5G+工业互联网发展面临的难题与挑战
发布日期:
2022-08-10

工业互联网也称为工业物联网或IIoT,是一个开放的、全球化的工业网络,将人、数据和机器进行连接,将工业、技术和互联网深度融合。工业互联网是以工业企业为主体,以工业互联网平台为载体,通过网络技术、大数据、云计算、人工智能等新一代数字技术与工业技术的深度融合,规模化供给智能服务与产品,推动工业企业向数字化、网络化、智能化转型,是建设现代化经济体系、实现高质量发展和塑造全球产业竞争力的核心载体,是第四次工业革命的关键支撑。“网络是基础、平台是核心、安全是保障”被视为工业互联网体系架构中的三大要素。

5G应用于工业互联网是必然趋势。一方面,工业互联网的发展离不开5G的支持。工业互联网对通信技术的高要求是当前4G技术无法满足的。而5G的特性能够满足工业互联网连接多样性、性能差异化、通信多样化的需求和工业场景下高速率数据采集、远程控制、稳定可靠的数据传输、业务连续性等要求,助力未来的工业互联网实现数字化、网络化、智能化。只有5G技术才能够对其发展予以支持,只有将5G移动通信技术和工业互联网进行深度联合,才能使工业互联网的发展更上一层楼。另一方面,工业互联网是未来5G技术落地的重要应用场景之一,应用于工业互联网才能更好地体现5G的价值。

5G与工业互联网融合应用虽然对工业转型升级起到重要作用,且应用前景广阔,但本身的发展受到一定因素制约,还需要花一段时间才能实现大规模推广落地。

1、投资成本高

5G网络的基础投资成本较高,主要体现在单一设备模组的采购、应用成本高,影响5G技术的全面应用,是5G技术发展过程中的关键挑战之一。

2、能耗大

5G网络在数据高速传输过程中会产生大量能耗,如何降低运行过程中的能耗是急需解决的问题。

3、需求缺乏拉动力

业务需求是5G+工业互联网应用与发展的根本驱动力,但目前市场上仍缺乏对5G+工业互联网的显著需求。造成这种需求缺乏的原因主要有如下3个方面:(1)我国企业的信息化、数字化水平总体偏低,不具备应用5G+工业互联网的基础条件;(2)目前尚未找到与5G强绑定的代表性工业应用场景;(3)5G的性价比较低,5G目前的发展和应用都还处于起步阶段,带来的性能提升并不明显,而5G的部署和应用成本、复杂性却很高。

4、供给规模不强

目前5G+工业互联网的供给规模性总体来说并不强[11],其原因主要体现在4个方面:(1)5G部署和运营成本高,导致网络布设和应用较慢;(2)商业模式和赢利点尚不清晰;(3)同时具备IT技术和工业业务背景知识的复合型人才缺乏,导致技术与业务协同的难度较大;(4)不同行业领域的应用场景差异较大,根据不同的场景建立不同的专用网络难度高且可复制性差。

5、高频段资源应用问题

基于5G的工业互联网在通信过程中需要大量高频段资源,如何开发高频段的资源以满足其需求是一大挑战。

6、技术不完善

目前,5G还未能完全满足工业领域对现场通信的实时性、可用性、安全性(功能安全和信息安全)、抗干扰等方面的要求。

在安全性方面,5G网络和工业互联网的网络架构较为开放,且在数据传输过程中涉及大量数据、覆盖范围较广,因此安全问题是一大挑战。必须要保证在传输过程中数据不会损失或缺少,同时也要保证设备在应用过程中的用户隐私安全等。

在实时性方面,5G的性能远优于4G,可靠性达99.999%,这意味着5G能够达到≥99.999%的网络可获得性和数据连接可靠性,即网络需在99.999%的时间和99.999%的位置维持可用性并且在规定时间内,将数据包发送到目的地的成功率需达到99.999%。尽管如此,5G还是无法保证100%的可靠性,因此仍然可能导致实时系统在某段时间内出错,无法完全达到实时系统的传输要求。



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