蔣麗萍

摘 要：將5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，可以利用5G將生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，為系統(tǒng)進(jìn)行決策處理提供支撐。另一方面，5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行結(jié)合，還可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的計(jì)算能力，從而提高系統(tǒng)的靈活性安全性，有效降低生產(chǎn)過(guò)程中的時(shí)延。5G技術(shù)還可以實(shí)時(shí)傳輸工業(yè)視頻，管理人員可以利用人工智能對(duì)其進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程的良好管理，有助于提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量，提高生產(chǎn)控制的自動(dòng)化智能化水平。

關(guān)鍵詞：5G;增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）;超可靠低延遲通信（URLLC）;海量機(jī)器類通信（mMTC）;工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

0 引言

5G是當(dāng)前非常熱門的一種技術(shù)，其發(fā)展前景非常廣闊，能夠在多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域得到有效應(yīng)用，并發(fā)揮出強(qiáng)大作用[1]。5G技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，可以有效推動(dòng)工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和方向，具體來(lái)講，在5G的幫助下，工業(yè)發(fā)展將朝著智能化自動(dòng)化數(shù)字化方向發(fā)展，在5G的幫助下，工業(yè)發(fā)展將達(dá)到更高水平，其生產(chǎn)效率與質(zhì)量將得到有效提升，管理效果也會(huì)進(jìn)一步提升，而生產(chǎn)成本則會(huì)進(jìn)一步下降，從而有效推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)新的發(fā)展和完善，達(dá)到更好的生產(chǎn)效果。

1? ? 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，能改變傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)分離的狀態(tài)，在生產(chǎn)過(guò)程中，可以通過(guò)給系統(tǒng)原有的MEC平臺(tái)，將相關(guān)的業(yè)務(wù)進(jìn)一步下沉，在此基礎(chǔ)上為用戶提供相應(yīng)的服務(wù)，從而提高生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的科學(xué)性，強(qiáng)化對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的控制，達(dá)到良好的生產(chǎn)效率與管理效果。

工業(yè)生產(chǎn)制造對(duì)無(wú)線通信具有更高的要求，這是達(dá)到良好生產(chǎn)效率與生產(chǎn)品質(zhì)的內(nèi)在要求，也是實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程良好管理的內(nèi)在要求[2]。在5G環(huán)境下，基于5G與MEC的新型服務(wù)化架構(gòu)，同時(shí)結(jié)合應(yīng)用其他技術(shù)如增強(qiáng)移動(dòng)寬帶、超可靠低延時(shí)通信、海量機(jī)器類通信以及網(wǎng)絡(luò)切片等先進(jìn)技術(shù)，可以幫助企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線接入以及網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線傳輸。不僅如此，還可以根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要，利用5G網(wǎng)絡(luò)為工業(yè)企業(yè)提供相應(yīng)的服務(wù)，可以為企業(yè)提供符合其需要的動(dòng)態(tài)服務(wù)，同時(shí)其可靠性得到有效提升，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理打下基礎(chǔ)，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更高水平的生產(chǎn)管理。

在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過(guò)程中應(yīng)用5G技術(shù)，要注重搭建相應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)測(cè)試平臺(tái)，通過(guò)這種平臺(tái)來(lái)接入5G網(wǎng)絡(luò)，并有效發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)自身的諸多優(yōu)勢(shì)。具體來(lái)講，可以利用互聯(lián)網(wǎng)測(cè)試平臺(tái)引入5G網(wǎng)絡(luò)，利用其低延時(shí)的特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)應(yīng)設(shè)備的精準(zhǔn)控制，從而提高工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的控制效率與質(zhì)量。此外，還可以利用5G網(wǎng)絡(luò)自身的高寬帶特性，將工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和細(xì)節(jié)以及視頻等進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程的有效控制。還可以利用5G具有的海量連接特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)多種設(shè)備的連接，從而提高工業(yè)生產(chǎn)的整體控制效果。

5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，可以有效提高數(shù)據(jù)采集的效率與質(zhì)量，在實(shí)踐過(guò)程中，可以利用5G帶來(lái)的便利，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)的有效采集，這個(gè)采集過(guò)程基于5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其覆蓋面更廣，采集準(zhǔn)確度更高，能夠支持3000多種工業(yè)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接入和轉(zhuǎn)換，并將其與控制系統(tǒng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集智能采集和自動(dòng)采集。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的加密保護(hù)，從而有效提高數(shù)據(jù)安全性。

2? ? 5G+ 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)落地方案

本文以某企業(yè)為例，分析該企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中如何應(yīng)用5G以及應(yīng)用效果。該企業(yè)處于發(fā)展上升期，建立了多個(gè)分廠，而且分布在不同區(qū)域。為了有效提高對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程管理和整體管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中的生產(chǎn)、供應(yīng)、銷售、管理、數(shù)據(jù)等方面的控制，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，提高分廠的生產(chǎn)效率與質(zhì)量，減少企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)的整體能耗和成本，提高企業(yè)的集中管理控制效果，決定采用5G技術(shù)建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。在實(shí)踐過(guò)程中，結(jié)合本企業(yè)實(shí)際情況構(gòu)建了對(duì)應(yīng)的工業(yè)操作系統(tǒng)，并在總部和各個(gè)分廠建立了對(duì)應(yīng)的兩級(jí)數(shù)據(jù)中心。

在企業(yè)的生產(chǎn)管理過(guò)程中，各個(gè)分廠可以利用5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)接入，并利用MEC實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)的搭載，為順利開(kāi)展各項(xiàng)業(yè)務(wù)打下基礎(chǔ)，在這個(gè)過(guò)程中，5G技術(shù)的應(yīng)用可以保證數(shù)據(jù)采集傳輸過(guò)程中的低延時(shí)以及高可靠，為實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的生產(chǎn)管理打下基礎(chǔ)[3]。各個(gè)分廠系統(tǒng)與企業(yè)總部的系統(tǒng)進(jìn)行連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的全面控制。在整個(gè)過(guò)程中，可以建設(shè)相應(yīng)的高速專網(wǎng)，為達(dá)到更好管理控制效果打下基礎(chǔ)。將系統(tǒng)應(yīng)用于企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)管理，可以針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，這包括工業(yè)生產(chǎn)城關(guān)鎮(zhèn)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)被采集以后迅速傳輸至總部，系統(tǒng)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為建設(shè)更高水平的現(xiàn)代化工業(yè)管理系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

為了順利實(shí)現(xiàn)5G的有效應(yīng)用，企業(yè)與當(dāng)?shù)氐碾娦挪块T進(jìn)行緊密合作，當(dāng)前，5G信號(hào)已經(jīng)基本覆蓋該企業(yè)總部以及相關(guān)分廠，為順利實(shí)現(xiàn)5G的系統(tǒng)建設(shè)和控制打下基礎(chǔ)[4]。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，該地區(qū)5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度很快，上行可以達(dá)到100 M，而下行可以達(dá)到600 M。利用5G網(wǎng)絡(luò)提供的低延時(shí)、高帶寬以及企業(yè)功能，將工業(yè)控制系統(tǒng)與5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)整體生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程的全面監(jiān)控和控制，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多種功能，比如工業(yè)設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集和控制以及可視化，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)巡檢，物流的精準(zhǔn)追蹤，以及基于互聯(lián)網(wǎng)的智能計(jì)算和圖像識(shí)別，邊緣計(jì)算等。

（1）數(shù)字化決策分析：在建立的基于5G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程數(shù)據(jù)的采集和分析。在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，企業(yè)可以根據(jù)需要對(duì)各個(gè)分廠的生產(chǎn)等進(jìn)行科學(xué)控制，從而達(dá)到減少生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的效果，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的整體控制。

（2）大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用：借助于5G網(wǎng)絡(luò)的幫助，可以將企業(yè)原有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的生產(chǎn)模型和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為提高生產(chǎn)質(zhì)量提供支撐，為提高生產(chǎn)的精確性和有效性打下基礎(chǔ)，減少生產(chǎn)過(guò)程中的誤差。

（3）機(jī)器視覺(jué)分析應(yīng)用：利用5G網(wǎng)絡(luò)以及機(jī)器視覺(jué)藝術(shù)，可以針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種細(xì)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，比如在生產(chǎn)過(guò)程中的打包、材料的使用、材料顆粒娥大小，工業(yè)設(shè)備鏈條的磨損情況等，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)禁入?yún)^(qū)的檢測(cè)，這有助于替代傳統(tǒng)的人工作業(yè)，達(dá)到更好的檢測(cè)準(zhǔn)確度。

（4）工業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維：結(jié)合設(shè)備具體情況設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷控制APP，在此基礎(chǔ)上利用5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程檢測(cè)和診斷，也可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)和診斷，準(zhǔn)確掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，分析設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，并做出預(yù)測(cè)，還可以根據(jù)需要提供相應(yīng)的維修服務(wù)。

（5）智能點(diǎn)檢與視頻輪巡：科學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)備近場(chǎng)通信位置識(shí)別、視頻監(jiān)控、移動(dòng)監(jiān)測(cè)等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的智能監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確識(shí)別。在現(xiàn)場(chǎng)巡檢過(guò)程中，工作人員可以利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的監(jiān)測(cè)，并利用5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)即時(shí)交互，根據(jù)專家指導(dǎo)做好設(shè)備運(yùn)行的智能監(jiān)測(cè)和問(wèn)題解決。

（6）視頻分析與分散控制系統(tǒng)（DCS）聯(lián)動(dòng)：利用5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)分析，并及時(shí)做出相應(yīng)的預(yù)警，可以有效提高工業(yè)生產(chǎn)的整體管理控制效果，進(jìn)而有效提高工藝自動(dòng)化生產(chǎn)控制水平。

（7）大數(shù)據(jù)與先進(jìn)控制系統(tǒng)（APC）聯(lián)動(dòng)：利用5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合平臺(tái)建設(shè)的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，基于工業(yè)生產(chǎn)的具體環(huán)境和細(xì)節(jié)，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)相應(yīng)的指標(biāo)以及參數(shù)，在此基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的控制調(diào)控。

3 結(jié)語(yǔ)

5G是當(dāng)前非常熱門的一種技術(shù)，其發(fā)展前景非常廣闊，能夠在多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域得到有效應(yīng)用，并發(fā)揮出強(qiáng)大作用。5G技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，可以有效推動(dòng)工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和方向，具體來(lái)講，在5G的幫助下，工業(yè)發(fā)展將朝著智能化自動(dòng)化數(shù)字化方向發(fā)展，在5G的幫助下，工業(yè)發(fā)展將達(dá)到更高水平，其生產(chǎn)效率與質(zhì)量將得到有效提升，管理效果也會(huì)進(jìn)一步提升，而生產(chǎn)成本則會(huì)進(jìn)一步下降，從而有效推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)新的發(fā)展和完善，達(dá)到更好的生產(chǎn)效果。

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（編輯 姚 鑫）