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5G+工业互联网与工业融合架构及关键技

术

摘要：近年来，数字经济浪潮席卷全球，新一轮经济产业发生巨大变革，以

5G、人工智能、大数据、区块链等新兴技术和工业深度融合，逐渐改变了工业生

产和商业模式。目前各国都在积极利用信息技术赋能工业生产，如我国“中国制

造业2025”、德国“工业4.0”和美国“工业互联网”等，皆在谋求占领新一轮

工业革命制高点。在此背景下，工业互联网（IndustrialInternet）作为传统工

业生产迭代转型的关键路径之一，各国都在积极探索工业互联网赋能第四次工业

革命的模式、方法和路径。基于此，本文章对5G+工业互联网与工业融合架构及

关键技术进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：5G+工业互联网；工业融合架构；关键技术

引言

随着新一代信息通信技术的发展，5G与工业互联网的融合不断加快，国内对

工业互联网应用的探索也在逐步加深。“5G+工业互联网”通过5G等新一代通信

技术实现工业领域“人、机、物、系统”等的全面连接，加快了中国新型工业化

数字化转型的进程。2021年5月和11月，工业和信息化部分别发布了第一批和

第二批“5G＋工业互联网”典型应用场景和重点行业实践。

一、5G技术和工业互联网概述

（一）5G技术

5G技术，全称“第五代移动通信网络”。根据理论峰值与实际应用可知，5G

网络的传输速度超过10GB/s，是4G网络的几百倍。从实际层面来讲，5G网络影

响下，1G的视频资源可以在8s内完成下载。5G网络的根本目的在于让用户能够

始终处在联网状态。这一目标不只集中在手机层面，还集中在其他领域的智能产

品。如监控系统、BIM测绘系统等。

（二）工业互联网

工业互联网的概念最早由美国通用电气公司于2012年提出，初衷是激活传

统的工业过程，实现物理世界和数字世界的紧密结合。IIoT是通信技术赋能工业

制造的产物，其发展离不开通信技术的支持。传统的线缆连接面临部署和维护成

本高、工期长、检修困难的难题，相比之下，无线网络可以大幅减低成本，显著

提高生产效率，并且还可以使用无线传感器实现对工业全流程的泛在感知。工业

应用对无线网络提出了新的需求，例如用于远程辅助装配的增强现实技术要求网

络达到50Mbps，通信时延小于10ms等。

二、5G+工业互联网与工业融合的现状

工业控制系统、高端工业软件、工业网络、工业信息安全四大基础技术控制

着工业互联网产业技术制高点，具有基础知识积累要求高、跨学科知识交叉多等

突出特征。经过多年发展，目前我国工业互联网产业初步形成了多主体参与、大

平台集成的创新体系。按产业链上下游分类，工业互联网产业的创新主体既有为

工业互联网提供核心零部件的上游企业，又有为实现工业自动化、数字化、网络

化和智能化生产而制造装置和设备的中游企业，还有研发集成工业互联网平台、

开发工业App的下游企业。按企业主要业务类型分类，工业互联网的创新主体既

有传统的软件企业，又有新兴的互联网平台企业，还有从行业信息化逐步发展起

来的制造业企业。当然，除了企业之外，高校和科研院所也在我国工业互联网产

业技术创新中发挥着重要作用。

三、5G+工业互联网与工业融合架构及关键技术

（一）5G与机器视觉技术的融合

以AR和VR为代表的机器视觉控制技术，是5G技术深入发展的重要表现，

同时也可以被广泛地应用于工业互联网领域。通过机器视觉技术的应用，作业人

员可以对生产设备进行远程操控甚至虚拟设计，使人与设备、产品之间的互动不

再需要直接的接触，从而大幅降低了时间和空间对于生产、创造活动的限制与约

束，实现产品质量和生效效率的明显提升。尤其是VR技术的应用，可以对生产

场景以及生产人员进行外观识别与视觉检测，从而更加精准、客观地协助开展远

程监控和安保，避免人工操作可能存在的疏忽或者放任。例如，中兴科技在长沙

搭建的智能工厂，通过VR技术实现生产环节的全面监测，基于AR技术开展生产

设备的远程检测，使5G技术真正服务于智慧生产。

（二）5G与智慧物流的融合

随着互联网技术的发展，电商行业发展迅速，导致物流成为电商产业链中比

较关键的环节。综合利用5G、边缘计算、人工智能、大数据等新兴技术，自动定

位货物存放的位置，进行自动分拣，货物库存信息通过边缘计算平台，实现在仓