5G工业互联网是当前我国5G和工业互联网发展中的热点与焦点，工业互联网和5G中都引入了边缘计算技术，但是着眼点有所不同。分析了基于5G边缘计算的工业互联网应用和发展情况，总结了工业互联网边缘计算技术架构，在此基础上给出云边端协同的5G工业互联网边缘计算技术架构。

　　0 引言

　　5G被广泛认为是战略基础技术与产业之一，目前已经陆续在全球主要国家进入商用发展阶段。与此同时，工业互联网作为一种工业制造与互联网的融合技术与产业，在全球获得关注并成为各国科研与产业发展的焦点之一。中国政府高度重视5G和工业互联网的发展，在加快5G商用步伐，加强工业互联网新型基础设施建设基础上大力推动5G+工业互联网的融合创新发展。中国工业互联网研究院徐晓兰院长发文指出工业互联网是加快5G商用规模部署的重要突破口 [1] ，工业和信息化部2019年在上海召开的“5G+工业互联网”全国现场工作会议上指出： 工业互联网作为第四次工业革命的重要基石和数字化转型的关键支撑力量，开辟了科技竞争、产业竞争的新赛道。“5G+工业互联网”的探索实践，顺应了新一代信息技术与实体经济深度融合的要求与方向 [2] 。 本文重点探讨基于5G工业互联网边缘计算应用与技术架构。

　　1 5G工业互联网边缘计算应用

　　1.1 工业互联网应用

　　工业互联网有狭义和广义之分，狭义上的工业互联网由GE率先提出，主要面向智能制造，基于大数据技术，提升工业生产的效率、质量以及降低成本；广义上的工业互联网则是工业化和信息化的融合，不仅仅是面向制造业，也不仅仅针对生成过程，还面向工业企业运营、产业协同等。在我国，工业互联网一般是广义上的。无论狭义还是广义，都是为了提高工业产品质量、生产效率、服务水平、降低成本，均要求实现OT(Operation Technology)与ICT(Information and Communication Technology)技术融合。

　　根据中国通信标准化协会CCSA相关标准研究与分类，我国的工业互联网包括智能化生产、个性化定制、网络化协同和服务化延伸4类主要应用 [3] 。

　　(1)智能化生产：是面向企业内部的生产制造和运维管理的智能化应用，典型应用场景包括智能生产管理、生产设施/环境监测、智能厂内物流、智能流程管理。智能化生产涉及企业MES、WMS系统、物联网数据采集传输与分析、自动化驾驶、机器人等技术应用。

　　(2)个性化定制：面向企业和用户之间的智能化互联与交互应用，典型应用场景为模块化定制、开放式定制。个性化定制涉及面向公众开放的工业电商平台、工业产品大数据分析等。

　　(3)网络化协同：面向企业和企业之间的智能化协同应用，典型应用场景包括供应协同、设计协同、制造协同。网络化协同涉及企业供应链与企业ERP系统、工业标识等技术。

　　(4)服务化延伸：面向企业和产品之间互联的延伸应用，典型应用场景包括面向产品本身的服务、面向产品的增值服务。服务化延伸涉及产品工业设备与产品的联网监测、在线分析与诊断等技术。

　　从工业互联网体系架构，工业互联网体系架构功能架构主要包括网络、平台和安全三部分内容，其中网络是基础，平台是核心，安全是保障，而构建在工业互联网平台之上的各类业务服务则是工业互联网应用(工业App)。工业互联网应用是工业互联网发挥作用的关键体现，一方面，传统的CAD(Computer Aided Design)、ERP(Enterprise Resource Planning)、MES(Manufacturing Execution System)等工业产品设计工具、软件系统通过云化改造，基于工业云实现云端部署和应用提供；另外一方面，工业互联网平台提供各种工业微服务等工业PaaS微服务，开发者基于这些工业微服务和能力，开发形成面向特定行业特定场景的工业互联网应用。

　　总体来说，工业互联网应用包括ICT类应用和OT类应用两大类：ICT类应用主要面向人和管理相关，包括办公协同、人力资源管理、ERP、CRM以及财务管理等信息化应用；OT类应用主要面向设备和生产流程相关，包括MES、DCS(Distributed Control System)、SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)等，是工业互联网与一般企业应用的区别和关键应用。ICT类和OT类应用都逐渐走向数据为中心的生产与运营，围绕工业设备和工业产品的数据采集、数据存储、模型开发是工业互联网应用的最主要服务形态。

　　1.2 5G工业互联网的边缘计算应用

　　工业互联网在工业生产制造的网络连接目前主要还是有线连接，无线连接(包括WiFi、蓝牙、LTE等)只占很小的一部分，主要还是受限无线连接的可靠性、车间电磁干扰等。5G的大带宽、大连接、低时延高可靠特性为工业互联网的无线化、网联化发展提供巨大的技术驱动，而5G不仅仅只是无线技术的升级，还包括边缘计算、网络切片的引入与NFV(Network Function Virtualization)化网络技术变革，其中边缘计算技术的引入尤其符合工业企业的工业数据安全治理(数据不出厂等)、低时延高可靠的数据处理等要求。5G+边缘计算为工业互联网特别是核心的工业生产制造提供了强大的云网一体化使能服务，主要应用场景包括无线园区类、物料管理类(如移动扫码)、智能机器人/车(如仓储运输自动驾驶车)、智能视频类(如安防监控、工业视觉)、AR/VR(AR维修、VR培训等)。

文章来源：《数字技术与应用》 网址: http://www.szjsyyyzz.cn/zonghexinwen/2020/0713/375.html