5G与工业互联网的联合应用分析

蒋丽萍

摘 要：将5G与工业互联网进行联合应用，可以利用5G将生产过程中产生的实时数据进行传输，为系统进行决策处理提供支撑。另一方面，5G网络切片技术与工业互联网进行结合，还可以实现强大的计算能力，从而提高系统的灵活性安全性，有效降低生产过程中的时延。5G技术还可以实时传输工业视频，管理人员可以利用人工智能对其进行分析，在此基础上实现对生产全过程的良好管理，有助于提高生产效率与质量，提高生产控制的自动化智能化水平。

关键词：5G;增强移动宽带（eMBB）;超可靠低延迟通信（URLLC）;海量机器类通信（mMTC）;工业互联网平台

0 引言

5G是当前非常热门的一种技术，其发展前景非常广阔，能够在多个行业和领域得到有效应用，并发挥出强大作用[1]。5G技术在工业领域的应用，可以有效推动工业发展的趋势和方向，具体来讲，在5G的帮助下，工业发展将朝着智能化自动化数字化方向发展，在5G的帮助下，工业发展将达到更高水平，其生产效率与质量将得到有效提升，管理效果也会进一步提升，而生产成本则会进一步下降，从而有效推动工业生产实现新的发展和完善，达到更好的生产效果。

1    5G+工业互联网平台

5G与工业互联网的结合，能改变传统网络环境下网络与业务分离的状态，在生产过程中，可以通过给系统原有的MEC平台，将相关的业务进一步下沉，在此基础上为用户提供相应的服务，从而提高生产经营的科学性，强化对整个生产过程的控制，达到良好的生产效率与管理效果。

工业生产制造对无线通信具有更高的要求，这是达到良好生产效率与生产品质的内在要求，也是实现对生产过程良好管理的内在要求[2]。在5G环境下，基于5G与MEC的新型服务化架构，同时结合应用其他技术如增强移动宽带、超可靠低延时通信、海量机器类通信以及网络切片等先进技术，可以帮助企业在工业生产过程中实现网络的无线接入以及网络的无线传输。不仅如此，还可以根据工业生产的实际需要，利用5G网络为工业企业提供相应的服务，可以为企业提供符合其需要的动态服务，同时其可靠性得到有效提升，为企业实现科学化管理打下基础，帮助企业实现更高水平的生产管理。

在工业生产发展过程中应用5G技术，要注重搭建相应的互联网测试平台，通过这种平台来接入5G网络，并有效发挥5G网络自身的诸多优势。具体来讲，可以利用互联网测试平台引入5G网络，利用其低延时的特征，实现对生产过程中对应设备的精准控制，从而提高工业生产过程中的控制效率与质量。此外，还可以利用5G网络自身的高宽带特性，将工业生产过程中各个环节的运行数据和细节以及视频等进行采集，实现对工业生产全过程的有效控制。还可以利用5G具有的海量连接特性，实现对工业生产多种设备的连接，从而提高工业生产的整体控制效果。

5G与工业互联网的结合，可以有效提高数据采集的效率与质量，在实践过程中，可以利用5G带来的便利，实现对工业数据的有效采集，这个采集过程基于5G无线网络，其覆盖面更广，采集准确度更高，能够支持3000多种工业设备的数据采集，同时还可以实现数据接入和转换，并将其与控制系统进行连接，实现对数据的远程采集智能采集和自动采集。在数据传输过程中，还可以实现对数据的加密保护，从而有效提高数据安全性。

2    5G+ 工业互联网平台落地方案

本文以某企业为例，分析该企业在工业生产过程中如何应用5G以及应用效果。该企业处于发展上升期，建立了多个分厂，而且分布在不同区域。为了有效提高对工业生产的全过程管理和整体管理，实现对企业生产经营过程中的生产、供应、销售、管理、数据等方面的控制，在此基础上实现资源的优化配置，提高分厂的生产效率与质量，减少企业工业生产的整体能耗和成本，提高企业的集中管理控制效果，决定采用5G技术建立工业互联网。在实践过程中，结合本企业实际情况构建了对应的工业操作系统，并在总部和各个分厂建立了对应的两级数据中心。

在企业的生产管理过程中，各个分厂可以利用5G网络实现接入，并利用MEC实现对传统的搭载，为顺利开展各项业务打下基础，在这个过程中，5G技术的应用可以保证数据采集传输过程中的低延时以及高可靠，为实现更高质量的生产管理打下基础[3]。各个分厂系统与企业总部的系统进行连接，进而实现对整个工业生产的全面控制。在整个过程中，可以建设相应的高速专网，为达到更好管理控制效果打下基础。将系统应用于企业的工业生产管理，可以针对工业生产过程中的各种数据视频进行实时采集，这包括工业生产城关镇的生产数据、视频监控数据、操作数据和管理数据等，这些数据被采集以后迅速传输至总部，系统会对数据进行分析，为建设更高水平的现代化工业管理系统打下基础。

为了顺利实现5G的有效应用，企业与当地的电信部门进行紧密合作，当前，5G信号已经基本覆盖该企业总部以及相关分厂，为顺利实现5G的系统建设和控制打下基础[4]。根据网络测试，该地区5G网络运行速度很快，上行可以达到100 M，而下行可以达到600 M。利用5G网络提供的低延时、高带宽以及企业功能，将工业控制系统与5G网络进行结合，可以实现对企业整体生產经营过程的全面监控和控制，在此基础上实现多种功能，比如工业设备的物联网建设，远程数据的采集和控制以及可视化，工业生产过程的现场巡检，物流的精准追踪，以及基于互联网的智能计算和图像识别，边缘计算等。

（1）数字化决策分析：在建立的基于5G网络的系统上，可以实现对企业生产全过程数据的采集和分析。在数据分析的基础上，企业可以根据需要对各个分厂的生产等进行科学控制，从而达到减少生产成本、提高生产效率的效果，还可以实现对生产的整体控制。

（2）大数据分析应用：借助于5G网络的帮助，可以将企业原有的生产数据进行分析，在此基础上建立相应的生产模型和系统设计，为提高生产质量提供支撑，为提高生产的精确性和有效性打下基础，减少生产过程中的误差。

（3）机器视觉分析应用：利用5G网络以及机器视觉艺术，可以针对工业生产过程中的各种细节进行精准监测，比如在生产过程中的打包、材料的使用、材料顆粒娥大小，工业设备链条的磨损情况等，还可以实现对禁入区的检测，这有助于替代传统的人工作业，达到更好的检测准确度。

（4）工业设备远程运维：结合设备具体情况设计对应的设备监测诊断控制APP，在此基础上利用5G网络实现对设备的远程检测和诊断，也可以实现在线监测和诊断，准确掌握设备运行状态，分析设备运行过程中存在的风险，并做出预测，还可以根据需要提供相应的维修服务。

（5）智能点检与视频轮巡：科学系统应用设备近场通信位置识别、视频监控、移动监测等技术，可以实现对工业生产过程中的智能监测和准确识别。在现场巡检过程中，工作人员可以利用增强现实眼镜实现对设备的监测，并利用5G网络实现即时交互，根据专家指导做好设备运行的智能监测和问题解决。

（6）视频分析与分散控制系统（DCS）联动：利用5G网络对工业生产过程中产生的各种数据进行精准分析，并及时做出相应的预警，可以有效提高工业生产的整体管理控制效果，进而有效提高工艺自动化生产控制水平。

（7）大数据与先进控制系统（APC）联动：利用5G网络结合平台建设的大数据系统，基于工业生产的具体环境和细节，可以准确预测相应的指标以及参数，在此基础上可以实现更为精准的控制调控。

3 结语

5G是当前非常热门的一种技术，其发展前景非常广阔，能够在多个行业和领域得到有效应用，并发挥出强大作用。5G技术在工业领域的应用，可以有效推动工业发展的趋势和方向，具体来讲，在5G的帮助下，工业发展将朝着智能化自动化数字化方向发展，在5G的帮助下，工业发展将达到更高水平，其生产效率与质量将得到有效提升，管理效果也会进一步提升，而生产成本则会进一步下降，从而有效推动工业生产实现新的发展和完善，达到更好的生产效果。

[参考文献]

[1]袁捷，张峰，于乐.5G+工业互联网安全分析与研究[J].信息通信技术与政策，2020（10）：18-22.

[2]陆洋.5G融合应用发展面临的挑战与思考[J].信息通信技术与政策，2020（10）：55-58.

[3]赵维铎，蒋伯章.5G+工业互联网的思考与实践[J].中兴通讯技术，2020（5）：57-60.

[4]冯华骏.基于5G内网的工业互联网应用实践[J].中国新通信，2020（19）：102-104.

（编辑 姚 鑫）