5G在工業(yè)互聯(lián)網中的應用和價值

黃 靜

（中國移動通信集團四川有限公司瀘州分公司，四川 瀘州 646000）

1 工業(yè)制造網絡需求

1.1 網絡安全需求

在工業(yè)互聯(lián)網中，網絡安全需求至關重要。一旦工業(yè)制造網絡遭到攻擊，就可能會導致生產線停滯或生產數據泄露，給企業(yè)帶來巨大損失。因此，要保障工業(yè)互聯(lián)網的安全，就必須采用可靠的網絡安全手段，如數據加密、訪問控制、漏洞修補等。另外，需要有專門的人員監(jiān)控和維護網絡，及時發(fā)現和應對潛在的安全威脅[1]。

1.2 數據通信需求

在工業(yè)制造網絡中，數據通信需求非常重要。隨著制造業(yè)的數字化和自動化程度的提高，數據的處理和傳輸速度變得越來越重要。因此，需要一個高速、穩(wěn)定、可靠的網絡，來滿足實時傳輸大量數據的要求。5G技術的引入提供了一個更快速和更可靠的數據通信方式，促進了工業(yè)生產的高效運轉。5G在工業(yè)制造網絡中的應用極大地提高了工廠的數字化程度和生產效率，進一步推進了制造業(yè)的智能化進程。

1.3 設備互聯(lián)需求

5G網絡的低時延和高帶寬特點可以滿足工業(yè)制造對于實時數據的高要求，能夠實現更加快速準確地傳輸數據，大幅優(yōu)化智能制造生產過程中的數據處理和分析能力。在制造企業(yè)模塊化、柔性化等多元化生產模式中，5G不僅可以高效整合不同的生產線，還可以與設備的自動化技術相結合，帶來更加高效的生產模式和更加優(yōu)質的產品。然而，隨著5G在工業(yè)互聯(lián)網中的應用不斷擴大，逐漸出現了一些技術和安全等方面的問題，因此企業(yè)需要保持高度警惕和謹慎。

1.4 現場服務需求

在工業(yè)制造網絡中，現場服務是一個關鍵領域，需要涉及許多傳感器和監(jiān)控系統(tǒng)以幫助監(jiān)控與維護生產線。5G網絡作為一個快速、可靠的通信技術，可以在處理海量數據和支持高速實時通信方面發(fā)揮重要作用，使得它成為現場服務的理想選擇。通過在現場部署5G技術，工廠和工人可以更快地檢測設備故障、快速響應生產線中的問題，并大大縮短停機時間，從而提高工廠的生產率和效率[2]。

2 5G在工業(yè)互聯(lián)網中的應用

2.1 無線巡檢

目前，許多企業(yè)仍然使用人工進行設備巡檢，不僅費時費力，而且存在精度低、安全性差等問題。為解決這個問題，設備巡檢信息化應運而生。采用5G技術進行設備巡檢，既可以滿足巡檢設備對網絡移動性、大帶寬、低時延、高精度的實時傳輸需求，又可以基于5G專網的切片功能提供專網網絡通道，滿足無線巡檢網絡的隔離性和安全性要求。

2.2 預測性維護

預測性維護指在機器故障發(fā)生之前，通過分析機器的數據、行為和預測模型，來預測設備何時需要維修、保養(yǎng)或更換零部件的一種維護模式。5G的高速率、低延遲和大容量的特點，使其在預測性維護方面具有巨大的潛力。5G技術可以快速地將設備的數據傳輸到云端進行分析、處理，并實時傳輸返回的結果，提供更準確、實時的設備健康狀況診斷和預測性維護建議，從而避免或減少設備故障，縮短停機時間，提高生產效率，降低維護成本[3]。

2.3 智能制造

智能制造是5G在工業(yè)互聯(lián)網中的重要應用之一。5G技術可以提供高速、高可靠、低時延的網絡支持，使工廠內的機器、設備、傳感器等物聯(lián)網設備可以實時連接和通信，實現工廠物聯(lián)網的高效運行。通過5G技術，可以實現工廠內的生產過程實時監(jiān)控和調整，提高生產效率和生產質量，同時減少人工干預、降低人力成本。因此，5G在智能制造方面的應用具有非常重要的價值。此外，5G技術可以在智能制造過程中實現機器人和自動化生產線的智能協(xié)作。借助于5G的高速、低時延網絡，機器人和自動化生產線可以更好地協(xié)同工作，實現更加高效、精準的生產。例如，在智能車間中，機器人可以通過5G網絡實現實時傳輸數據，然后根據數據反饋自適應調整生產過程，從而達到最優(yōu)化的生產效果。這種智能協(xié)作可以大幅提高生產效率和生產精度，從而為企業(yè)創(chuàng)造更多價值。

2.4 工業(yè)安全監(jiān)控

工業(yè)安全監(jiān)控是5G在工業(yè)互聯(lián)網中的一個重要應用。隨著工業(yè)生產的不斷發(fā)展，越來越多的企業(yè)開始關注工業(yè)安全問題。通過5G技術，可以實現實時監(jiān)控企業(yè)生產環(huán)境，以及遠程控制與維護設備。5G網絡的高速和低延遲，能夠更加及時精準地掌握現場情況，減輕企業(yè)管理人員的工作壓力，提高生產效率和安全性。同時，加強5G安全機制能有效保護企業(yè)的隱私和數據安全。因此，工業(yè)安全監(jiān)控是5G在工業(yè)互聯(lián)網中的一個非常有價值的應用，有助于推動企業(yè)安全可持續(xù)發(fā)展[4]。

3 在工業(yè)互聯(lián)網中的價值

3.1 提高生產效率

5G技術的引入可以實現工藝設備的智能化，通過連接傳感器、執(zhí)行機構等設備，實現設備智能協(xié)同，提高生產效率。例如，機器人在生產線上可以通過5G網絡實現智能化操作，提高操作效率。同時，5G技術可以實現精準控制，通過傳感器采集實時數據，實時監(jiān)測和調整生產過程，提高產品質量和生產效率。因此，應用5G技術可以大幅提升工業(yè)互聯(lián)網的生產效率和品質，增強企業(yè)競爭力。

3.2 減少成本

在工業(yè)互聯(lián)網應用中，5G技術不僅可以提供更高速率的數據傳輸，使得產線生產過程更加平穩(wěn)和高效，還可以降低生產成本，提高生產質量和生產效率。尤其是5G技術可以實現產業(yè)鏈的數字化和智能化。例如，引入5G技術的智能倉庫，可以根據業(yè)務需求自主發(fā)掘容易被忽視的數據，分析出不同規(guī)模、不同時期的物流需求，做出智能調配，從而提高物流效率，降低設備維護成本。

3.3 提升產品質量

5G的高速、低延遲傳輸特性為工業(yè)互聯(lián)網帶來了極大的優(yōu)勢，可以提升產品質量和生產效率。通過實時監(jiān)控、數據分析和智能控制等應用，工廠可以快速反映和糾正生產中存在的問題，減少人工干預，有效降低產品缺陷率[5]。

3.4 加強安全管理

隨著5G的普及和應用，工業(yè)互聯(lián)網的數字化程度不斷提高。但是，隨著數字化程度的提高，企業(yè)也面臨越來越多的網絡安全風險。企業(yè)應該建立健全的網絡安全管理體系，包括完善的權限管理、加密傳輸、監(jiān)測報警系統(tǒng)等，并加強網絡安全意識教育，對員工進行安全培訓，提升員工安全意識和防范能力。

4 5G在合江華藝陶瓷數智化工廠的應用

4.1 合江華藝陶瓷數智化工廠的實時監(jiān)控與控制系統(tǒng)

合江華藝陶瓷數智化工廠的實時監(jiān)控與控制系統(tǒng)是該工廠實現智能化管理和高效生產的關鍵。該系統(tǒng)通過連接傳感器設備與云平臺，實時監(jiān)測和控制生產過程，能夠及時收集和分析生產數據，以預測和解決潛在的問題，提高生產效率。同時，該系統(tǒng)能夠實現遠程監(jiān)控和控制，使管理人員能夠隨時隨地了解生產運行情況，并進行必要的干預和調整。通過實時監(jiān)控和控制系統(tǒng)的應用，合江華藝陶瓷數智化工廠已經實現了生產過程的自動化和智能化。合江華藝陶瓷數智化工廠的實時監(jiān)控與控制系統(tǒng)具備4方面的功能。首先，該系統(tǒng)可以監(jiān)測設備的運行狀態(tài)和工藝參數，實時反饋給操作員，使操作員能夠及時發(fā)現設備異?；蚬に嚻睿⒓皶r采取措施進行調整，從而保證生產過程的穩(wěn)定性和安全性。其次，實時監(jiān)控與控制系統(tǒng)能夠跟蹤和管理工廠內的物料和產品，通過對物料的射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）標識和條碼掃描，實時記錄物料的進出、使用和流轉情況，從而實現物料的追溯和管理。再次，實時監(jiān)控與控制系統(tǒng)能夠與企業(yè)的企業(yè)資源計劃（Enterprise Resource Planning，ERP）系統(tǒng)進行集成，實現生產計劃和物料管理的一體化，根據生產計劃進行生產調度和物料配送，從而提高生產效率和資源利用率。最后，實時監(jiān)控與控制系統(tǒng)支持分析生產數據，能夠提供生產過程的關鍵指標和趨勢分析，幫助企業(yè)管理層做出決策，優(yōu)化生產流程和工藝參數，提高生產效益。

4.2 5G在實時監(jiān)控中的應用

以合江華藝陶瓷數智化工廠為例，5G技術在實時監(jiān)控中發(fā)揮了重要作用。通過部署5G網絡，工廠能夠快速并穩(wěn)定地傳輸大量的實時監(jiān)控數據。相比于傳統(tǒng)的網絡技術，5G的高速率和低延遲可以確保監(jiān)控數據的實時性和準確性。另外，5G網絡的高容量使得工廠能夠同時監(jiān)控多個設備和系統(tǒng)，從而提高了生產效率和安全性。通過5G技術，合江華藝陶瓷數智化工廠能夠實現對生產過程的實時監(jiān)控，及時發(fā)現和解決問題，為工廠的高效運行提供了有力保障。因此，5G在實時監(jiān)控中的應用對于工業(yè)互聯(lián)網的發(fā)展具有重要意義。在工業(yè)領域中的機器人操作和自動化控制過程中，5G的高速率和低延遲能夠確保實時數據的快速傳輸，從而實現對機器人動作的準確控制和監(jiān)測。5G技術可以應用于無人駕駛車輛的實時監(jiān)控和交通管理，通過高速率的數據傳輸和車輛間的實時通信，實時監(jiān)測車輛狀態(tài)，準確控制車輛。另外，5G技術可以應用于醫(yī)療行業(yè)的實時監(jiān)護系統(tǒng)，為醫(yī)護人員提供實時的患者監(jiān)測數據。

4.3 5G在智能控制中的應用

智能控制指利用先進的技術手段，通過感知、分析和決策自動化控制與優(yōu)化系統(tǒng)的過程。5G作為第五代移動通信技術，具備低延遲、高可靠性和大帶寬的特點，為智能控制提供了新的可能性。5G在智能控制中可以提供更低的時延。傳統(tǒng)的無線通信技術在傳輸數據時，存在著較高的延遲，對于需要實時反饋和響應的控制系統(tǒng)來說十分不利。而5G能夠提供毫秒級的時延，使得智能控制系統(tǒng)能夠實時感知和響應外部環(huán)境的變化，提高了系統(tǒng)的控制精度和效率。此外，5G的高可靠性使得智能控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定和可靠。在工業(yè)生產環(huán)境中，通信中斷或者延遲過高可能會導致嚴重的生產事故。而5G的高可靠性能夠保證數據的穩(wěn)定傳輸和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，減少了通信故障帶來的安全隱患和生產風險。

5 結 論

5G技術在工業(yè)互聯(lián)網中的應用和價值不容忽視，其發(fā)展需要依賴于基礎設施的建設和管理，因此需要更多的投資和人才培養(yǎng)。只有通過努力和不斷的創(chuàng)新，結合5G技術在工業(yè)互聯(lián)網中的應用需求，才能夠充分利用5G的潛力，實現工業(yè)智能化的目標。