5G技術對工業互聯網應用的影響

張尚旻，李 勇

（重慶市巴南區人民政府李家沱街道辦事處綜治中心，重慶 404100）

0 引 言

工業互聯網主要指通過應用現代互聯網技術來實現工業環境的改革，創造一種更加高科技和高技術型的智能化工業生產環境。在我國的傳統工業市場當中，基于無線網絡的互聯網技術已經在相關行業中有所應用，但事實上由于受到技術等多方面的限制，其覆蓋面積相對較小，而隨著5G技術在我國的不斷發展，其中的多種功能以及優勢可以得到更好地發揮，通過5G技術與工業互聯網的相互融合促進工業的整體發展，以多場景促進工業互聯網概念的最大化實現。

1 工業互聯網發展的現狀

5G是第五代移動通信技術，其將數據傳輸速度提高至1 Gb/s以上，將數據的延時從20 ms下降到1 ms，以使得整個信息傳輸及控制場景的應用更具有實時性和穩定性。我國工業互聯網在發展初期是由多種復雜多樣的設備與設施構成，通過各個設備之間的相互反饋連接完成各個部件和各個系統之間的互聯互通，使得整個工業化生產和管理過程中的工作開展更加系統化。

在工業互聯網中，連接各個系統部分的途徑十分關鍵，其可以稱作為數字神經系統，是實現各個系統部分連接的重要方面。如今，5G社會的時代背景下，工業互聯網也朝著更加智能化和高效化的方向有了一定的發展，通過利用更加先進的通信技術及控制技術可以實現對工業互聯網朝向更加智能化的方向予以創新，這對于我國工業水平的整體進步有著十分重要的意義。工業互聯網的整體架構如圖1所示[1]。

圖1 工業互聯網架構

2 5G技術與工業互聯網技術優勢

2.1 5G技術

在智慧交通、智慧城管、智慧醫療及智慧礦業等領域，5G技術已經有了非常廣泛的應用。隨著5G技術的普及和5G基站覆蓋的不斷完善，5G技術也正在不斷實現全國的整體覆蓋，這也就意味著隨著5G技術的應用對社會的工作及人們基本生活的影響將會變得越來越大。在進行5G技術的研發過程中經常會實現對很多重要技術的應用。例如，非正交多址接入技術能夠實現多個用戶的多址交流和通信數據的復用，在一定程度上促使通信工作的開展更加順利。同時，非正交多址接入技術可以使信息傳遞的效率以及質量有著極大程度上的提升，因此在工業互聯網中應用該項技術可以提升工業互聯網的整體運營質量以及信息傳遞效率，對工業互聯網的發展有著重要的幫助作用。

毫米波通信技術也是5G技術當中的核心技術，該技術和光通信技術相比有著一定的相似性，目前隨著相關技術的不斷發展也逐漸趨向于成熟。毫米波通信技術有著較高的分辨率和抗干擾能力，能夠在復雜的環境下提供更好的數據傳輸，保證數據的質量，防止數據丟失。此外，網絡功能虛擬化技術是5G技術的關鍵性技術，該技術實現了軟硬件的分離，使得網絡上的資源朝向更加標準化的方向發展，有效實現了網絡環境的凈化以及網絡通信效率的提升[2]。

2.2 工業互聯網技術優勢

工業互聯網具有著十分強大的優勢，尤其在目前5G技術發展的背景下，通過應用5G技術，工業互聯網將更好地發揮其本質的功能，以此促進工業的整體發展。具體來說，工業互聯網實際上就是將人、數據以及機器實現互聯，通過網絡通信技術來對相關工業企業利用大數據技術對有關的生產問題、管理問題以及業務問題進行具體的數據分析，智能化地判斷問題所在的區域，以此來更高效、更有針對性地幫助企業合理改進工業發展過程中所遇到的問題，極大提升整體工業生產過程中的工作效率，還會降低其管理以及工作開展過程當中的整體用人成本、時間成本以及工具使用成本等，對于提升企業的整體生產力以及企業自身在相關行業的核心競爭力都有著十分重要的幫助。

目前，工業互聯網已經得到了一定程度上的發展，但在之前由于受到相關技術的限制，導致覆蓋面相對較小。而隨著5G技術的應用，工業互聯網的自身優勢將會得到更大程度的展現。例如，通過數據上傳App和計算機所分析出來的工業結果，將數據儲存在云端，這樣可以使得整個數據處理環節變得更加智能化和高效化。

在各個設備的控制計算機進行實際運行的過程中，工業互聯網技術的實際計算機終端在其中扮演著極為核心的作用，其自身的計算能力和存儲能力都相對較高，企業需要消耗一定的成本。但事實上，隨著5G技術的應用，其所帶來的效益遠遠高于其自身所消耗的成本，因此工業互聯網發展是基本趨勢，也是十分重要且十分關鍵的工業化發展方向[3]

3 5G技術在工業互聯網中的應用

5G技術在工業互聯網中的應用有著十分巨大的優勢，具體來說主要包含以下幾個方面。第一，5G技術可以通過利用計算機終端將生產過程中的信息和數據上傳到云端，由計算機進行處理分析。信息的處理和數據的計算能夠實現對工業生產過程中多種信息與數據的監督以及更加全面化地把握，使得相關數據更加明確，能夠依托計算機及相關程序進行精準化管理，更大程度上幫助相關技術人員進行數據分析和數據處理工作。第二，相關的數據與信息通過計算機終端進行一定的處理之后，5G技術可以對多頻道和多種類的信息進行一定程度的反饋，這一過程隨著5G技術的不斷發展將會變得越來越快，極大程度上減少了信息反饋過程中的時延，實現了更加高效精準化的控制。

除此之外，進行5G技術的應用過程中可以在工業互聯網中的以下幾個方面進行重點應用。第一，可以通過應用5G技術對相關廠區內部的寬帶網絡進行一定程度上的優化。因為針對于一些實際的工業生產工作來說，其對畫面的清晰度有著更高的要求，傳統網絡受網絡速度等因素的影響，使得一些超清或者藍光等畫質的視頻影像不能夠完全保真地傳輸到監控器終端，影響實際的生產監察以及相關的生產分析工作。而5G技術自身地網速十分之快，相關畫面信息可以更加高質量、高清晰度地傳遞給監控終端，以對實際的生產工作有著更加及時且清晰的監督管理與分析。第二，利用5G技術的時延低特性。在諸多的工業生產過程當中，一些高科技技術以及相關的操作設備對于時延有著十分嚴格的要求，一旦時延過高，那么相關的一些高科技技術就不能夠得到很好得完成。當前盛行的自動駕駛技術以及車聯網技術都對網絡的時延有著較高的要求，除此之外遠程醫療也對時延有著較高的要求，時延越低遠程的數據傳輸速度將會越高，可以實現精準化的操作同步，極大程度上促進了相關技術的進一步發展。第三，5G技術大規模的數據連接應用。因為對于工業互聯網來說，其工業生產過程當中的數據量十分龐大，同時數據接口也較多，因此實現大規模的數據連接是確保工業互聯網能夠得以有效運行的基礎。例如，實現人、機以及物三者之間的相互連接就需要多個數據端口以及大規模的數據連接操作，要想保證整個操作過程中的精準性、高效性以及便捷性，就必須通過利用5G技術來達到相關的目的。圖2為5G通信技術在無線監視中的應用圖解[4]。

圖2 5G技術遠程操控

4 5G技術對工業互聯網應用的影響分析

隨著5G技術在我國的不斷普及，在工業互聯網當中已經有了極大程度上的推廣。隨著5G技術在工業互聯網中的應用，可以明顯看到它有著極強的優勢，在多個領域當中都有了非常巨大的體現。5G技術應用在工業互聯網當中是行業發展的必然要求，也是技術發展的必然方向。5G技術自身的優勢十分巨大，有著超高的帶寬、多種類的連接方式以及較低的時延，這在極大程度上滿足了工業互聯網對于網絡的基本要求，也就意味著5G技術對于我國工業互聯網有著十分關鍵的影響，是促進我國工業互聯網朝向更加智能化和高效化發展的關鍵性技術，可以提高相關行業整體生產效率，同時對于進一步提升社會的生產效率有著十分關鍵的影響。下面將針對5G技術對于工業互聯網的具體影響進行分析。

4.1 移動邊緣計算技術對工業互聯網的影響

移動邊緣計算技術是5G網絡中十分關鍵的技術，在工業互聯網中有了極大范圍的應用。該項技術可以在工業互聯網的云計算方面實現更為新型高效的網絡框架創立，讓一些行業中對于低時延要求較高的用戶能夠有著很好的應用。

4.2 高速率和低延時對于工業互聯網的影響

5G技術的高速率和低時延可以是工業互聯網有著十分巨大的技術性提高，還可以提高智能化程度。例如，針對于化工行業來說，其危險性較高也有著十分高的技術要求，合理實現工業互聯網的應用可以在一定程度上降低實際生產過程中的風險，實現更加智能化和自動化的技術操作。而在傳統的互聯網模式下，該項要求一般來說達不到標準，而隨著5G技術的應用，其自身的高速率和低時延特征將會極大程度上滿足這方面的需求。例如，在實際的化工廠中，實現5G網絡的覆蓋對廠區安裝能夠接收5G網絡的一些傳感器及攝像設備，這樣可以使得相關技術人員通過監控裝置即可實現對實際生產車間生產環境和生產參數等數據的監督檢查[5]。

4.3 網絡切片技術對工業互聯網的影響

網絡切片技術的應用在工業互聯網當中可以極大程度上發揮出5G技術自身的優勢，具體來說，通過應用網絡切片技術可以使得相關的工業企業在同等數量和同等水平的設備中實現對網絡的分離，將其分離成為多種類和多數量的虛擬端，以此讓工業互聯網來滿足實業的企業生產需求。這一技術的應用能夠使得網絡設施的虛擬化和流程化有著更大程度的發展，極大程度減少了企業當中在網絡硬件設備上投入的成本。這也就意味著隨著5G技術中網絡切片技術的應用，企業的實際生產工作將會有著極大程度上的智能化及高效化提高。在系統中應用切片技術使得網絡之間不產生影響，以同等的速率實現數據信息的傳輸，滿足了基本的生產要求，對提高企業的整體生產效率有著十分關鍵的作用[6-10]。

5 結 論

隨著5G技術的不斷發展，對我國工業互聯網產生了極大程度上的影響。5G技術的應用有著極大的優勢，可以使得工業互聯網的核心優勢得到更大程度上的發揮，促進我國相關工業行業的智能化和高效化發展，對于實現相關行業生產效率的提升和促進我國工業化水平的提高有著十分重要的意義。