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行業動態

5G商用助推工業互聯網規模發展
信息來源:控制工程網 上傳日期:2020-06-08 點擊率:779次


工業互聯網是連接人、數據、機器的網絡,是推動工業智能化發展的基礎。5G具有寬帶傳輸速度大、低延時廣通信、數值采集成熟等特點,能夠加快信息化和工業化的高層次融合,成為工業互聯網發展的助推器。

工業互聯網:5G商用的主戰場

2019年66日,我國發放5G商用牌照,標志著我國正式進入5G時代,也表明我國已經具備提供5G商業服務的能力。5G具備的大連接、低時延、廣通信的特點,有望賦能各行各業,推動各產業發展興盛,例如工業傳感器、云端機器人、云VR等。

比如在無人駕駛方面,無人駕駛的發展對無線通信技術提出了網絡低時延、服務確定性的要求,無線通信技術的應用范圍涉及車輛到基礎設施、車輛到車輛、車輛到行人,5G網絡需要結合導航定位技術,將傳輸帶寬按照個性化的技術指標進行分配,從而實現無人駕駛功能。

在云VR/AR方面,AR/VR在未來的智能生產過程中能夠發揮關鍵作用。在智能制造的生產、裝配、維護過程中,AR技術將生產的數據可視化,更清晰、直觀地展現生產狀態,員工配套AR設備掃描生產線設備就能獲取生產數據,了解生產狀態,以便工作高效開展。設計師通過VR技術打造虛擬仿真工廠,在虛擬環境中實時監測生產狀況。AR設備需要通過無線網絡與云端連接,將信息處理功能上傳云端,以降低硬件成本。5GAR/VR結合,可以打破時空維度的限制,進一步獲取沉浸式體驗。

在遠程控制方面,針對開采煤礦、挖掘救人、危險化學品生產等情形,作為受控者的前端設備需要與作為控制者的后端建立信息閉環,受控者將感知的環境場景信息通過通信網絡向控制者發送,控制者根據接收的信息做出決策,向受控者發布指令,受控者根據接收的指令完成相應的操作。5G網絡的高可靠性和低時延性使前端設備的操作更精準,實時性更高。

除此之外,Wi-Fi、藍牙等無線技術在工業互聯網中雖有應用,但存在干擾多、高時延等問題,因此多在工業互聯網中使用有線網絡,以追求網絡穩定的目標。5G無線環境能夠解決Wi-Fi、藍牙等其他無線技術存在的短板,以高速率、低時延、可靠性高的優勢實現設備之間互聯,降低企業大規模使用有線的成本,優化施工環境。

工業互聯網不僅要求設備智能化,實現物與物通信(M2M),還要通過5G實現人、機器、數據互聯互通,打破地域、商業、技術三大邊界,實現無界限連接。消費者可以通過設備追溯產品的產地、廠商,甚至可以欣賞到產品生產的過程。


5G為工業互聯網發展帶來三方面助力

5G移動終端對工業互聯網的助力:5G芯片的集成度高,計算、存儲、處理能力強,可以利用云計算,增加終端的功能,從而推動工業互聯網產生更多功能更強大的應用。移動終端可以發展為具備網絡通信功能的手機、VR設備。5G用戶與移動終端會成為信息交互的主體,用戶根據自己的喜好將個性化定制植入移動終端,不斷豐富工業互聯網的客戶端應用,使5G技術與工業互聯網融合,促進工業互聯網發展。

5G技術的高速率、低延時、可靠性對工業互聯網的助力:5G技術的高速率、低延時、可靠性可以保障工業體系的數字化、智能化發展,保障工業互聯網中的各個環節連接而不受中斷,保障用戶與工業設備之間、設備與設備之間互聯互通。5G技術的以上特征能加速工業互聯網融入移動環境,5G是未來移動互聯網的技術系統,而5G的關鍵技術主要是非正交多址接入技術、毫米波通信技術、大規模MIMO天線技術、網絡功能虛擬技術,在信息傳輸質量、抗干擾能力、傳輸復用效果、資源共享方面對工業互聯網的優化起積極作用。因此,5G技術能助力工業互聯網融入移動環境。

萬物互聯對工業互聯網的助力:萬物互聯是萬物聯網發展的下一階段,萬物互聯將推動工業互聯網物連物的進一步發展。萬物互聯是通過網絡把人、數據、機器、事物聯系在一起,實現信息無縫對接與傳輸,創造更大的價值和更豐富的體驗。5G技術將萬物互聯引入工業互聯網領域,優化工業互聯中的物連物應用,將物連物引用拓展到更大領域和范圍,為工業互聯網創造更大的價值。


5G商用對工業互聯網提出三大挑戰

一是商業盈利模式不清晰。目前,5G在工業互聯網中的應用與傳統的C2C、B2B模式有所差別,5G網絡技術在不同的應用場景、定制化服務過程中需要按照具體情況提供不同的網絡帶寬、不同的網絡維護服務,加上5G網絡運營的成本較高,這將改變5G在工業互聯網中的具體計費模式和商業模式,短時間內5G商業模式尚不清晰。

二是用戶隱私泄露隱患。首先,5G網絡引入虛擬化技術,使得用戶在資源共享的同時,由于虛擬化技術的網絡界限沒有硬件設施的網絡界限明確,個人隱私信息處于無法確定的保護范圍內,因此用戶的個人隱私信息會更容易被竊取。其次,5G相較于3G、4G而言,不僅是單一的接入技術,更是包含多種類型的無線接入和現有技術集成后的總稱,是一種萬物互聯狀態,因此用戶在數據信息一旦上傳至某一個網絡節點,整個網絡體系就能輕易獲取用戶信息。最后,5G技術應用于各垂直行業,用戶的身份信息、健康信息以及購物信息等隨時可能暴露于任一網絡環節,造成個人信息泄露。

三是法律規定存在真空地帶。法律規范對人們的行為具有指導作用,完備的法律規范體系能夠保障用戶行為與網絡行為的規范行使,我國已經出臺《網絡安全法》用以規范網絡社會的發展秩序,但是在5G商用背景下,人們對網絡的需求呈現個性化、定制化的特點,因此網絡技術要求用戶提供更為精準的信息,但是目前我國缺乏針對個人信息保護的專門立法,其他與個人信息、網絡發展相關的法律法規皆在《網絡安全法》之前出臺,出現法律法規不適應飛速發展的5G網絡發展的問題,且部分法律法規存在真空地帶。

當前5G時代的信息技術逐漸與工業互聯網融合,網絡科技企業將會研發超出現有認知的智能服務,超出法律規范范圍的個人信息類型會隨之出現,屆時缺乏法律規制的用戶信息會面臨被泄露、被非法利用的風險。


優化5G商用促進工業互聯網發展的建議

第一,探索新型商業模式。5G網絡模式下的工業互聯網企業以及運營商需要加強協商合作,共同探索新型商業模式,針對不同的定制服務、不同的應用場景構建多維度的計費模式,推動工業互聯網發展,提高5G運營商的收入。在5G網絡服務成本較高的前提下,要加強5G網絡資源共享,減少網絡基礎設施的重復建設率,提高網絡資源利用率,集中力量推動5G網絡高效發展。

第二,加強用戶隱私信息保護。在網絡技術層面,5G網絡的不同應用場景要求不同的信息保護方式,因此需要構建個性化數據信息保護模型,因地制宜解決用戶隱私信息的保護問題,綜合使用密鑰、用戶許可、訪問控制功能,切實保障用戶隱私信息在每個網絡環節之間傳輸、處理過程中不被攻擊、泄露。在政府監管和社會監督層面,政府應該在工業互聯網發展過程中起服務和監管作用,政府應當適當參與工業互聯網管理工作,規范企業獲取、傳輸、處理用戶信息的行為,保障用戶利益。社會監督的主體一般是公民和組織,但是現實生活中社會監督的效果往往不盡人意,缺乏專業性的社會組織是監督效果不佳的重要原因,因此,需要成立具備專業知識背景的社會組織,例如計算機行業協會,加強社會監督力度。

第三,完善網絡安全管理法律法規。首先,應該明確界定“個人信息”的性質,應對5G環境中的用戶信息的性質作出明確界定,加強對5G技術應用中的前瞻性研究。其次,5G網絡對工業互聯網的發展至關重要,需要平衡用戶隱私信息保護與5G技術發展之間的關系,既不能為了推動5G網絡發展而不顧用戶信息保護,也不能為了嚴格保護用戶隱私而阻礙5G網絡發展。最后,在我國網絡高速發展的過程中,應當建立配套的網絡安全法律法規體系,部分在《網絡安全法》之前出臺的法律法規和政策文件應該根據實際情況作出適當修改,以適應高速發展的網絡社會。


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