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导读：5G具有高速度、低时延、高可靠等特点，是新一代信息技术的发展方向和数字经济的重要基础。2019年6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照。我国正式进入5G商用元年。 作为工业互联网的关键基础设施，5G也是数字化趋势的核心技术，将加强工业自动化、无人驾驶、智能网联汽车、智能机器人及人工智能（AI）的普及应用。 5G支撑应用场景由移动互联网向移动物联网拓展，将构建起高速、移动、安全、泛在的新一代信息基础设施。把5G建立到工业互联网里面去，提升工业互联网的能力，充分赋能工业企业。与此同时，5G将加速许多行业的数字化转型，并且更多用于工业互联网、车联网等，拓展大市场，带来新机遇，有力支撑数字经济蓬勃发展。 ▌工业互联网网络需求 工业互联网络本质上可以分成工厂内和工厂外两块网络，工厂内的网络就是场内机器如何连接到网络中，主要用于连接工厂内的各种要素，支撑工厂内的业务应用，在实施层面，根据采用技术不同，网络制式主要包括总线、以太网、WLAN、蜂窝无线网络等。工厂外网络包括分厂之间的通信，厂区和数据分析中心之间的通信等等，用于连接智能工厂、分支机构、上下游协作企业、工业云数据中心、智能产品与用户等主题。 工业互联网对网络的需求，包括覆盖能力强，时延低、可靠性高、带垮大、连接数多、私密性可保障、干扰可控、网络健壮性强等特点。 ▌当前工业互联网模式及问题 当前工厂用于通信的主要有四种模式：1）短距无线，如Bluetooth、Zigbee等，用于传感数据采集、资产管理、定位。不足之处是Bluetooth仅支持短程组网并设备数量受限；Zigbee虽支持大量设备组网，但工作距离受限。2）WiFi，主要用于仓储移动扫码、手持终端、AGV调度等。不足之处是覆盖范围有限，免授权频段受干扰严重，安全风险较高。3）工业专用无线，如WIA-PA/FA、WirelessHART、ISA100.11a。不足之处是产业链较窄，部署成本高。4）传统蜂窝无线，目前以2G/3G为主，用于工厂外智能产品、大型设备/车辆远程监控等。不足之处是2G/3G带宽较低，且不支持大量连接和实时性要求高的设备。 当前工业制造领域使用的无线通信协议众多，各有不足且相对封闭，工业设备互联互通难，严重制约了设备上云，亟需构建能够兼容多种协议的新一代无线技术体系。 ▌5G在工业互联网中的应用 5G是工业互联网信息枢纽及信息核心。5G网络的场景应用包括：eMBB（高带宽）、mMTC（大联接）、URLLC（高可靠&低延迟）。海量的应用场景和模式都是在这三者的基础上衍生出来的。eMBB全面提升网络速度，增强网络体验；mMTC链接更多的智能终端，实现万物互联；URLLC因其高可靠性和低延时，应用于自动驾驶、移动医疗等精度要求高的行业。 5G应用在工业领域分工厂内和工厂外两个大的方面，在工厂内，低延时和高速率的VR、AR的应用，大并发可以用于全连接的管控、高速率用于大量视频的传送。在工厂外，5G可以用于设计研发协同、生产协同，物流管控以及最终产品的服务延伸。短期内，主要是数据采集等等，这是工业应用最基本的一个需求，中期内实现工厂内的实时控制或者高精度定位，未来最终实现的是无线的柔性智能工厂，实现柔性产线、柔性生产。 工厂内工业控制。工业设备及工业传感器，数据的计算、分析，实现工业生产参数和生产流程的自动化控制，以提高生产效率和生产质量。这个场景对时延高可靠性要求非常高，设备内控制需求是小于等于一毫秒时延。5G在生产控制中可以实现工厂内网络的无缝集成、实现车间内无盲区通信网络，并可融合工厂内其他网络。 自动驾驶和送货机器人。工厂内很多货都是用自动驾驶小车送过货，这些小车需要用无线控制的。未来自动驾驶/送货机器人在导航技术上的升级和优化，对无线通信在通信延迟、服务可用性、确定性、吞吐量和传输时延方面提出更高的要求。5G可以提供自动驾驶/送货机器人网络非连续问题。 工业AR。将是5G的重要应用，两者的结合，目前可以应用于几大领域，首先是数字设计协同，工程师不再需要做一些实际的仿真模型，戴上AR眼镜，就能不受空间限制。其次是远程操作辅助，包括销售、市场产品等，也是客户比较看重的。再次是机器视觉，目前的机器视觉大部分都是有线连接的，未来通过5G这种低时延和大带宽的能力，放在云端处理，对本地的计算能力的要求将大大降低。 机器视觉。机器视觉在制造企业已经越来越普及，以前靠人工智能来检测，现在通过机器视觉，但这对大带宽提出了要求。具体来说，有基于安全管理行为类的监控，像特殊工作场所对于员工的安全防护，以前靠人工监督管理，现在通过视觉的技术，通过人的行为判断，这需要大量的数据传输。 |
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