5G+ 工業互聯網助力煤機智能制造轉型研究

關鍵詞：5G技術；工業互聯網；智能制造；煤機制造本文引用格式：. 5G+ 工業互聯網助力煤機智能制造轉型研究［J］.藝術科技，2025，38（9）：144-146.中圖分類號：F426；TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2025）09-0144-03

1 5G+ 工業互聯網概述

1.15G技術的基本特征及其在工業中的應用

5G（第五代移動通信技術）的核心特性包括超高傳輸速率（理論峰值達 10Gbps ，約為4G的100倍）超低時延（理論最小1毫秒）以及每平方千米支持百萬級設備的海量連接能力。在工業領域，5G支撐工業機器人及自動化設備的精準協同與實時控制，賦能工業物聯網大規模部署，實現工業大數據從設備端到云端的實時傳輸與分析，同時使高危環境下的遠程監控與操作成為可能，顯著提升作業安全性與效率[1]。

1.25G與工業互聯網的融合優勢

5G與工業互聯網的融合顯著提升了工業環境的效能。其核心優勢首先體現在超低時延與高可靠性上，這對工業實時性要求至關重要。5G確保了控制指令的即時傳輸與設備狀態的實時精準控制，有效避免了生產安全隱患，尤其在自動化產線和遠程操控場景中，是實現實時干預與安全保障的基石。其次，融合帶來了數據傳輸與設備協同的技術突破。5G的高帶寬特性支撐了大規模傳感器網絡的部署，實現了設備間海量數據的流暢共享。同時，其強大的網絡能力使設備能夠實時獲取指令與數據，并進行靈活高效協同，從而大幅提升了生產自動化水平與效率[2]。

2煤機制造行業現狀與轉型需求

2.1煤機制造行業的發展現狀

2.1.1煤機制造的傳統模式與不足

煤機制造行業傳統上依賴人工操作和機械設備的單一作業模式，存在效率低、質量難以保證、生產靈活性差等問題。在這種傳統模式下，生產過程缺乏精細化控制，很多環節依賴人工監控與干預，導致生產效率低下，并且容易出現質量波動。

2.1.2現階段面臨的行業挑戰

隨著全球化競爭的加劇以及環保政策的不斷收緊，煤機制造行業面臨越來越大的壓力。首先，行業內的技術更新換代較慢，傳統設備難以適應現代智能制造的要求。其次，煤機制造的生產過程復雜且工藝繁多，管理和協作上的低效問題尚未得到有效解決。最后，環保和節能減排要求越來越高，企業需要通過提升生產工藝和技術來減少資源消耗和環境污染。

2.2智能制造轉型的必要性

2.2.1提升生產效率與質量的需求

隨著市場競爭的加劇，煤機制造企業迫切需要提升生產效率和產品質量。智能制造通過信息化、自動化和數據化管理，能夠實現生產環節的精細控制，減少人為錯誤，提高生產效率。同時，智能化設備和系統能夠在生產過程中實時監控產品質量，發現問題并及時整改，確保產品質量的穩定性[3]。

2.2.2應對市場競爭與政策要求的壓力

隨著全球煤機制造業競爭的加劇，企業必須通過技術創新和智能化轉型來提高市場競爭力。此外，環保政策的不斷升級要求企業在生產過程中減少能源消耗，這需要依賴更為高效和智能化的生產方式來實現。

3 5G+ 工業互聯網在煤機制造中的應用實踐

3.1智能生產系統的建設

3.1.15G技術在生產設備互聯中的應用

5G技術在煤機制造中的重要應用之一是實現生產設備的互聯互通。通過5G網絡，煤機生產線上的各類設備、傳感器和機器人能夠實時交換數據，確保生產過程的協調性。5G的高帶寬和低時延特性，使設備能夠在毫秒級別內響應指令，并在生產過程中保持精確協作。例如，生產設備可以根據實時監控的生產數據進行自主調整，優化生產流程，確保生產的高效與精度。

3.1.2工業互聯網平臺與煤機生產線的協同

工業互聯網平臺將煤機生產線上的所有設備和傳感器連接成一個智能系統，能夠實時監控并調節設備狀態。通過平臺的協同作用，煤機生產線能夠實現設備的自主調節和生產路徑的優化，提高生產效率和質量。例如，工業互聯網平臺可以根據實時數據自動調整生產調度，以增強生產靈活性，并確保生產過程的順暢。

3.2數據采集與實時監控

3.2.1基于5G的傳感器網絡部署

5G網絡的低延遲和高帶寬特點，使煤機生產線能夠部署大量傳感器，實現實時數據采集。傳感器能夠監測設備的溫度、壓力、振動等關鍵參數，將這些數據通過5G網絡傳輸至云端進行處理和分析。與傳統網絡相比，5G能夠顯著提高數據傳輸速度，確保數據的實時性和準確性。

3.2.2生產過程的動態監控與反饋優化

通過5G網絡，煤機企業能夠實現生產過程的全面監控和動態調整。當生產過程出現異常時，系統可以及時發出警報并自動調整生產策略。例如，當某臺設備出現過載或溫度異常時，系統可以立即調整設備運行狀態或啟動備用設備，避免生產延誤。基于實時數據反饋，煤機企業能夠有效提升生

產效率和設備的穩定性。

3.3智能運維與故障預測

3.3.1設備運行狀態的實時數據分析

5G技術采集的實時數據為煤機企業提供了智能運維的基礎。通過對設備運行數據的實時分析，企業能夠及時發現設備的潛在故障。例如，通過監測設備的溫度、振動等參數，系統能夠識別異常信號，提前預測設備故障，避免停機帶來的生產損失。實時數據分析不僅幫助企業提升了設備運行的可靠性，還能延長設備的使用壽命，降低維護成本[4]。

3.3.2基于工業互聯網的故障預測與決策支持

工業互聯網平臺能夠結合大數據分析和機器學習算法，對設備的運行狀態進行持續監控。通過設備歷史故障數據的積累，系統可以建立預測模型，提前識別設備可能出現的故障。例如，平臺可以分析設備的工作負荷、溫度變化等數據，提前預警并推薦維修措施，從而避免突發故障導致生產中斷。通過這種智能預測與決策支持，煤機企業能夠降低故障發生率，提高生產線的穩定性。

3.4供應鏈協同與優化

3.4.1供應鏈信息的透明化與高效流轉

5G和工業互聯網的結合可以實現供應鏈的實時透明化。通過5G技術，煤機企業能夠實時獲取供應鏈中各環節的信息，如原材料供應、部件交付和物流狀況等，確保供應鏈高效運轉。信息的透明化能夠幫助企業及時識別供應鏈中的問題，并采取相應的調整措施，確保生產不受影響。

3.4.25G技術在供應鏈智能決策中的作用

應用5G技術，煤機制造企業能夠實時采集供應鏈中的各種數據，并通過工業互聯網平臺進行數據分析，支持智能決策。平臺可以根據實時的生產計劃、庫存狀況和供應鏈的物流數據，自動優化采購、庫存管理和物流安排。例如，系統可以根據生產需求和庫存量，自動調整原材料采購計劃和配送路線，確保物料及時到位，避免因原材料短缺而影響生產進度。

4煤機智能制造轉型的挑戰與對策

4.1技術實施的挑戰與應對

4.1.1 網絡基礎設施建設問題

5G與工業互聯網的應用高度依賴強大的網絡基礎設施支撐。在煤機智能制造實踐中，煤礦企業地理分布廣泛，特別是地處偏遠城市的礦區，5G網絡的覆蓋范圍與穩定性成為顯著制約。網絡不穩定、帶寬不足等問題嚴重阻礙了這些區域設備的可靠連接與高效數據傳輸。

應加快推動5G基站在礦區等偏遠地區的建設與合理布局，通過增加基站密度提升網絡覆蓋率；深化與通信運營商的合作，優化網絡架構設計，確保生產現場的5G信號質量與穩定性。同時，可采用低功耗廣域網（LPWAN）技術作為5G的有力補充，保障設備間低速數據傳輸的連續性，避免因網絡問題導致生產中斷。

4.1.2設備互聯互通與標準化問題

煤機制造企業設備種類繁雜、來源多樣，導致設備間互聯互通障礙突出。設備標準不統一、接口不兼容，常常造成數據傳輸與共享不暢，嚴重制約了智能化操作的效率提升。

應制定統一的行業設備數據接口標準和通信協議，從根本上減少兼容性問題；積極部署邊緣計算技術，將數據處理與存儲下沉至設備本地，顯著增強實時數據處理能力，規避網絡延遲對操作響應的影響。同時，應明確向設備供應商及研發團隊提出互聯互通要求，并推動其進行嚴格的軟硬件系統兼容性測試。

4.1.3數據安全與隱私保護問題

5G與工業互聯網環境下，煤機企業產生的海量生產與設備數據涉及核心技術與商業秘密，若防護不當，極易成為網絡攻擊目標，威脅企業安全。

保障數據安全需多措并舉，采用端到端加密技術，確保數據在傳輸過程中的機密性與完整性；部署完善的防火墻、入侵檢測系統等安全設施，強化數據存儲與傳輸環節的安全管控；同時，必須建立健全嚴格的數據管理制度，嚴防敏感數據被非法訪問或泄露。

4.2生產過程中的智能化與自動化挑戰

4.2.1生產設備智能化水平低

當前煤機制造設備普遍存在智能化水平不足的問題，主要表現為依賴人工操作、缺乏實時監控和自動優化能力，特別是老舊設備難以實現數據實時采集，制約了智能制造效能。提升智能化水平需從三方面著手：首先對生產線進行智能化改造，部署智能傳感器和數據采集系統，實現設備狀態實時監測；其次運用機器學習算法分析生產數據，實現預測性維護以減少停機；最后推廣自動化控制系統，優化生產流程以提高效率和質量一致性。

4.2.2 智能生產調度困難

煤機制造面臨多設備、多環節的智能調度挑戰，傳統人工調度易造成資源浪費和生產瓶頸。解決這一難題需要構建AI驅動的智能調度系統，通過實時數據分析動態優化生產計劃和資源配置。同時，應用數字孿生技術建立虛擬產線模型，實現生產過程的精準仿真與預測，從而增強調度決策的科學性和前瞻性，有效減少生產延誤和資源浪費。

4.3供應鏈與物流優化挑戰

4.3.1 供應鏈管理難度大

煤機制造面臨原材料種類多、采購周期長的供應鏈管理難題，傳統方式易導致物料短缺風險。解決方案是構建基于物聯網的智能供應鏈系統，通過RFID等技術實現原材料全

流程追蹤，提升供應鏈透明度。同時，利用5G技術獲取實時供應商庫存和生產數據，建立動態預警機制，顯著增強供應鏈響應速度和抗風險能力，確保生產連續性。

4.3.2 物流信息不準確

煤機制造面臨物流信息失準問題，頻繁的大宗運輸易出現延誤和誤送。解決方案是部署智能傳感器實時監控貨物位置與狀態，實現運輸全程可視化。同時應用區塊鏈技術確保物流數據不可篡改，構建可追溯的信息鏈，從而顯著提升物流管理的透明度和可靠性，保障生產進度。

4.4環保與節能減排挑戰

4.4.1減少能源消耗

能源消耗是煤機制造的重要成本與環境負擔來源。降低能耗的有效措施包括：構建智能化能源監測系統，實時掌握能源使用情況并及時調整工藝參數與設備運行狀態，從源頭減少能源浪費；運用大數據分析技術，優化生產過程中的能源配置策略，全面提升能源利用效率。

4.4.2 減少污染物排放

生產過程中產生的廢氣、廢水對環境造成顯著壓力。控制和削減污染物排放，需要引入先進的環保處理設備（如高效廢氣凈化系統、廢水回收循環系統），切實減少有害物質的產生與排放；采用智能控制技術實時監測關鍵排放指標，依據數據反饋動態優化生產工藝參數，確保排放持續穩定達標。

5結語

隨著5G技術與工業互聯網的深度融合，煤機制造業正面臨前所未有的轉型機遇。通過智能制造、實時數據采集與監控、設備協同等手段，煤機行業能夠大幅提升生產效率和產品質量，同時應對日益加劇的市場競爭與環保壓力。然而，在轉型過程中，煤機企業仍面臨技術實施、設備互聯、數據安全等諸多挑戰。為了實現高效、智能的煤機制造，企業需要加大研發投人力度，優化生產線設備，提升智能化水平，并加強網絡基礎設施建設。未來，隨著技術的不斷進步和相關政策的支持，5G與工業互聯網將在煤機智能制造轉型中發揮更加關鍵的作用，為行業帶來可持續發展的新動力。

參考文獻：

[1］王欣怡.5G“揚帆”行動升級全面賦能“ 5G+ 工業互聯網”高質量發展[J」.通信世界，2024（23）：4.

[2]李洋. 5G+ 工業互聯網有望重塑制造業新格局［N］.中國高新技術產業導報，2024-12-09（9）.

[3］工信部發布‘ 5G+ 工業互聯網”融合應用試點城市名單[J].工業控制計算機，2024，37（11）：109.

[4」工信部：推動出臺工業互聯網高質量發展指導意見[J]：中國設備工程，2024（23）：1.