5G+工业互联网融合应用加速落地

1、5G+工业互联网：融合应用加速落地摘要：2020年是5G与工业互联网融合创新的第一年。当前，我国政府大力推动 5G与工业互联网融合发展，“5G+工业互联网在行业领域的应用日趋广泛，两者 融合产生的倍增效应和巨大应用潜力正加速释放。本文基于5G+工业互联网：融 合应用加速落地展开论述。关键词：5G+工业互联网；融合应用；加速落地 引言目前，“5G+工业互联网正赋能千行百业转型升级，在航空、矿山、港口、能 源、钢铁等领域，基础电信企业、工业企业、设备商等产业主体正加快探索5G 与工业互联网的结合。从具体应用场景看，5G正从生产制造的外围延伸到内部环 节，像安全监控、生产巡检等场景，正逐步向产品协同

2、制造和协同设计以及精准 控制等环节延伸。部分企业已经开始推动5G介入工厂实际的一些装配检测以及 生产的内部环节。1“5G+工业互联网实践我国5G正式商用后，特别是5G专网建设启动之后，三大电信运营商先后制 定了基于“5G+工业互联网”发展目标。中国移动发布了“5G+工业互联网”、“1+5”应 用场景及“5G+工业互联网”应用场景白皮书。“1”即5G行业专网，作为各个领域 的网络连接基础;“5”即5G+工厂、5G+矿山、5G+钢铁、5G+电力、5G+港口五大重 点细分行业的5G应用场景。中国电信在电信云网融合基础架构之上建设了工业 互联网开放平台，重点解决工业物联网、工业物联网在工业智能网关、工

3、业数据 平台、工业数据应用中的障碍。中国电信联合中国信息通信研究院正式发布工 业连接计划白皮书，提出了工业连接的两类应用、四大场景、八项连接需求， 并制定了具体的目标和实施步骤，帮助制造企业实现网络化、数字化、协同化和 智能化转型。目前，中国电信已与三一重工、中建钢构、美的集团、中国电建、 中船工业、小米、通用电气、西门子医疗、海尔集团等在内的百余家行业领袖企 业开展了 5G合作实践。中国联通在数字车间、产业协同工业互联网平台、标识 解析节点、工业大数据应用等方面已与国内多家企业实施战略合作，在企业数据 互联、工控防护、云边协同、物联感知和智能制造领域，完成了一系列合作开发 和应用;在“5G+

4、工业互联网”的推进方案中，涵盖了连接、标识、安全、平台、数 据、应用六大板块，并为企业级和行业级用户打造定制了平台解决方案。从我国 近40年“以点带面，局部突破拉动整体发展”的发展经验看，目前，我国已经具备 和集聚了一批有能力的企业率先探讨“5G+工业互联网”协同发展的条件。国务院 刚刚出台的新时期促进集成电路和软件产业高质量发展的若干政策，无疑为 “5G+工业互联网”创造了更坚实的技术支撑和创新动力。2工业网络面临的问题和挑战当前，工业网络仍面临诸多问题，这主要体现在以下3个方面：1）不够开放 和友好，这是由传统工业厂家的格局和市场来决定的。大多数的工业协议都是封 闭化的结构设计，拥有严格控

5、制的对外接口。2）不够弹性和灵活，扩展和调整 的难度比较大。3）不适应业务发展的需要，部署和运维的成本比较高。由于工 业网络涉及到有线和各类无线，加之在现场都有应用，所以它难以融合新技术的 变革，对现有技术和架构产生了很大的阻碍影响。在无线网络方面，现有工业无 线网络尚存在以下几个方面的挑战：1）可靠性和稳定性。工业场合对可靠性和 稳定性的要求比较高，而无线传输的可靠性、稳定性与有线的方式相比还不具备 突出优势。2）刷新速度。工业系统对刷新速率要求比较高，而无线通信较难实 现高速刷新，同时难以实现大量终端的同时在线连接。3）网络安全。无线网络 被入侵和干扰的风险较高，网络安全得不到保障。4）传

6、感器无线供电。虽然无 线网络缩短了通信的线路，但是仍解决不了供电线的问题。对传感器进行无线供 电目前仍是一个无法产业化的问题。5）无线工业领域协议及标准。有线领域的 标准协议历经几十年才被逐渐规范，在无线工业领域，这些协议又被重新定义一 遍。6）电磁辐射和干扰。由于很多无线网络会产生电磁辐射，在面向特殊行业 （石油、井工矿等）时，必须考虑防爆和隔爆的特殊要求。3工业互联网是制造业转型升级的关键支撑近年来，国家政府高度关注工业互联网和制造业高质量发展，2018年“发展 工业互联网平台”首次写入政府工作报告；2019年政府工作报告明确指出“打造工 业互联网平台，拓展智能+，为制造业转型升级赋能；2

7、020年更是指出发展工 业互联网、推进智能制造，这充分显示了党中央、国务院对工业互联网的高度重 视。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的关键基础设施、新兴业 态与应用模式，通过人、机、物的全面互联，实现全要素、全产业链、全价值链 的全面连接，为沟通物理世界和虚拟数字世界搭建起桥梁，为各行业的数字化、 网络化、智能化提供通用方法论，是制造业领域加快实现数字化转型的根本支撑。 我国制造业长期处于产业价值链的中低端，低端产能过剩与高端产品有效供给不 足并存。加快工业互联网应用推广，有助于推动工业生产制造服务体系的智能化 升级、产业链延伸和价值链拓展，进而带动产业向高端迈进。45G技术在产业

8、整合中的应用5G技术采用增强型移动带宽eMBB，通信uRLL具有超高可靠和低时延的特点。 在工业场景中应用5G技术，单用户峰值速率可以达到1Gbps以上，传输时延在 10ms以内，甚至能够达到1ms，因此可以满足高速数据传输和采集需求，可以为 实时控制类应用实现提供支持。5G采用的大规模机器类通信mMTC具有较大容 量，在1平方公里内可以与超百万设备实现通信连接。发挥移动通信无线连接优 势，能够满足资源动态部署和调整需求。建设工业互联网，不仅需要实现数字化、 智能化生产组织管理，还要推动工业产业的网络化发展，以便使设计企业、生产 制造企业等各个企业有效协同开展工作，在延长产业链条的同时，提高行

9、业生产 效率。应用5G的多接入边缘计算基数MEC，能够通过与AI等高新技术融合实现 产业分布重新部署，通过为各航哥也提供大带宽、高运算、低时延网络打造产业 数据汇聚平台，通过接入海量终端实现行业数据汇总，完成有价值数据挖掘，从 而制定科学发展决策，不断推动客户业务体验升级。运用5G的软件定义网络架 构SDN，能够使网络设备控制面板与数据转发面相互分离，为通够控制软件配置 网络为产业数据传递提供高带宽和动态网络。应用网络功能虚拟化技术NFV实现 软硬件解耦，能够利用虚拟化软件实现专用硬件设备功能，促使企业摆脱硬件资 源限制，顺利接入工业互联网。通过对工业数据进行采集融合，并利用边缘计算 实现自动

10、化解析和智能分析控制，能够完成互信、共赢工业互联生态圈打造，促 进垂直行业整合发展，从而形成完整工业体系。结束语工业互联网是第四次工业革命的关键支撑，5G是新一代ICT技术演进升级的 重要方向，二者融合发展对加快制造业数字化、网络化、智能化发展，促进数字 经济和实体经济融合具有重要意义，也是新型基础设施建设的重要内容。未来， 随着技术和产业的进一步成熟，5G+工业互联网的赋能效应将进一步凸显，最终呈现燎原之势，有力驱动我国制造业转型升级，助力经济社会的高质量发展。参考文献史炜.“5G+工业互联网”是我国工业振兴之本N.人民邮电,2020-07-23(003).肖羽，王帅.5G和MEC在工业互联网中的应用探讨J.邮电设计技术,2020(07):7- 11.岳