5G+工业互联网，使能工业大数据分析
【慧聪通信网】随着5G技术在工业互联网领域的应用实践，工业大数据分析迎来了新的发展机遇。5G技术突破了传统工业大数据分析在数据采集、分析和数智应用等方面的局限，为工业大数据分析带来了数据增量、模式创新和性能突破。
同时，“5G+工业互联网”技术使能工业大数据分析在生产环境视频分析、设备/产品质量检测、广域多源监测洞察等场景中得到广泛应用，并且5G-A技术的演进升级为工业大数据分析应用带来了更大的发展空间。
传统工业数据分析迎来新突破
5G技术在工业互联网领域的应用实践，带来传统工业大数据分析的数据增量、模式创新和性能突破。
在数据采集方面，5G技术突破现有工业无线技术在可靠性、连接密度、传输能力等方面的局限，有效满足大规模数据采集和感知需要。利用5G大带宽特性，可实现多路高清视频、无损无压缩图片信息等高速传输，利用5G大连接特性，可实现多传感器数据并发采集，从而为工业大数据分析获取了更高质量、更多数量的数据来源。
在数据分析方面，5G与工业互联网的融合，探索构建工业网络基础设施扁平化架构，云边协同技术为海量工业大数据分析算法提供新的部署模式，云端主要负责重要数据存储、模型训练和复杂任务处理，边侧主要负责实时数据处理、本地分析和快速决策，云边协同减少了将数据直接传输到云端进行分析计算的需求，提高了工业大数据分析的效率和响应速度。
在数智应用方面，“5G+工业互联网”不断探及通信技术应用于工业领域性能“天花板”，5G超可靠低时延技术极致匹配工业控制需求，具备5G通信能力的新设备新系统使信息通信技术的应用边界得到极大拓展，更加灵活的连接方式、组网架构也为数据分析结果的反向闭环控制提供便捷网络技术支撑。
适配工业更丰富场景
和消费大数据相比，工业异构数据更多、数据量更大、敏感性更高，工业大数据分析对生产的指导性也更强。
“5G+工业互联网”技术使能工业大数据分析主要体现在以下三大类场景。
第一类是生产环境的视频分析，如生产现场监测、无人智能巡检、人员行为识别等。该类场景主要是利用5G大带宽能力实时传输高清视频等信息，运用数据挖掘、识别算法等进行分析，实现生产环境的实时监测，以及对生产环境(安防、人员动作等)中突发、异常情况的及时发现和预警。
例如，马钢在生产现场部署4K高清摄像监控系统，通过5G网络实时将生产现场人员着装和行为动作等高清视频回传至后台系统，系统结合深度AI学习视觉技术，识别生产现场人员未佩戴安全帽、现场操作行为不规范等问题，进行实时告警，解决了人工监管客观性不足、成本高等问题，预防不规范行为导致的各类安全事故，避免事故造成重大人身伤害、设备损失。
第二类是设备/产品的质量检测，如机器视觉质检、设备故障诊断、预测性维护等。该类场景主要是利用5G技术传输产品图像、设备数据等信息，运用数据挖掘、图像识别等算法进行分析，实现对生产对象(物料、产品等)质量的自动化检测，以及生产设备的故障诊断和健康监测。在故障诊断的基础应用之上，结合历史数据分析和实时计算，可进一步进行故障预警和远程维护，从而实现大系统视角下的产品全生命周期管理。
例如，华为南方工厂通过5G+AI+工业相机实现点胶机、螺钉机、扣屏蔽罩、整机组装包装等转配环节的产品质量自动检测，将传统人工检测替换为机器自动化检测，极大提高了检测效率和质量。又如，宝钢针对OG风机和除尘风机运行工况，通过5G网络实时采集风机振动、电流、电压、温度、风量等运行数据，可实现风机设备运行情况的在线监测和故障诊断，替代传统点检工作。
第三类是广域多源的监测洞察，如生产能效管控、全域物流监测等。该类场景是加装数据采集设备或改造老旧能耗仪表，实时采集企业生产环境数据、能源消耗数据，或工业运输装备上的货物、装备数据，并通过5G网络上传到云端管理平台，实现大规模终端的海量数据秒级采集和监测分析。
例如，煤矿企业基于5G广连接特性，通过2万多个传感器，采集井下甲烷、风速等环境数据，实时监测顶板离层、巷道锚杆等应力状态，降低火、水、瓦斯、煤尘、顶板等灾害事故发生率。
又如，在危货运输等重点监管车辆上配备5G车载智能监控终端，对于车辆的位置、方向、状态进行全过程数据采集，通过大数据分析识别车辆健康情况，以及车道偏离、车距过近等危险驾驶行为，实现辖区内所有危化品运输车辆的安全管理。
5G-A释放工业互联网更大空间
5G-A技术加速演进升级，不断适配工业“低功耗、大连接、低时延”等场景需求，为工业大数据分析应用带来更多发展空间。
例如，RedCap技术打造工业互联、视频监控、智能穿戴等多个典型应用场景，带动工业5G终端设备升级，为工业大数据分析提供更多数据来源。无源物联技术可携带温度、振动、压力、声纹等多种传感器数据，为众多行业大规模、全实时工业大数据数据采集开辟了新路径。通信感知一体化技术，能够优化数据处理流程，可以有效地提高工业大数据分析的效率。
工业5G终端设备深入工业现场，是“5G+工业互联网”的神经末梢和数据源头，更是工业大数据分析应用的关键节点和有效载体。中国信通院将持续依托“5G+工业互联网”铸链计划，开展5G CPE、路由器、工业网关等通用通信类终端设备，以及面向静态感知、移动感知、人机交互等具体场景的行业应用类终端设备测试验证，引导不断壮大产业链供给能力和供给水平。
同时，中国信通院将继续开展“5G+工业互联网”与人工智能深入研究，充分发挥“5G+工业互联网”技术、工业大数据分析技术等及技术优势，紧密结合各领域的生产实践、行业特性和知识经验，与产业联合开展应用研究和试验验证，释放人工智能应用潜力，不断壮大新技术、新模式、新业态。（作者：中国信息通信研究院 于青民 朱璎 李宗祥 陈敏）
