通信、海量機器類通信以及網絡切片等先進技術，可以幫助企業在工業生產過程中實現網絡的無線接入以及網絡的無線傳輸。不僅如此，還可以根據工業生產的實際需要，利用5G網絡為工業企業提供相應的服務，可以為企業提供符合其需要的動態服務，同時其可靠性得到有效提升，為企業實現科學化管理打下基礎，幫助企業實現更高水平的生產管理。

在工業生產發展過程中應用5G技術，要注重搭建相應的互聯網測試平臺，通過這種平臺來接入5G網絡，并有效發揮5G網絡自身的諸多優勢。具體來講，可以利用互聯網測試平臺引入5G網絡，利用其低延時的特征，實現對生產過程中對應設備的精準控制，從而提高工業生產過程中的控制效率與質量。此外，還可以利用5G網絡自身的高寬帶特性，將工業生產過程中各個環節的運行數據和細節以及視頻等進行采集，實現對工業生產全過程的有效控制。還可以利用5G具有的海量連接特性，實現對工業生產多種設備的連接，從而提高工業生產的整體控制效果。

5G與工業互聯網的結合，可以有效提高數據采集的效率與質量，在實踐過程中，可以利用5G帶來的便利，實現對工業數據的有效采集，這個采集過程基于5G無線網絡，其覆蓋面更廣，采集準確度更高，能夠支持3000多種工業設備的數據采集，同時還可以實現數據接入和轉換，并將其與控制系統進行連接，實現對數據的遠程采集智能采集和自動采集。在數據傳輸過程中，還可以實現對數據的加密保護，從而有效提高數據安全性。

2? ? 5G+ 工業互聯網平臺落地方案

本文以某企業為例，分析該企業在工業生產過程中如何應用5G以及應用效果。該企業處于發展上升期，建立了多個分廠，而且分布在不同區域。為了有效提高對工業生產的全過程管理和整體管理，實現對企業生產經營過程中的生產、供應、銷售、管理、數據等方面的控制，在此基礎上實現資源的優化配置，提高分廠的生產效率與質量，減少企業工業生產的整體能耗和成本，提高企業的集中管理控制效果，決定采用5G技術建立工業互聯網。在實踐過程中，結合本企業實際情況構建了對應的工業操作系統，并在總部和各個分廠建立了對應的兩級數據中心。

在企業的生產管理過程中，各個分廠可以利用5G網絡實現接入，并利用MEC實現對傳統的搭載，為順利開展各項業務打下基礎，在這個過程中，5G技術的應用可以保證數據采集傳輸過程中的低延時以及高可靠，為實現更高質量的生產管理打下基礎[3]。各個分廠系統與企業總部的系統進行連接，進而實現對整個工業生產的全面控制。在整個過程中，可以建設相應的高速專網，為達到更好管理控制效果打下基礎。將系統應用于企業的工業生產管理，可以針對工業生產過程中的各種數據視頻進行實時采集，這包括工業生產城關鎮的生產數據、視頻監控數據、操作數據和管理數據等，這些數據被采集以后迅速傳輸至總部，系統會對數據進行分析，為建設更高水平的現代化工業管理系統打下基礎。

為了順利實現5G的有效應用，企業與當地的電信部門進行緊密合作，當前，5G信號已經基本覆蓋該企業總部以及相關分廠，為順利實現5G的系統建設和控制打下基礎[4]。根據網絡測試，該地區5G網絡運行速度很快，上行可以達到100 M，而下行可以達到600 M。利用5G網絡提供的低延時、高帶寬以及企業功能，將工業控制系統與5G網絡進行結合，可以實現對企業整體生產經營過程的全面監控和控制，在此基礎上實現多種功能，比如工業設備的物聯網建設，遠程數據的采集和控制以及可視化，工業生產過程的現場巡檢，物流的精準追蹤，以及基于互聯網的智能計算和圖像識別，邊緣計算等。

（1）數字化決策分析：在建立的基于5G網絡的系統上，可以實現對企業生產全過程數據的采集和分析。在數據分析的基礎上，企業可以根據需要對各個分廠的生產等進行科學控制，從而達到減少生產成本、提高生產效率的效果，還可以實現對生產的整體控制。

（2）大數據分析應用：借助于5G網絡的幫助，可以將企業原有的生產數據進行分析，在此基礎上建立相應的生產模型和系統設計，為提高生產質量提供支撐，為提高生產的精確性和有效性打下基礎，減少生產過程中的誤差。

（3）機器視覺分析應用：利用5G網絡以及機器視覺藝術，可以針對工業生產過程中的各種細節進行精準監測，比如在生產過程中的打包、材料的使用、材料顆粒娥大小，工業設備鏈條的磨損情況等，還可以實現對禁入區的檢測，這有助于替代傳統的人工作業，達到更好的檢測準確度。

（4）工業設備遠程運維：結合設備具體情況設計對應的設備監測診斷控制APP，在此基礎上利用5G網絡實現對設備的遠程檢測和診斷，也可以實現在線監測和診斷，準確掌握設備運行狀態，分析設備運行過程中存在的風險，并做出預測，還可以根據需要提供相應的維修服務。

（5）智能點檢與視頻輪巡：科學系統應用設備近場通信位置識別、視頻監控、移動監測等技術，可以實現對工業生產過程中的智能監測和準確識別。在現場巡檢過程中，工作人員可以利用增強現實眼鏡實現對設備的監測，并利用5G網絡實現即時交互，根據專家指導做好設備運行的智能監測和問題解決。

（6）視頻分析與分散控制系統（DCS）聯動：利用5G網絡對工業生產過程中產生的各種數據進行精準分析，并及時做出相應的預警，可以有效提高工業生產的整體管理控制效果，進而有效提高工藝自動化生產控制水平。

（7）大數據與先進控制系統（APC）聯動：利用5G網絡結合平臺建設的大數據系統，基于工業生產的具體環境和細節，可以準確預測相應的指標以及參數，在此基礎上可以實現更為精準的控制調控。

3 結語

5G是當前非常熱門的一種技術，其發展前景非常廣闊，能夠在多個行業和領域得到有效應用，并發揮出強大作用。5G技術在工業領域的應用，可以有效推動工業發展的趨勢和方向，具體來講，在5G的幫助下，工業發展將朝著智能化自動化數字化方向發展，在5G的幫助下，工業發展將達到更高水平，其生產效率與質量將得到有效提升，管理效果也會進一步提升，而生產成本則會進一步下降，從而有效推動工業生產實現新的發展和完善，達到更好的生產效果。

[參考文獻]

[1]袁捷，張峰，于樂.5G+工業互聯網安全分析與研究[J].信息通信技術與政策，2020（10）：18-22.

[2]陸洋.5G融合應用發展面臨的挑戰與思考[J].信息通信技術與政策，2020（10）：55-58.

[3]趙維鐸，蔣伯章.5G+工業互聯網的思考與實踐[J].中興通訊技術，2020（5）：57-60.

[4]馮華駿.基于5G內網的工業互聯網應用實踐[J].中國新通信，2020（19）：102-104.

（編輯 姚 鑫）