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5G对工业互联网应用的影响
2020-06-29   中国IDC圈

  5G技术和以往的网络技术相比,各方面性能都有较大的提升,将其大规模运用到工业互联网当中,必将让现代工业和信息网络更牢固地结合在一起,加快工业互联网的发展进程。
 
 
  一、5G系统对工业互联网的主要应用分析
 
  5G不仅是一个云网络架构支撑下的云服务体系,对应的高速率、低延时和高带宽特征还会使其成为物联网、车联网、远程控制、城市交通实时管控等未来网络中非常重要的接口,成为未来信息社会的重要基础设施,成为所有信息网络交互通信与应用的综合平台。传统模式下,网络平技术在工业领域的应用,存在以下几方面问题:第一,网络运行中的信息传输效率不够高。这一点与网络技术本身的先进性不强有很大的关系在传统3G或4G的网络条件下,工业领域应用网络的过程中,无法达到其信息传递效率和精确性的具体要求,对于工业领域的工作开展的推动作用力度不大。第二,对专业的工业生产应用技术的适应性不强。对于工业发展而言,技术支持是非常关键的,但在传统的网络环境下,一方面先进的工业技术虽然从自身的角度上来说具有一定的应用先进性,但在实际应用中,由于网络环境的限制,会对一些先进工业技术的应用效果产生不良的影响。实际上并不能使得先进的工业技術得到发挥。
 
  5G因其能够满足更高端、更复杂的各种通信性能需求,满足更精确、更快速的各种应用标准,因而能够服务于更多用户、更多终端设备和更多的目标场景,所以5G完全有能力在传输领域和互联网领域承载即将到来的工业互联网的诸多应用,能够直接或间接地影响工业互联网,甚至催生出全新的生产、生活思维方式,使之成为支撑工业互联网的网络基础。
 
  (一)5G在工业互联网中应用分析
 
  第一是对移动宽带进行优化,对于一些工厂来讲,其可能需要利用一些超清乃至蓝光等视频影像来进行分析工作,而这些VR或AR的流畅运行是需要极快的网速才能满足的,5G网速能够有效达成这一点。
 
  第二是5G技术时延低和可靠性高的应用,在我国的很多高科技技术当中,对时延的要求是非常低了,如果时延过高,很多技术都没法有效达成。如车联网和远程医疗技术,低时延是进行远程手术和自动化驾驶操作的关键所在。
 
  第三是大规模数据的连接,对于现代工业互联网来说,很多情况下都需要进行大规模数据的连接操作,才能保证工业互联网的正常运行,如智慧城市的应用,互联网中人机物三者的全面连接等,要使这些连接准确高效,5G技术是未来工业互联网的最佳选择。
 
  5G技术和以往的网络技术相比,各方面性能都有较大的提升,将其大规模运用到工业互联网当中,必将让现代工业和信息网络更牢固地结合在一起,加快工业互联网的发展进程
 
  5G移动终端将会是促进工业互联网衍生更多、更新应用的重要推手。5G时代的超大集成技术将会普遍采用7nm线宽,芯片的集成度更高,具有超强的计算、存储和处理能力,完全可以利用大数据和云计算,使终端在超强的网络平台中,功能更多、效率更高、功耗更低,使之成为一款可以直接接入网络服务的智能手机、虚拟现实(VR)眼镜或可穿戴设备。5G是未来的移动互联网,通信服务将以消费者为主体。5G系统中的用户与具备连接功能的终端将会成为信息产生与交互的主体,使智能终端的平台属性更为突出,甚至将个性化定制的云服务植入终端,完全有能力支持工业互联网丰富的客户端应用,使5G技术融入到工业互联网,倒逼工业互联网发展。
 
  (二)万物互联对工业互联网的影响
 
  万物互联将有可能使工业互联网物连物(M2M)技术更加完善。万物互联将物、人、流程、数据和事物通过无处不在的网络连接,使彼此更加相关,更有价值,将信息直接转化为行为,创造出更多新的功能,带来更加丰富的体验和机遇。万物互联中的物包括传感器、控制器、分析器、消费终端、自动化设备和协作工具,它们同时接入互联网,又彼此相联,是互联网的扩展与延伸。万物互联可以通过5G平台与工业互联网结合,使用先进的万物互联技术来改进和优化M2M应用,将工业互联网的M2M应用引申到更多领域和更大范围,从而极大地提高工业互联网的价值,为工业互联网创造许多新的功能和应用场景,使之成为加速工业互联网M2M技术的引擎。
 
  (三)5G开放和统一的综合性平台的影响
 
  5G开放和统一的综合性平台特征有益于工业互联网制定跨企业标准。5G不是一个全新的专有的技术,而是一个综合了现有技术和一些可应用于挑战性场景的新设计,一个在现有成熟技术的基础上增添了许多创新技术的综合技术。5G是一个开放的、统一的、可跨多种标准的综合性平台技术。所以,5G在物理底层考虑采用不同的帧结构和子带宽来应对不同的应用场景。工业互联网中跨企业标准制定同样可以从底层寻求适应不同行业标准间的互联技术,借鉴5G综合性平台特征技术,使其在产业链环节之间、车间之间、生产线之间、流水线之间等多个层面实现统一的互联互通,利用网络化技术在工业领域的应用,促进制定跨企业标准的科学建立。
 
  二、5G在工业互联网中的实际应用场景
 
  5G是未来各行各业数字化转型的关键基础设施,5G具有高宽带、大连接、低时延的特点。如今5G牌照正式发放,中国正式进入商用5G时代,5G部署步伐的加快带动了传统行业焕发了新的生机,相关技术也正在飞速发展,笔者将以体育、警务、医疗三个行业为例,详细讲述5G技术在未来的实际应用:
 
  (一)5G业务在体育行业的应用
 
  距北京-张家口2022冬奥会还有三年时间,随着5G技术的快速部署,高清视频、VR等基础业务在体育行业必将得到广泛运用。
 
  (1)多角度赛场回放:现代观众对观赛体验有着极高的要求,个性化的观赛角度让观众规定需求得到满足,例如对特定球员的追踪拍摄。结合5G超大宽带可支持的多角度多线路超清视频服务,为观众呈现更良好的赛事盛宴。
 
  (2)融入VR技术的体育教学:体育教学不同于其他的培训项目,由于体育项目训练对教练指导和互动具有非常高的要求,所以在过去,远程体育培训都具有一定难度,而随着5G和VR技术的运用,利用VR摄像机进行对教学演示的全方位拍摄、VR眼睛带来的沉浸式学习体验,再结合物联网的运动器械,可以实现远程的体育项目学习。
 
  (3)电竞场馆中的5G应用:电子竞技场馆作为电竞赛事的比赛场地,是电竞产业发展的象征。5G的大带宽、高速率在电竞场馆应用中可以让画面更加细腻、清晰、流畅,并降低网络延迟。
 
  (二)5G技术在警务领域的应用
 
  5G警务应用以大流量移动宽带业务为起点,逐步向大规模物联网业务和无人驾驶、工业自动化等业务演进。具体有以下几个可能的场景应用:
 
  (1)治安防控:5G网络高速传输速率和低时延的特性能有效提升现有监控视频的传输速度和处理速度。在机场、火车站、步行街等人流密集活动场所实现多维数据采集、异常行为分析,完成实时预警、人员车辆布控和抓捕追踪等任务。
 
  (2)无人机巡逻:5G网络高速传输速率和低时延的特性能最大程度上提升监控录像的及时传输和处理。在机场、火车站、步行街等人流密集活动场所实现多维数据采集、异常行为分析,完成实时预警、人员车辆布控和抓捕追踪等任务。
 
  (3)交通管理:5G网络使得车辆联网成为可能,实现车内、车际、车载互联网之间的信息互通互联,从而做到远控驾驶、无人驾驶。
 
  (4)远程拆爆:通过5G和物联网可操控AI完成特殊环境下的任务,如危爆品拆除,低时延和高精度的特性,在完成这类特殊任务时能减少人员损伤。
 
  (三)5G业务在医疗行业的应用
 
  5G网络可为医疗业务提供海量实时数据,包括:医学影像的传输、低时延高可靠性的网络保障、移动化的网络覆盖能力、医疗设备连接。借助5G低时延、高精度的特性,实现院内、院间、院外协同及远程操控等业务,探索远程会诊、远程超声、远程手术等医疗业务。
 
  (1)5G远程会诊:利用5G通信技术传递实时信息的医学临床应用,由医疗专家通过视频实时对基层医生进行指导,并对患者开展检查和诊断。5G网络可满足4K高清音视频和AR/VR等新技术的完整应用需求,改善远程会诊的交互效果,更好地支撑基层医院提升医疗服务水平。
 
  (2)5G远程超声:5G远程超声广泛运用5G通信技术、传感技术和机器人,在5G网络下实现机械臂及超声探头的远程控制,进行远程超声检查。专家可利用高清音视频系统实现与基层医院就诊的患者及时沟通,同时操纵控制下级医院的机械臂进行超声检查。
 
  (3)5G远程手术
 
  远程手术包含远程手术示教、远程手术指导及远程手术操控几个发展阶段。其中,远程手术操控是指医生借助远程手术控制设备对远端患者进行异地、实时的手术,手术效果很大程度上取决于数据传输时延及质量,因此对传输网络提出了重大挑战。5G网络提供的低时延、高可靠特性,不仅能帮助基层医疗机构提供更好的服务,还能在急救、灾难现场等场景下提供远程医疗救助。
 
  结束语
 
  工业互联网将会成为5G系统万物互联中的重要部分之一,制造末端既可以分享移动互联网的大数据和云资源,又可以通过移动窗口在任何地方、任何时间在工业互联网中交互信息,使工业互联网真正融入到移动电子商务中。5G系统的应用将会结束传统工业领域固有的专用制造特征,使工业领域不仅是工业品的生产基地,同时还可以利用电子商务平台为广大消费者提供个性化的直销工业品。在这种环境下,用户在移动互联网的一端,工厂在工业互联网的一端,用户利用移动终端设计产品需求,工厂根据需求报告制造产品,中间环节完全由移动互联网和工业互联网完成,这种全新的工业制造与消费的生态氛围,或许就是5G网络对工业互联网发展的最大影响。

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