5G与工业互联网融合应用的路径思考

丁建群

【摘要】5G技术具有延时低、带宽大、速率高等特征，不仅为工业互联网发展提供有力支撑，还为工业互联网提供更加广阔发展空间。特别是在建立5G+工业互联网全方位生态体系以后，可以实现新型网络、生产要素、先进技术等全连接，推动工业企业朝着数字化方向转型升级。本文围绕我国5G与工业互联网发展状况，对5G与工业互联网融合的原理及应用进行细致阐述，并从推动中小企业全面数字化、拓展5G智能模块、全域工业数字化、5G应用业务发展等方面入手，提出几点有效融合应用路径，以供参考。

【关键词】5G;工业互联网;融合应用;路径;思考

中图分类号：G241                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.16.050

5G和工业互联网作为我国新基建重要构成部分，在带动工业企业转型升级、加快工业领域数字化进程等方面发挥着至关重要的作用。而5G作为新一代移动通信技术，在工业互联网发展中占据着非常重要的地位，通过5G与工业内外网相融合，可以实现生产要素、数据资产、先進技术等全连接，进而全面赋能工业企业数字化、智能化升级。然而受到5G网络部署成本较高、工业企业数字化率较低、技术业务协同难度较大等因素影响，导致5G与工业互联网融合应用进程十分缓慢，其重要作用发挥也大打折扣，需要结合实际采取有效措施进行优化，促进5G与工业互联网高质量融合发展。鉴于此，对5G与工业互联网融合应用的路径进行深入思考。

1. 我国5G与工业互联网融合发展状况

工业互联网主要是以机器、原材料、信息系统、控制系统等之间网络互联作为基础，实现工业数据全面感知、实时传输、快速计算和高级建模的过程，通过工业互联网发挥作用，不仅可以帮助工业企业更好适应外部环境变化，还能实现工业企业精细化管理。而5G技术的出现和发展，为工业互联网注入崭新活力，尤其是在5G全面支持时间敏感网络建设下，可以进一步促进工业企业数字化转型升级，并推动工业智能化进程。

2. 5G与工业互联网融合原理及应用分析

2.1 融合机理

通过工业互联网提供智能服务与产品，并以更大规模推进工业领域形成一套完整的生态系统，可以为工业企业数字化、网络化和智能化转型发展提供有力支撑。而工业互联网建设和发展对5G的需求正在不断增加，在数字技术提供支持下，可以加快集成生产线一体化步伐，在提高企业生产调节水平的基础上，促进企业之间加强协调和配合，尤其是在5G技术开发集成的智能工业模块发挥作用下，可以真正实现各种数字系统之间互联互通，而通过工业互联网平台，又可以对工业各项要素数据进行互联汇集，进而在共享互通中促进管理体系、生产方式、服务模式等重新架构，另外依托大数据强大计算能力，还可以以模型和算法创新作为核心，为企业生产经营全过程提供各种智能化应用服务。

2.2 应用分析

5G与工业互联网融合应用，主要体现在以下几方面：（1）5G与工业内外网融合，依托现有网路难以促进工业进行高效生产，特别是在工业设备、安全要求等方面，由于没有使用统一接口协同，导致设备互联工作量和难度均比较大，这时候依托新发展起来的5G技术，使之与工业内外网进行深度融合，可以充分体现5G技术优势，并且通过工业建立的5G虚拟专网，利用云作为中间介质，促进所有网络互联互通，企业安全要求也能得到满足;（2）提升连接要素价值，通过5G+物联网+工业技术，可以促进生产要素全面互联，人、机、物之间融合也会进一步加剧，特别是在5G与射频识别、超宽带、物联终端等传感技术融合下，可以彻底打破信息孤岛局面，线上数据真实性和有效性也能得到保障;（3）各类数据全面融合，在完成生产要素全面互联以后，也会产生大量数据信息，这时候促进工业现有各类系统进行互联，对于这些工业数据信息也能实现统一管理，并通过加强各维度数据信息分析，为5G在工业互联网中的创新应用提供有利支撑;（4）加快智能化进程，将现代人工智能、机器职能、虚拟现实等新兴技术，融入到工业互联网当中，不仅可以降低运营成本和提高企业运行效率，还能有效实现工业全场景生产运营治理管理。

3. 5G与工业互联网融合应用的有效路径探索

3.1 推动中小企业全面数字化

促进5G规模化应用，要建立在有海量数字化设备联网需求基础之上，然而从整体上来看，工业企业设备数字化率还比较低，尤其是对中小企业，还要加快全面数字化步伐，以为5G与工业互联网融合应用打下良好基础。实践中，可以借助“数字化制造、行业平台服务”模式，妥善解决当前工业企业存在技改碎片化问题，并结合企业实际需求，对数字化转型进行统一规划设计，而通过行业云平台发展，就可以为中小企业提供多样化服务，在解决后续服务难问题的同时，降低企业用云成本，这对全面打开5G应用市场也具有十分重要的现实意义。操作时还要注意深度挖掘工业互联网平台的数据价值，并贯彻更好服务企业原则，开发出更多好用APP，并在创新机制、政策保障、多方参与等多项措施支持下，进一步扩大5G与工业互联网的融合应用。

3.2 拓展5G智能模块

大力发展嵌入5G芯片模组的工业智能模块，可以发挥减少改造成本、降低转型难度和扩大5G应用规模的积极作用，而数字化设备与5G进行互联，也能进一步解决融合应用过程中存在的装备通信协议不统一、实际操作难度较大等问题。从现实情况来看，嵌入5G芯片模组的工业智能模块，尚处于初期发展阶段，要想在融合应用中得到深入渗透，就要从供应侧和需求侧两方面入手，推动工业智能模块更加快速发展，实践中一方面要鼓励和支持中兴、华为、新华三等芯片与工业数字化承包商、软件供应商等，加大5G智能工控模块、无线接口模块、智能通信模块等开发力度，以更好解决5G系统运用存在技术问题;另一方面则要在离散工业、柔性制造企业等中大力推广应用5G智能模块，并在试点示范下形成规模效应。

3.3 全域工业数字化

5G作为一张功能强大、模式多样、内容丰富的网络，除了可以服务工业互联网场景以外，还能服务人-人、人-物互联场景，而大力推进全域工业数字化，就可以依托5G网络强大业务承载力，更好满足整个区域对先进网络的应用需求，在这过程中，5G与工业互联网也能获得发展与创新。实践中，可以先在工业园区、小微企业园等中，对5G网络进行科学部署，并借助5G网络切片技术，为企业不同应用场景提供个性化网络服务，在减少资源浪费的同时，网络应用空间也能得到延伸拓展。另外，在工业园区、小微企业园等中，除了可以开展5G基础设施建设业务以外，运营商还可以充分利用数据采集、便捷通信、运维服务等技術优势，对数字化改造和数字应用业务进行开拓，甚至还可以与供应商、承包商等展开密切合作，在发挥各自优势中建立可持续发展的商业模式。

3.4 发展5G应用业务

受到场景设备与5G、开展业务与5G融合困难影响，使得5G各项应用呈现出发展不一致特点，为打破这一桎梏，就要联系5G与工业互联网融合规律，从当前执行业务入手，对内在需求进行深度挖掘，并在健全技术、产业生态、落地示范等中，迎接爆点的到来。实践中，可以依托应用发展需求，将重心落在5G与AGV通信控制、机器视觉、超高清视频等上面，由于AGV需要设备持续移动，该场景工作对网络稳定性要求比较高，将之作为融合应用重点项目进行推动，可以促进该项业务进一步发展，实际工作需要也能得到切实满足，而机器视觉则是依托5G技术，促进设备无线化，涉及到原始数据也能上传云端，并通过AI算法训练，获得更多可用数据，机器视觉检测能力也会提升。

4. 结语

本文是对5G与工业互联网融合应用路径的探索，随着现代科学技术不断发展，5G网络也日渐成熟，并且应用规模也在不断扩大，加快5G与工业互联网深度融合，不仅可以加快工业企业数字化转型发展步伐，还能推动我国由工业制造大国向制造强国方向转变。然而要取得这一理想效果，除了要把握5G与工业互联网融合机理以外，还要对融合应用存在困难进行细致分析，并通过推动中小企业全面数字化、拓展5G智能模块、全域工业数字化等措施运用，助推5G与工业互联网高质量融合应用。

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