5G 技术在工业互联网领域的应用研究

支敏慧

（中移（苏州）软件技术有限公司，江苏 苏州 215000）

1 工业互联网的基本概述

实际上，工业互联网的宏大的、与现实脱离的愿景并不是在某一瞬间提出来的，它的基本雏形就是在原始的制造业中融入了现代化的互联网技术，同时，部署了多种形式的辅助生产系统，进而形成统一形式的反馈系统，促使工业化生产变得更加可控，大大减少了不合格率。在通信技术和工业技术同时提升的环境中，工业互联网的基本概念变得日渐清晰化，工业互联网在大数据技术、边缘计算技术等全新一代的技术支持下逐渐迈向了智能化的发展道路[1]。

工业互联网新一波的技术浪潮推动着工业化企业向着数字化、智能化以及网络化的方向转型。数字化技术促使工业化的企业生产与经验主义相脱离，再对生产系统和管理系统进行充分的利用，进而使人、物以及业务中的各种数字信息能够进行自动化的搜集和储存，完全体现出了以人为本的企业发展方向，此种技术的应用不但可以大大减轻作业人员的工作量，同时还能提升各项数据的精准性。

网络化技术被称之为工业互联网的神经系统，企业发展的信息流和控制流都不能离开稳定且高速的网络。站在社会层面上来讲，网络化促使工业互联网能够更好的融入到现代化的移动互联网中，将不同阶段的企业进行无缝式的连接，当自身的发展需求发生改变时，可以及时的告知上游和下游的电子商务，进而帮助企业收集多元化以及定制化的产品需求，从而使完整的生产消费链具有一定的透明化特点。智能化技术在现代化的制造业的生产管理中具有一定的支撑作用，是企业提升产品质量和产品生产效率、降低生产成本提高经济规模的重要方式。

2 5G 技术的分析

2.1 软件工程网络（SDN）

软件工程网络的英文缩写被命名为SDN，其主要是利用创新形式下网络架构，促使网络设备的数据转发面板与控制面板上的基本操作和功能能够形成一个独立的个体，从而达到控制流量的作用，让控制设备与不同形式的应用层面之间形成互补干扰的独立体，这样就可以大大降低网络维修的难度，并且对不同形式的需求还具有一定的满足作用。

2.2 网络功能虚拟化（NFV）

网络功能虚拟化，英文简称NFV，其实我们从名称中就可以很清晰的了解到，其主要是利用虚拟化的设备和手段来取代传统形式中专业化的硬件设备的作用，此形式可以让网络资源随着客户实际需求量的转变而转变，从而将硬件设备中的损失降到最低。

2.3 非正交多址接入（NOMA）

非正交多址接入主要在 1G 到4G 技术的时代中得到了大范围的应用，其工作的主要形式就是利用基站来同时满足多个用户的通信需求，便捷性是其在应用中最明显的特点。

2.4 内容分布网络（CDN）

内容分布网络的作用主要在网络发生拥堵的状态下发挥出来，如，它能够在同一个网络中同时建立起多个缓存服务器，以此来达到网络信息传递的稳定性和高效性。

2.5 大规模天线技术（MMW Communication）

大规模天线技术它的主要作用就是在简单的基站中建立起多天线阵列，以此来更好的弥补5G 技术中收发面小的缺点，该技术不但可以对空间进行充分的利用，同时还能降低或避免各天线之间的相互干扰。

3 5G 技术在工业互联网领域的应用

5G 技术通过低延迟、高传速以及超大宽带的优点发展成为未来多样化的应用场景的网络基础。工业互联网的发展在中国属于初期阶段，但令人庆幸的是其正好遇见了5G 的热潮，5G 技术对工业互联网的发展具有巨大的推动作用，在5G 技术不断成熟的过程中，工业互联网的品质将会更上一层。5G 技术在工业互联网中的应用主要表现在以下几个方面：

3.1 5G 高速网络在工业互联网领域的应用

超低延迟、超大带宽、超高速率是目前5G 技术公认的特点，5G 技术的快速发展将会推动工业互联网尽快融入到社会移动互联网的发展中。工业互联网的使用让企业的生产车间变得更加智能化，同时也提高了对设备精准度的生产要求，大大降低了产品生产的不良率。其实误差是由多种因素所引起的，单从网络层面上来分析，5G 技术的高稳定性、低延迟性特点大大保障了设备生产的精准度。

3.2 5G 无线环境在工业互联网领域的应用

在目前的工业互联网的建设和应用中，为了更进一步的提高网络的质量和稳定性，减少外界因素干扰，通常情况下都使用无线网络连接、有线网络连接等技术，但这些技术都普遍存在延时长、环境受限以及干扰因素较多等缺点。然而5G 技术的应用可以大大降低企业生产因布线带来的施工、维修等成本，再加上制造业生产车间内的设备种类比较繁多，在工业互联网应用的环境下对设备之间的信息交互能力具有一定的要求，不可能通过线路将全部的生产设备连接在一起，由此可以看出，未来时间内的工厂生产设备全部都是由工人利用网络技术进行远程控制和操作，并且无线化是企业发展和生产的必然趋势。

3.3 万物互联在工业互联网领域的应用

现阶段，国内的制造业中仍存在很多不具备通信能力的生产设备，工业互联网的应用不但要将这些机械设备进行智能化，完成物与物连接的生产目的，同时还要利用5G 技术实现车间工人、生产设备以及生产系统的信息交互。由美国一家咨询机构的预测，2020年物与物之间连接的信息量是人与人之间相互通信量的三十倍。未来消费者可以在自己的智能设备上观赏到自己所感兴趣产品的制作全过程，并且还有参与其中的可能性，万物互联技术促使工业互联网和移动互联网进行了密切的联系，其作用不仅提升了外界信息对企业生产的使用价值，同时对工业互联网的全新形式的发展场景具有一定的推动作用。

3.4 软件工程网络在工业互联网领域的应用

工业互联网的诞生和使用不是只针对某一家企业进行内部优化连接，而是将社会中整个制造行业都连接在一起，为其提供信息交流的平台，降低企业之间恶性竞争的概率，减少企业供应链成本，让制造行业的整体水平迈上更高的台阶。目前情况下，网络标准比较多，即便是一家企业，在信息高效互通上也很难实现一致性。不同结构的网络形式大大增加了工业互联网部署的成本和难度，软件工程网络的应用进一步提升了工业互联网的通信效率，为设备的操作人员提供了便捷。转发面与控制面的相互独立使得网络设备与应用层之间是不可见的，不需要对不同的机械设备进行专业化的调配，只要在应用软件中进行统一的配置就可以完成。

3.5 网络功能虚拟化在工业互联网领域的应用

网络功能虚拟化通过标准化的服务器，就能将传统专用网络设备的使用功能变成了现实，完全摆脱了专业化硬件资源的局限性，通过对标准设备的应用不但可以减少硬件的使用成本，同时对工业互联网的顺利建设具有一定的有利作用。另外，网络功能虚拟化在思想上对工业互联网的软件定义进行全新的突破。

4 结束语

综上所述，工业互联网的应用对制造业的转型和升级具有一定的推动作用，然而5G 技术以其特有的优势和性能在工业互联网领域中得到了广泛的应用。5G 全系列技术成为工业互联网的最佳选择，软件工程网络、网络功能虚拟化等技术不但降低了工业互联网成本，并且对其的应用效率也具有一定的推进作用。