工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也稱為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)或IIoT,是一個開放的、全球化的工業(yè)網(wǎng)絡(luò),將人、數(shù)據(jù)和機器進(jìn)行連接,將工業(yè)、技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)深度融合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是以工業(yè)企業(yè)為主體,以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為載體,通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代數(shù)字技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的深度融合,規(guī)?;┙o智能服務(wù)與產(chǎn)品,推動工業(yè)企業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型,是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展和塑造全球產(chǎn)業(yè)競爭力的核心載體,是第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵支撐?!熬W(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)、平臺是核心、安全是保障”被視為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中的三大要素。
5G應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是必然趨勢。一方面,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開5G的支持。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對通信技術(shù)的高要求是當(dāng)前4G技術(shù)無法滿足的。而5G的特性能夠滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接多樣性、性能差異化、通信多樣化的需求和工業(yè)場景下高速率數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制、穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸、業(yè)務(wù)連續(xù)性等要求,助力未來的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。只有5G技術(shù)才能夠?qū)ζ浒l(fā)展予以支持,只有將5G移動通信技術(shù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行深度聯(lián)合,才能使工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展更上一層樓。另一方面,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是未來5G技術(shù)落地的重要應(yīng)用場景之一,應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)才能更好地體現(xiàn)5G的價值。
5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用雖然對工業(yè)轉(zhuǎn)型升級起到重要作用,且應(yīng)用前景廣闊,但本身的發(fā)展受到一定因素制約,還需要花一段時間才能實現(xiàn)大規(guī)模推廣落地。
1、投資成本高
5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)投資成本較高,主要體現(xiàn)在單一設(shè)備模組的采購、應(yīng)用成本高,影響5G技術(shù)的全面應(yīng)用,是5G技術(shù)發(fā)展過程中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。
2、能耗大
5G網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)高速傳輸過程中會產(chǎn)生大量能耗,如何降低運行過程中的能耗是急需解決的問題。
3、需求缺乏拉動力
業(yè)務(wù)需求是5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與發(fā)展的根本驅(qū)動力,但目前市場上仍缺乏對5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的顯著需求。造成這種需求缺乏的原因主要有如下3個方面:(1)我國企業(yè)的信息化、數(shù)字化水平總體偏低,不具備應(yīng)用5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)條件;(2)目前尚未找到與5G強綁定的代表性工業(yè)應(yīng)用場景;(3)5G的性價比較低,5G目前的發(fā)展和應(yīng)用都還處于起步階段,帶來的性能提升并不明顯,而5G的部署和應(yīng)用成本、復(fù)雜性卻很高。
4、供給規(guī)模不強
目前5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的供給規(guī)模性總體來說并不強[11],其原因主要體現(xiàn)在4個方面:(1)5G部署和運營成本高,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)布設(shè)和應(yīng)用較慢;(2)商業(yè)模式和贏利點尚不清晰;(3)同時具備IT技術(shù)和工業(yè)業(yè)務(wù)背景知識的復(fù)合型人才缺乏,導(dǎo)致技術(shù)與業(yè)務(wù)協(xié)同的難度較大;(4)不同行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景差異較大,根據(jù)不同的場景建立不同的專用網(wǎng)絡(luò)難度高且可復(fù)制性差。
5、高頻段資源應(yīng)用問題
基于5G的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在通信過程中需要大量高頻段資源,如何開發(fā)高頻段的資源以滿足其需求是一大挑戰(zhàn)。
6、技術(shù)不完善
目前,5G還未能完全滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)ΜF(xiàn)場通信的實時性、可用性、安全性(功能安全和信息安全)、抗干擾等方面的要求。
在安全性方面,5G網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)較為開放,且在數(shù)據(jù)傳輸過程中涉及大量數(shù)據(jù)、覆蓋范圍較廣,因此安全問題是一大挑戰(zhàn)。必須要保證在傳輸過程中數(shù)據(jù)不會損失或缺少,同時也要保證設(shè)備在應(yīng)用過程中的用戶隱私安全等。
在實時性方面,5G的性能遠(yuǎn)優(yōu)于4G,可靠性達(dá)99.999%,這意味著5G能夠達(dá)到≥99.999%的網(wǎng)絡(luò)可獲得性和數(shù)據(jù)連接可靠性,即網(wǎng)絡(luò)需在99.999%的時間和99.999%的位置維持可用性并且在規(guī)定時間內(nèi),將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的地的成功率需達(dá)到99.999%。盡管如此,5G還是無法保證100%的可靠性,因此仍然可能導(dǎo)致實時系統(tǒng)在某段時間內(nèi)出錯,無法完全達(dá)到實時系統(tǒng)的傳輸要求。
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