摘要：随着工业互联网规模化应用加速推进，传统中心化计算模式逐渐暴露出延迟高、带宽受限、灵活性不足等问题。边缘计算与5G融合应用，为工业互联网的信息技术架构带来新一轮优化机遇。本文基于边缘计算与5G协同发展的趋势，分析其在工业互联网中的应用价值与关键作用，探讨信息技术架构优化的具体路径，为推动工业互联网智能化、实时化、柔性化发展提供参考。

关键词：边缘计算；5G通信；工业互联网

一、边缘计算与5G融合在工业互联网中的应用价值

（一）降低通信延迟提升实时响应能力

工业互联网应用场景对数据传输延迟和响应速度有极高要求，传统中心云计算模式受限于传输链路长度与网络拥堵，难以满足实时性需求。边缘计算通过将数据处理任务下沉到靠近数据源的边缘节点，结合5G网络低延迟、高带宽特性，能够显著缩短数据传输路径，实现毫秒级响应。典型应用如智能制造产线监控、工业机器人协作、远程设备维护等，需要快速感知环境变化并作出决策，边缘计算与5G协同可有效支撑实时数据采集、智能分析与即时控制，极大提升系统敏捷性与生产安全性，推动工业现场智能化水平跃升。

（二）分担中心系统负载优化资源配置效率

传统工业互联网系统大量数据回传中心服务器进行处理，导致数据洪流压力骤增，中心节点负载过高，存储与计算资源分配效率低下。边缘计算将部分数据预处理、初步分析和决策推理任务分散到边缘节点，5G通信保障大规模终端高效接入和数据快速流转，使中心系统仅需处理关键数据与综合决策，显著减轻中心负荷。通过边缘协同分担计算与存储压力，优化整体资源配置与调度效率，实现数据处理的分层分域管理，提升工业互联网平台的扩展性与稳定性，为复杂场景下的多任务并行处理与资源按需供给提供技术保障。

（三）增强系统弹性与智能决策能力

面对动态变化、复杂多样的工业生产环境，传统以中心化控制为主的工业互联网系统在灵活性与弹性应对方面存在明显短板。边缘计算节点具备一定的本地智能与自适应能力，能够在网络中断、链路不稳定等极端情况下，依托本地存储与推理功能，维持基本功能运行与应急决策处理。5G网络的大连接能力与切片技术，为不同应用场景提供定制化通信保障，提升系统整体弹性与服务连续性。边缘智能决策与5G高可靠通信协同，使工业互联网系统具备分布式智能感知、局部自主决策与全局协调优化能力，显著增强系统适应复杂工业场景变化的能力与韧性，提升生产运营连续性与系统安全性。

二、边缘计算与5G协同优化工业互联网信息技术架构的实践路径

（一）构建分层协同的边缘计算体系

工业互联网信息技术架构优化过程中，需要构建分层协同的边缘计算体系，明确端、边、云三层功能定位与协作机制。终端层负责基础数据采集与初步预处理，边缘层承担实时数据分析、局部决策与智能控制，云端层则负责大数据存储、全局建模与深度优化决策。边缘节点根据业务需要设置在生产线、车间或工厂网络边缘，通过就近处理减少通信延迟与带宽消耗，提升数据处理的实时性与本地智能水平。通过分层架构设计与功能划分，形成以边缘为中心、端边云高效协同、按需切换的数据流转与处理体系，支撑工业互联网多样化、动态化、复杂化应用场景需求，提升整体架构的弹性与可扩展性。

（二）深度融合5G通信技术强化数据互联互通

在工业互联网信息技术架构优化中，需充分发挥5G通信网络的低延迟、高带宽、大连接特性，强化端到端数据互联互通能力。通过部署5G专网或行业虚拟专网，保障工业终端设备、传感器节点、边缘服务器与云平台之间高速、安全、稳定的数据通信，满足大规模终端接入、海量数据传输与实时指令交互需求。结合5G切片技术，根据不同工业业务场景如远程控制、视频监控、设备管理等定制化分配网络资源，实现通信服务质量保障。5G URLLC（超可靠低延迟通信）技术应用于高精度控制场景，5G mMTC（大规模物联网通信）支撑海量终端互联，推动工业互联网信息流、控制流、数据流无缝贯通，全面提升系统智能协同与快速响应能力，夯实智慧工厂与智能制造体系的信息通信基础。

（三）推动边缘智能平台与工业应用融合创新

边缘计算节点不仅是数据中转与缓存中心，更应成为具备本地智能处理与应用创新能力的综合平台。信息技术架构优化中，应建设基于容器化、微服务化架构的边缘智能平台，支持轻量化人工智能算法部署、边缘推理与动态资源调度，赋能工业场景本地智能决策。推动边缘平台与工业应用的深度融合，如设备预测性维护、质量在线检测、能耗智能优化、生产调度仿真等，通过边缘智能实现数据就地处理、智能前移、决策下沉，提升应用响应速度与资源利用效率。结合5G超低延迟特性，实现边缘平台与工业控制系统无缝对接，构建“数据驱动+智能决策+即时执行”的一体化应用体系，促进工业互联网从互联互通向智能自治演进，全面提升生产系统的智能化水平与运营效能。

（四）加强安全防护体系建设保障数据可信流转

工业互联网信息技术架构优化必须高度重视数据安全与系统安全，边缘计算与5G协同应用在提升效率的同时，也带来新的安全挑战。需构建覆盖端、边、云全链路的多层次安全防护体系，强化设备接入认证、数据加密传输、身份识别与访问控制等基础安全措施。针对边缘节点地理分布广、物理防护弱的特点，部署轻量级防火墙、入侵检测系统与本地异常行为分析，提升边缘侧安全感知与主动防御能力。利用5G网络切片隔离机制与端到端加密技术，确保不同工业业务的数据流独立、安全传输，防范数据泄露与恶意攻击。加强工业互联网全生命周期的安全监测、风险评估与应急响应机制建设，形成实时感知、快速处置、持续改进的安全闭环体系，为工业互联网在复杂环境下的稳定运行与持续创新发展提供坚实安全保障。

结束语：边缘计算与5G技术的深度融合，正加速推动工业互联网信息技术架构的优化与升级。通过构建分层协同的边缘体系、强化数据互联互通、推动应用智能创新与完善安全防护体系，工业互联网能够实现智能化、实时化、柔性化发展。未来，应持续深化边缘计算与5G的协同创新应用，提升工业互联网系统的韧性、敏捷性与智能化水平，助力工业领域迈向高质量发展新阶段。

参考文献

[1] 孙建军. 基于5G与边缘计算融合的工业互联网技术路径研究 [J]. 通信技术， 2023， 43（02）： 89-92.

[2] 王旭东. 边缘计算赋能工业互联网系统架构优化探究 [J]. 信息与控制， 2023， 43（02）： 102-106.