5G時(shí)代即將到來(lái)，對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，5G的概念可能就是更高的網(wǎng)速，5G大帶寬帶來(lái)的上網(wǎng)體驗(yàn)提升是最直觀的，用手機(jī)可以實(shí)時(shí)觀看清晰度更高的視頻。而在工業(yè)領(lǐng)域，情況則完全不同。很多年前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念就已提出，但直到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)如此普及的現(xiàn)在，工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的比例還是很小，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備涉及的應(yīng)用也都還很淺。主要原因在于，工業(yè)各垂直領(lǐng)域行業(yè)特性迥異 ，知識(shí)壁壘很高，而且工業(yè)制造流程對(duì)可靠性和穩(wěn)定性要求非常高，目前的運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)還很難滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)性能方面要求。因此物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)展一直比較緩慢，還沒(méi)有產(chǎn)生比較成熟的商業(yè)模式和相對(duì)大體量的公司。

5G形成的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用到工業(yè)領(lǐng)域主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：數(shù)據(jù)的采集與展示、基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)分析與管理、深度數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用、工業(yè)控制。

數(shù)據(jù)采集與展示

     主要是將工業(yè)設(shè)備傳感器上采集到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)皆破脚_(tái)，并用可視化的方式將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來(lái)。

     現(xiàn)在的大部分工業(yè)設(shè)備，例如數(shù)控機(jī)床、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、工業(yè)車(chē)輛等，自身就帶有大量傳感器，并提供集中的數(shù)據(jù)接口，只有一小部分老舊設(shè)備，或者有特殊的數(shù)據(jù)需求場(chǎng)景，需要單獨(dú)加裝傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置。

     在數(shù)據(jù)傳輸方面，廠房?jī)?nèi)的設(shè)備，環(huán)境比較復(fù)雜，一般會(huì)使用網(wǎng)線將機(jī)床設(shè)備連接到集中的數(shù)據(jù)處理裝置上，再通過(guò)4G或者固網(wǎng)連接到云平臺(tái)；廠房外的設(shè)備，比如工業(yè)車(chē)輛，則通過(guò)內(nèi)置4G通信模塊的終端來(lái)完成數(shù)據(jù)采集和傳輸。

     數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)的難點(diǎn)在于，面對(duì)大量不同種類(lèi)的品牌的工業(yè)設(shè)備時(shí)，設(shè)備數(shù)據(jù)協(xié)議的適配和兼容。最后的數(shù)據(jù)可視化，是客戶比較核心的需求，可以通過(guò)統(tǒng)一的平臺(tái)監(jiān)控在網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)，便于及時(shí)了解設(shè)備異常信息，提高管理人員效率。

基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)分析與管理

     基于云平臺(tái)采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)，進(jìn)行基本的數(shù)據(jù)分析，并產(chǎn)生一些SaaS應(yīng)用，比如設(shè)備性能指標(biāo)異常的告警、故障代碼查詢、故障原因的關(guān)聯(lián)分析等。

     這一層的數(shù)據(jù)分析還偏向于通用分析工具的階段，不涉及基于垂直領(lǐng)域深入行業(yè)知識(shí)的數(shù)據(jù)分析，基于這些數(shù)據(jù)分析結(jié)果，也會(huì)有一些通用的設(shè)備管理功能，像設(shè)備的開(kāi)關(guān)機(jī)、調(diào)整狀態(tài)、遠(yuǎn)程鎖機(jī)及解鎖等，這些管理應(yīng)用根據(jù)具體的領(lǐng)域需求而不同。

深度數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用

     深度的數(shù)據(jù)分析，則涉及到具體領(lǐng)域的行業(yè)知識(shí)，需要特定領(lǐng)域的行業(yè)專(zhuān)家來(lái)實(shí)施，具體根據(jù)設(shè)備的領(lǐng)域和特性建立數(shù)據(jù)分析模型。

     目前比較多應(yīng)用在故障預(yù)測(cè)領(lǐng)域，大型工業(yè)設(shè)備的故障預(yù)測(cè)一直是難以解決的問(wèn)題，比如機(jī)床、風(fēng)機(jī)等，一旦有大的故障發(fā)生，帶來(lái)的影響以及隨后產(chǎn)生的修復(fù)成本都是巨大的，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并預(yù)測(cè)設(shè)備故障，可以大幅度降低設(shè)備故障帶來(lái)的影響。

     在大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，使用機(jī)器學(xué)習(xí)，結(jié)合行業(yè)專(zhuān)家的知識(shí)，可以產(chǎn)生深度的行業(yè)應(yīng)用，比如改進(jìn)制造工藝，優(yōu)化制造流程等，可以提高工業(yè)設(shè)備使用效率。

工業(yè)控制

     工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的目的就是能對(duì)工業(yè)過(guò)程實(shí)施精準(zhǔn)控制。

     基于前述傳感器數(shù)據(jù)的采集、展示、建模、分析、應(yīng)用等過(guò)程，在云端形成決策，并轉(zhuǎn)換成工業(yè)設(shè)備可以理解的控制指令，對(duì)工業(yè)設(shè)備進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備資源之間的精準(zhǔn)的信息交互和高效協(xié)作。

     當(dāng)前大部分場(chǎng)景的工業(yè)控制系統(tǒng)還需要部署在本地，受通信技術(shù)和處理能力的限制，工業(yè)云平臺(tái)涉及工業(yè)控制的的深度還不夠。5G技術(shù)可以滿足工業(yè)系統(tǒng)對(duì)通信能力的要求，實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制的目標(biāo)。

5G對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可能產(chǎn)生的影響

     5G并不是為某一個(gè)“殺手級(jí)應(yīng)用”而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，而是面向很多至今甚至尚未可知的應(yīng)用場(chǎng)景。5G系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用的是一種自上而下的方法，先定義未來(lái)的應(yīng)用場(chǎng)景，然后從場(chǎng)景里抽象出技術(shù)的需求，再根據(jù)每個(gè)特定的需求，尋找解決辦法，研發(fā)具體的解決方案。

     因?yàn)橄到y(tǒng)的要求十分的廣泛，過(guò)去幾代通信系統(tǒng)的技術(shù)并不適用于5G的需求。在5G眾多的預(yù)設(shè)場(chǎng)景之中，5G在技術(shù)方面的需求被ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）歸納為3個(gè)大的方面：

■ 超高數(shù)據(jù)速率（增強(qiáng)型移動(dòng)帶寬，eMBB）

提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，以及極強(qiáng)的信號(hào)覆蓋能力

■ 超大連接量（大規(guī)模機(jī)器類(lèi)通信，mMTC）

提供海量設(shè)備的數(shù)據(jù)連接能力，是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)需求

■ 超低時(shí)延（超可靠低時(shí)延通信，uRLLC）

提供超可靠低時(shí)延的通信連接服務(wù)，要求極高的可用性和可靠性、極低的時(shí)延

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的需求

     對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，高可靠低時(shí)延的通信系統(tǒng)可以說(shuō)是至關(guān)重要。

     一直以來(lái)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用只能停留在表層的數(shù)據(jù)采集展示和由此延伸出來(lái)的一些管理功能，很難涉及到工業(yè)系統(tǒng)的控制等核心領(lǐng)域，其中通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和延時(shí)達(dá)不到要求是其中主要的制約因素。

     工業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備投入巨大，無(wú)論是機(jī)床、生產(chǎn)線，還是機(jī)械設(shè)備，生產(chǎn)過(guò)程中的故障導(dǎo)致的停工，往往會(huì)影響整條生產(chǎn)線，甚至整個(gè)產(chǎn)品交付周期。

     為確保穩(wěn)定性，工業(yè)領(lǐng)域的控制系統(tǒng)還是以本地為主，部署大量的硬件和軟件系統(tǒng)。這一方面導(dǎo)致整個(gè)控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，投入巨大，另一方面，也限制了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。在消費(fèi)者需求日新月異的今天，生產(chǎn)系統(tǒng)的更新跟不上消費(fèi)者需求的變化，也會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)失很多新的機(jī)會(huì)。

     當(dāng)前的移動(dòng)通信系統(tǒng)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用涉及并不深入，雖然4G在網(wǎng)速上已經(jīng)有很大的提升，能滿足用戶隨時(shí)觀看視頻的需求，但網(wǎng)絡(luò)的可靠性和時(shí)延都還有很大的提升空間，并不能滿足工業(yè)場(chǎng)景的要求。

     4G在工業(yè)場(chǎng)景的應(yīng)用，更多是在對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)景里，作為數(shù)據(jù)上傳到云端的一種方式。比如工廠里的機(jī)床設(shè)備，       每5-10秒鐘會(huì)采集一次數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)匯總一般會(huì)匯集到一個(gè)統(tǒng)一的終端，由終端通過(guò)4G發(fā)送到云平臺(tái)。

     為了保證機(jī)床設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，在工廠內(nèi)部，各個(gè)機(jī)床與統(tǒng)一終端的連接上，一般都會(huì)采用有線連接的方式。這樣的連接方式還是比較重，大量的線纜也會(huì)導(dǎo)致工廠內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能提升到可以替代有線電纜的時(shí)候，工廠內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜度也會(huì)降低，更加便于管理。

     工業(yè)領(lǐng)域?qū)νㄐ畔到y(tǒng)的這些需求，5G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以很好的滿足，極低的時(shí)延，保證了工業(yè)領(lǐng)域?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和控制的要求；高可靠的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，確保了工業(yè)系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定性的要求；大帶寬則可以實(shí)現(xiàn)高清3D視頻，甚至AR的傳輸，在遠(yuǎn)程操控領(lǐng)域大幅提高了操作精度。