隨著5G技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐，工業(yè)大數(shù)據(jù)分析迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。5G技術(shù)突破了傳統(tǒng)工業(yè)大數(shù)據(jù)分析在數(shù)據(jù)采集、分析和數(shù)智應(yīng)用等方面的局限，為工業(yè)大數(shù)據(jù)分析帶來了數(shù)據(jù)增量、模式創(chuàng)新和性能突破。
同時(shí)，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)使能工業(yè)大數(shù)據(jù)分析在生產(chǎn)環(huán)境視頻分析、設(shè)備/產(chǎn)品質(zhì)量檢測、廣域多源監(jiān)測洞察等場景中得到廣泛應(yīng)用，并且5G-A技術(shù)的演進(jìn)升級為工業(yè)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用帶來了更大的發(fā)展空間。
傳統(tǒng)工業(yè)數(shù)據(jù)分析迎來新突破
5G技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐，帶來傳統(tǒng)工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)增量、模式創(chuàng)新和性能突破。
在數(shù)據(jù)采集方面，5G技術(shù)突破現(xiàn)有工業(yè)無線技術(shù)在可靠性、連接密度、傳輸能力等方面的局限，有效滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)采集和感知需要。利用5G大帶寬特性，可實(shí)現(xiàn)多路高清視頻、無損無壓縮圖片信息等高速傳輸，利用5G大連接特性，可實(shí)現(xiàn)多傳感器數(shù)據(jù)并發(fā)采集，從而為工業(yè)大數(shù)據(jù)分析獲取了更高質(zhì)量、更多數(shù)量的數(shù)據(jù)來源。
在數(shù)據(jù)分析方面，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合，探索構(gòu)建工業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施扁平化架構(gòu)，云邊協(xié)同技術(shù)為海量工業(yè)大數(shù)據(jù)分析算法提供新的部署模式，云端主要負(fù)責(zé)重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、模型訓(xùn)練和復(fù)雜任務(wù)處理，邊側(cè)主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、本地分析和快速?zèng)Q策，云邊協(xié)同減少了將數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行分析計(jì)算的需求，提高了工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的效率和響應(yīng)速度。
在數(shù)智應(yīng)用方面，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”不斷探及通信技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域性能“天花板”，5G超可靠低時(shí)延技術(shù)極致匹配工業(yè)控制需求，具備5G通信能力的新設(shè)備新系統(tǒng)使信息通信技術(shù)的應(yīng)用邊界得到極大拓展，更加靈活的連接方式、組網(wǎng)架構(gòu)也為數(shù)據(jù)分析結(jié)果的反向閉環(huán)控制提供便捷網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐。
適配工業(yè)更豐富場景
和消費(fèi)大數(shù)據(jù)相比，工業(yè)異構(gòu)數(shù)據(jù)更多、數(shù)據(jù)量更大、敏感性更高，工業(yè)大數(shù)據(jù)分析對生產(chǎn)的指導(dǎo)性也更強(qiáng)。
“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)使能工業(yè)大數(shù)據(jù)分析主要體現(xiàn)在以下三大類場景。
第一類是生產(chǎn)環(huán)境的視頻分析，如生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)測、無人智能巡檢、人員行為識(shí)別等。該類場景主要是利用5G大帶寬能力實(shí)時(shí)傳輸高清視頻等信息，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、識(shí)別算法等進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測，以及對生產(chǎn)環(huán)境(安防、人員動(dòng)作等)中突發(fā)、異常情況的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)警。
例如，馬鋼在生產(chǎn)現(xiàn)場部署4K高清攝像監(jiān)控系統(tǒng)，通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)將生產(chǎn)現(xiàn)場人員著裝和行為動(dòng)作等高清視頻回傳至后臺(tái)系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)合深度AI學(xué)習(xí)視覺技術(shù)，識(shí)別生產(chǎn)現(xiàn)場人員未佩戴安全帽、現(xiàn)場操作行為不規(guī)范等問題，進(jìn)行實(shí)時(shí)告警，解決了人工監(jiān)管客觀性不足、成本高等問題，預(yù)防不規(guī)范行為導(dǎo)致的各類安全事故，避免事故造成重大人身傷害、設(shè)備損失。
第二類是設(shè)備/產(chǎn)品的質(zhì)量檢測，如機(jī)器視覺質(zhì)檢、設(shè)備故障診斷、預(yù)測性維護(hù)等。該類場景主要是利用5G技術(shù)傳輸產(chǎn)品圖像、設(shè)備數(shù)據(jù)等信息，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、圖像識(shí)別等算法進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)對象(物料、產(chǎn)品等)質(zhì)量的自動(dòng)化檢測，以及生產(chǎn)設(shè)備的故障診斷和健康監(jiān)測。在故障診斷的基礎(chǔ)應(yīng)用之上，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)分析和實(shí)時(shí)計(jì)算，可進(jìn)一步進(jìn)行故障預(yù)警和遠(yuǎn)程維護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)大系統(tǒng)視角下的產(chǎn)品全生命周期管理。
例如，華為南方工廠通過5G+AI+工業(yè)相機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)膠機(jī)、螺釘機(jī)、扣屏蔽罩、整機(jī)組裝包裝等轉(zhuǎn)配環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量自動(dòng)檢測，將傳統(tǒng)人工檢測替換為機(jī)器自動(dòng)化檢測，極大提高了檢測效率和質(zhì)量。又如，寶鋼針對OG風(fēng)機(jī)和除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況，通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集風(fēng)機(jī)振動(dòng)、電流、電壓、溫度、風(fēng)量等運(yùn)行數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行情況的在線監(jiān)測和故障診斷，替代傳統(tǒng)點(diǎn)檢工作。
第三類是廣域多源的監(jiān)測洞察，如生產(chǎn)能效管控、全域物流監(jiān)測等。該類場景是加裝數(shù)據(jù)采集設(shè)備或改造老舊能耗儀表，實(shí)時(shí)采集企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)、能源消耗數(shù)據(jù)，或工業(yè)運(yùn)輸裝備上的貨物、裝備數(shù)據(jù)，并通過5G網(wǎng)絡(luò)上傳到云端管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模終端的海量數(shù)據(jù)秒級采集和監(jiān)測分析。
例如，煤礦企業(yè)基于5G廣連接特性，通過2萬多個(gè)傳感器，采集井下甲烷、風(fēng)速等環(huán)境數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測頂板離層、巷道錨桿等應(yīng)力狀態(tài)，降低火、水、瓦斯、煤塵、頂板等災(zāi)害事故發(fā)生率。
又如，在危貨運(yùn)輸?shù)戎攸c(diǎn)監(jiān)管車輛上配備5G車載智能監(jiān)控終端，對于車輛的位置、方向、狀態(tài)進(jìn)行全過程數(shù)據(jù)采集，通過大數(shù)據(jù)分析識(shí)別車輛健康情況，以及車道偏離、車距過近等危險(xiǎn)駕駛行為，實(shí)現(xiàn)轄區(qū)內(nèi)所有危化品運(yùn)輸車輛的安全管理。
5G-A釋放工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更大空間
5G-A技術(shù)加速演進(jìn)升級，不斷適配工業(yè)“低功耗、大連接、低時(shí)延”等場景需求，為工業(yè)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用帶來更多發(fā)展空間。
例如，RedCap技術(shù)打造工業(yè)互聯(lián)、視頻監(jiān)控、智能穿戴等多個(gè)典型應(yīng)用場景，帶動(dòng)工業(yè)5G終端設(shè)備升級，為工業(yè)大數(shù)據(jù)分析提供更多數(shù)據(jù)來源。無源物聯(lián)技術(shù)可攜帶溫度、振動(dòng)、壓力、聲紋等多種傳感器數(shù)據(jù)，為眾多行業(yè)大規(guī)模、全實(shí)時(shí)工業(yè)大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集開辟了新路徑。通信感知一體化技術(shù)，能夠優(yōu)化數(shù)據(jù)處理流程，可以有效地提高工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的效率。
工業(yè)5G終端設(shè)備深入工業(yè)現(xiàn)場，是“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的神經(jīng)末梢和數(shù)據(jù)源頭，更是工業(yè)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和有效載體。中國信通院將持續(xù)依托“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”鑄鏈計(jì)劃，開展5G CPE、路由器、工業(yè)網(wǎng)關(guān)等通用通信類終端設(shè)備，以及面向靜態(tài)感知、移動(dòng)感知、人機(jī)交互等具體場景的行業(yè)應(yīng)用類終端設(shè)備測試驗(yàn)證，引導(dǎo)不斷壯大產(chǎn)業(yè)鏈供給能力和供給水平。
同時(shí)，中國信通院將繼續(xù)開展“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”與人工智能深入研究，充分發(fā)揮“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)等及技術(shù)優(yōu)勢，緊密結(jié)合各領(lǐng)域的生產(chǎn)實(shí)踐、行業(yè)特性和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，與產(chǎn)業(yè)聯(lián)合開展應(yīng)用研究和試驗(yàn)驗(yàn)證，釋放人工智能應(yīng)用潛力，不斷壯大新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)。（作者：中國信息通信研究院 于青民 朱瓔 李宗祥 陳敏）
