在工業(yè)建設(shè)中5G通信技術(shù)的應(yīng)用

張丹 耿旭 趙帥男

摘要：隨著人們生活水平的提高以及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，對于工業(yè)建設(shè)也提出了更高的要求。就當(dāng)前工業(yè)建設(shè)發(fā)展來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)得到了長足發(fā)展，但依然存在著一些問題難以解決。而5G通信技術(shù)則使得這些問題得以突破，從而在推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的前提下推動工業(yè)建設(shè)。基于此，本文首先簡要的分析了5G通信技術(shù)與工業(yè)建設(shè)的融合，之后從、5G通信技術(shù)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)奠定了高效的網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)的發(fā)展;利用5G通信技術(shù)研發(fā)三維掃描建模檢測系統(tǒng)，推動了裝備制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展兩個方面分析了5G通信技術(shù)在工業(yè)建設(shè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建設(shè);工業(yè)互聯(lián)網(wǎng);5G通信技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號：F623?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）08-0014-01

2020年3月，工業(yè)和信息化部發(fā)布了《工業(yè)和信息化部關(guān)于推動5G加快發(fā)展的通知》，其中提出要實(shí)施“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程。隨著5G通信技術(shù)的發(fā)展，與各行各業(yè)的融合都極大的促進(jìn)了各行業(yè)的發(fā)展。而當(dāng)其和工業(yè)建設(shè)相融合，必然也會推動工業(yè)建設(shè)的發(fā)展。

1?5G通信技術(shù)與工業(yè)建設(shè)融合概述

網(wǎng)絡(luò)時代，人、數(shù)據(jù)和機(jī)器相互連接，從而構(gòu)成了高效和互聯(lián)互通的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能生產(chǎn)系統(tǒng)。2012年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一被提出就成了世界各個國家關(guān)注的中心，并成了各個國家戰(zhàn)略部署的重中之重。尤其是5G通信技術(shù)的發(fā)展，極大的推動了其與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G都是基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展中的重要方面，作為萬物互聯(lián)的方式，5G是推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，因此，工業(yè)建設(shè)中5G的應(yīng)用，即5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合，這是推動未來工業(yè)建設(shè)快速發(fā)展的重要突破口。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其本質(zhì)是機(jī)、人和物的互聯(lián)，是通過將不同的傳感器植入到制造業(yè)當(dāng)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的收集與實(shí)時感知，之后再運(yùn)用數(shù)據(jù)有效且準(zhǔn)確的對各工業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，從而促進(jìn)效率的提高。

2?5G通信技術(shù)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)奠定了高效的網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)的發(fā)展

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算以及5G技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的更加深厚，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)奠定了高效的網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)。同時，國家相關(guān)政策的制定更是為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策基礎(chǔ)。

工業(yè)無線技術(shù)、WiFi以及RFID射頻等傳統(tǒng)技術(shù)具有不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)性能，同時存在終端移動性能不高、存在較多的安全隱患以及范圍覆蓋較為限制等問題。此外，工業(yè)制造中所采取的通信協(xié)議多樣化，且各自較為封閉，各工業(yè)設(shè)備間難以做到互聯(lián)互通，工業(yè)企業(yè)的現(xiàn)場層、控制層以及管理層所采取的網(wǎng)絡(luò)各不相同，從而需要較高的成本來維護(hù)各網(wǎng)絡(luò)部署以及設(shè)備，且使數(shù)據(jù)的流通受到嚴(yán)重制約。但5G網(wǎng)絡(luò)帶寬較大、可靠性較高、延時性較低，且連接特廣泛，具有業(yè)務(wù)面和控制面分離的特點(diǎn)，且具有本地分流與邊緣計(jì)算的能力，可以對當(dāng)前工業(yè)企業(yè)的OT與IT層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而使數(shù)據(jù)孤島被消除，讓整個企業(yè)連接起來，而為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供最為理想的網(wǎng)絡(luò)支撐。例如，通過5G專網(wǎng)的改造，能夠讓公眾用戶和企業(yè)業(yè)務(wù)的物理隔離實(shí)現(xiàn)連接，從而確保了帶寬資源的獨(dú)占和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全，進(jìn)而保證了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的暢通。此外，運(yùn)用5G通信技術(shù)能夠使工業(yè)企業(yè)更好的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化、智能化與數(shù)字化，促進(jìn)監(jiān)控以及物流等生產(chǎn)外部環(huán)節(jié)中5G的應(yīng)用朝著控制、仿真等內(nèi)部環(huán)節(jié)的應(yīng)用延伸。

3?利用5G通信技術(shù)研發(fā)三維掃描建模檢測系統(tǒng)，推動了裝備制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展

當(dāng)前，5G技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用是很多企業(yè)都進(jìn)行探索的課題。例如，杭汽輪集團(tuán)就創(chuàng)建了5G智能制造創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，利用5G終端產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)覆蓋，實(shí)現(xiàn)和杭汽輪的需求與場景對接。更為重要的是，利用5G通信技術(shù)創(chuàng)造發(fā)三維掃描建模檢測系統(tǒng)，更是極大的推動了裝備制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。以汽車零部件的生產(chǎn)檢測為例，因?yàn)槠渚哂休^為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)外形和極高的精度要求，因此對其進(jìn)行檢測也要求較高。然而，過去的檢測程序要檢測一個葉片不但需人工和設(shè)備的結(jié)合，更需要兩到三天的實(shí)踐，同時還需外協(xié)單位在產(chǎn)品制作完以后進(jìn)行專程送檢，所以無法做到全部檢測，僅可采取抽檢的方式。但利用5G技術(shù)所研發(fā)的三維掃描建模檢測系統(tǒng)，則利用激光掃描技術(shù)，能夠?qū)ξ矬w表面快速精確的獲取，進(jìn)而獲取三維數(shù)據(jù)同時生成三維模型，而后在利用5G網(wǎng)把所測量獲得的海量數(shù)據(jù)實(shí)時的傳到云端，而后云端服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行迅速的比對處理，確保原始理論模型和實(shí)體三維模型的一致性，并將反饋結(jié)果實(shí)時的反饋給企業(yè)。此系統(tǒng)的檢測時間僅需要三到五分鐘，與過去的兩三天相比，檢測速度顯著提升，更是在對所有產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行檢測的基礎(chǔ)上創(chuàng)建了質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫，方便對存在的質(zhì)量問題進(jìn)行追溯分析，不但節(jié)約了成本，還促進(jìn)了效益的直接提升，更能夠運(yùn)用5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控處理，對工藝準(zhǔn)備進(jìn)行提前判斷，使壞件風(fēng)險(xiǎn)降低。

4?結(jié)語

總之，作為與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展相連接的橋梁，5G必然會使傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)營方式發(fā)生改變，促進(jìn)工業(yè)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與產(chǎn)業(yè)升級。5G通信技術(shù)使工業(yè)裝備實(shí)現(xiàn)了實(shí)時控制與感知，幫助企業(yè)的“機(jī)器”升級，從而極大的減少人力的使用;5G還能夠推動機(jī)器人云化，促進(jìn)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)革新，幫助工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。

參考文獻(xiàn)：

[1]工業(yè)和信息化部.工業(yè)和信息化部關(guān)于推動5G加快發(fā)展的通知（工信部通信〔2020〕49號）[Z].中華人民共和國工業(yè)和信息化部，2020-03-24.

[2]黨博文.定義未來：走進(jìn)首個5G工業(yè)專網(wǎng)背后[EB/OL2wq][2020-4-20].

[3]蘇德悅.穩(wěn)步推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 深化5G應(yīng)用發(fā)展[N].人民郵電報(bào)，2020-01-21.

[4]成誠.5G通信技術(shù)在工業(yè)建設(shè)的應(yīng)用[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2019，（30）.