5G工业互联网的边缘计算技术架构与应用

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摘要:目前我国信息技术和我国工业化的不断发展,5G互联网技术发展也十分快速。我国成功建立了现代化工业体系,并且成功地成为了世界第一的制造大国。智能制造在近年来成为我国全新的产业并且逐渐的成为我国制造业转型升级的重要因素。此外,5G技术的不断发展,也给工业化的进程注入了新的动力。5G技术在工业互联网中有着高速率、低延时、大容量和移动性等优势,通过网络化以及智能化能够有效的降低工业成本,提高生产效率,推动我国的经济产业结构升级以及增强工业制造领域的市场竞争力。
关键词:5G;互联网计算应用;互联网计算架构
引言
5G和工业移动互联网技术是当前推动我国5G和5G工业移动互联网技术发展过程中的一个热点与关注焦点,工业移动互联网和5G产业中都已经引入了一些边缘化和计算机的技术,但是两个着眼点却没有所谓的不同。本文分析了基于5G的云边缘工业计算的云端工业移动互联网基础应用和技术发展现状情况,总结了边缘工业移动互联网和云边缘边端计算相关技术基础架构,在此技术基础上分别给出云边端计算协同的5G边缘工业移动互联网和云边缘边端计算相关技术基础架构。
1工业互联网应用
我国对于工业化智能互联网主要包括工业智能化智慧生产、个性化智能定制、网络化智能协同和工业服务化智能延伸4类主要技术应用。(1)应用智能化企业生产:智能是一种面向智能企业内部的智能生产流程制造和运维管理的一种智能化生产应用,典型的其应用企业场景主要包括三大智能企业生产流程管理、生产基础设施/作业环境监测、智能生产厂内优化物流、智能生产流程优化管理。智能化企业生产系统涉及大型企业管理MES、WMS管理系统、物联网与大数据采集信息传输与数据分析、自动化无人驾驶、机器人等高新技术广泛应用。(2)企业个性化平台定制:它是面向大型企业和个人用户之间的一种智能化移动互联
与交互融合应用,典型企业应用开发场景为企业模块化平台定制、开放式平台定制。个性化企业定制服务涉及企业面向社会公众免费开放的多个工业产品电商服务平台、工业产品大数据分析等。(3)企业网络化应用协同:它是面向生产企业和服务企业之间的一种智能化应用协同系统应用,典型化的应用协同场景主要包括产品供应流程协同、设计流程协同、制造流程协同。网络化信息协同管理涉及集成企业信息供应链与管理企业信息ERP管理系统、工业产品标识等关键技术。(4)企业服务化应用延伸:它是面向传统企业和相关产品之间信息互联的一种延伸服务应用,典型的该应用服务场景主要包括各种面向企业产品本身的营销服务、面向相关产品的企业增值营销服务。服务化技术延伸项目涉及到的产品涵盖工业智能设备与电子产品的全互联网远程监测、在线数据分析与远程诊断等核心技术。从基于工业移动互联网安全体系看其架构,工业移动互联网安全体系在其架构中从功能看其架构主要分为包括安全网络、平台和安全三个大部分主要内容,其中安全网络应用是技术基础,平台应用是技术核心,安全应用是重要保障,而目前构建在基于工业移动互联网网络平台之上的各类信息业务以及服务则主要是基于工业移动互联网基础应用(简称工业互联APP)。工业产品互联网软件应用平台是各种工业产品互联网平台发挥作用的一种关键形式体现,一方面,各种工业产品软件设计开发工具、软件管理系统通过工业云化技术改造,基于各种工业云平台
实现云端服务部署和平台应用能力提供;另外一方面,工业产品互联网应用平台可以提供各种类型工业微软件服务等各种工业产品PaaS微软件服务,开发者基于这些平台工业微软件服务和应用能力,开发出来形成各种面向特定应用行业特定应用场景的各种工业产品互联网平台应用。
25G工业互联网的边缘计算技术应用
2.1工厂虚拟专网
工厂虚拟专网服务主要是工作人员运用边缘计算技术的本地分离能力,并且结合运营商网络从而形成虚拟网络技术,其主要是在工厂内部的数据采集、终端设备、视频监控等方面所应用。
2.25G云化AGV服务
对于传统的AGV服务来说,其主要是利用电磁和磁条对其进行导航,其缺点主要为不仅服务方式复杂、笨重,而且其工作死板,场景通常是固定的,缺乏灵活性,工作效率不高。然而,作为工作效率较高的激光导航技术,虽然其工作效率高于电磁和磁条等设备,但是其成
本较高,也并不是最好的选择。5G云化AGV服务,其不仅具有激光导航工作效率高等有事,并且其成本没有像激光导航过高。云化AGV服务不仅能够有效的解决传统的AGV服务中WiFi受到干扰等问题,而且还能够解决其结构不稳定问题。
35G工业互联网的边缘计算技术架构
3.1工业互联网边缘计算技术架构
运营商的网络边缘管理计算很多种有时候主要就是指多网络接入点的边缘管理计算,实际上网络边缘管理计算还具有多种应用形态,业界各类服务提供商基于自身技术优势和其所面对的不同应用开发场景等都提供了各种多样化的网络边缘管理计算解决服务。它们的云端边缘服务计算和云架构方式实际上都是类似的。AWSGreengrass和GEPredixmachine等各种面向现场边缘的企业边缘云端计算设备产品应用形态主要是云端软件,包括在现场/设备边缘侧使用具有云端计算处理能力的联络网关或者网络服务器等(一般称之为现场边缘云端计算网络节点)的已安装并可运行的一套软件应用开发环境、设备侧的硬件支持以及设备侧的接入现场边缘和基于云端的移动终端。
3.2边缘管理
端与网络、端与网络、现场与网络、网络与云等边缘是边缘管路的主要应用对象。对于端与现场的边缘管理,相关工作人员主要运用蓝牙等一些相关短距离局域网通信技术;而在端与网络、现场与网络的边缘管理,其使用的是5G回传技术,使其能够充分的实现宽带共享、低时延的云边通信,使得相关的工作人员能够及时的对边缘节点上的边缘应用下发、边缘应用分析处理在云端中保存的视频等数据。与此同时,5G技术不仅仅是能够进行无线的连接,还能够进行有线连接,根据其自身的环境、难易程度进行连接。
3.3边缘缓存
计算卸载和资源管理的研究是为了高效使用边缘计算资源的问题,边缘缓存则是为了有效使用边缘服务器的存储资源。终端设备产生的数据流量会占用大量网络带宽资源,而终端设备带宽资源有限。因此,使用边缘缓存技术进行本地内容缓存是有效方案。将具有内容分析、缓存功能的边缘平台部署在人流密集的区域,利用边缘计算平台数据分析与处理能力将所需内容资源缓存到边缘服务器上。
结语
边缘自动计算技术是用于工业移动互联网的重要关键技术之一,在5G网络工业终端互联网络的发展中,运营商除了将MEC网络作为一个网络边缘计算基础技术设施一并面向所有工业终端客户按需求的建设进行部署,还根据需要客户提供一套适合所有工业终端设备的多协议网络接入、数据采集分析、智能数据处理等覆盖工业终端互联网络的边缘终端计算技术服务并与自身智能云和工业物联网基础平台进行连接,提供云管边缘终端相互协同的工业一体化基础服务。
参考文献:
[1]单勇,王磊.5G工业互联网的边缘计算技术架构与应用[J].中兴通讯技术,2020.
[2]邢真,邵伟翔,高峰.5G+工业互联网能力开放进展[J].中兴通讯技术,2020.
[3]江涛.面向5G应用的认知数据中心互连网络架构设计与关键技术研究[D].华中科技大学,2019.

本文发布于:2024-09-21 01:27:37,感谢您对本站的认可!

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