工業(yè)互聯網

尹浩院士：工業(yè)互聯網內外、外網發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)

2021-07-31 來源：評論：0

摘要：尹浩指出：“目前工業(yè)互聯網呈現三個發(fā)展趨勢：第一，基于網絡的人機制造全要素互聯。第二，基于網絡的生產鏈全面流程化。第三，基于網絡的全產業(yè)鏈和全價值鏈重塑?！?/div>

　　尹浩指出：“目前工業(yè)互聯網呈現三個發(fā)展趨勢：第一，基于網絡的人機制造全要素互聯。第二，基于網絡的生產鏈全面流程化。第三，基于網絡的全產業(yè)鏈和全價值鏈重塑。”

　　工業(yè)互聯網競爭日趨激烈
　　產業(yè)生態(tài)加速構建
　　從2012年被提出，工業(yè)互聯網發(fā)展到現在已歷經10年時間。工業(yè)互聯網是新一代通信網絡技術與工業(yè)經濟深度融合的關鍵基礎設施，是產業(yè)效率提升的倍增器，產業(yè)效率每提高1%將創(chuàng)造萬億美元級的GDP。歐盟預計未來15年，基于ICT技術的工業(yè)互聯網將帶來20%~30%的生產效率提升。
　　工業(yè)互聯網與傳統信息化制造系統的本質區(qū)別是打破傳統制造信息系統“煙囪式”孤島，形成具有“全互聯、扁平化、平臺化、開放服務”特征、“人-機-物”深度融合的智能制造系統。
　　尹浩指出：“目前工業(yè)互聯網呈現三個發(fā)展趨勢：第一，基于網絡的人機制造全要素互聯。第二，基于網絡的生產鏈全面流程化。第三，基于網絡的全產業(yè)鏈和全價值鏈重塑。”
　　同時，在工業(yè)互聯網四大體系（網絡、平臺、數據、安全）當中，網絡體系是基礎，涵蓋設計、研發(fā)、生產、管理等各環(huán)節(jié)人-機-物的泛在深度互聯。平臺體系是核心，匯集各類生產數據、機器狀態(tài)，實現資源的優(yōu)化配置、智能分析等。數據體系是關鍵，提升數據價值挖掘能力、促進數據流動、推動數據知識共享、構建數據驅動新生態(tài)。安全體系是保障，識別和抵御安全威脅、化解各種安全風險。
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　　目前，全球工業(yè)互聯網正處在格局創(chuàng)立的關鍵期和規(guī)?；瘮U張的窗口期，發(fā)展工業(yè)互聯網已經成為主要國家搶占全球產業(yè)競爭新制高點、重塑工業(yè)體系的共同選擇。
　　工業(yè)互聯網產業(yè)生態(tài)競爭日趨激烈，生態(tài)的構建和產業(yè)布局正在全球加速展開；國際企業(yè)利用自身優(yōu)勢加快網絡、工業(yè)設備、核心芯片、工控系統、傳感器等產業(yè)鏈布局；操作系統與云平臺一體化成為掌控生態(tài)主導權的重要手段；工業(yè)制造、能源、交通等關系國計民生的重要行業(yè)成為產業(yè)競爭的重點領域。
　　工廠內網、外網絡
　　分別呈現三大趨勢
　　尹浩指出，工業(yè)互聯網整個體系包括網絡互聯、數據互通兩個層面：“網絡互聯按照工業(yè)互聯網業(yè)界的分法又分為工廠內網絡和工廠外網絡，工廠內網絡主要連接工廠內的各種要素，包括人員（生產人員、設計人員、外部人員）、機器（裝備、辦公設備）、材料（原材料、制成品）、環(huán)境（儀表、監(jiān)測設備）。工廠外網絡連接智能工廠、分支機構、下游協作企業(yè)、工業(yè)云數據中心、智能產品用戶等。”
　　而工業(yè)互聯網應用發(fā)展對網絡基礎設施提出了更高的要求和更多的需求。工廠內網呈現融合、開放、靈活三大發(fā)展趨勢。
　　在融合性方面，一是內網結構扁平化。傳統“兩層三級”網絡架構嚴重影響信息互通效率，大數據分析和邊緣計算業(yè)務對現場實時數據采集需求，OT網絡中的車間級和現場級將逐步融合，MES等信息系統向車間延伸的需求，推動IT網絡與OT網絡融合。二是控制信息與過程數據共網傳輸。傳統工業(yè)網絡依附控制系統，主要實現控制閉環(huán)的信息傳輸，工業(yè)互聯網業(yè)務對工業(yè)生產全流程數據的采集需求，要求網絡同時滿足控制信息和過程數據的傳輸需求。三是有線與無線一體化協同，無線網絡部署將成為必然。
　　在開放性方面，一是技術的開放性，打破傳統工業(yè)網絡眾多制式間的技術壁壘，控制系統、應用系統將不與具體網絡技術綁定。二是數據的開放性，生產全流程的數據將以標準化語法和數據模型開放給上層應用使用。三是產業(yè)的開放性，打破少數巨頭對全產業(yè)鏈的控制，新的芯片廠商、設備廠商、網絡提供商將加入進來，推動產業(yè)開放。
　　在靈活性方面，一是網絡形態(tài)的靈活性。未來工廠內網絡可根據智能化生產、個性化定制等業(yè)務靈活調整形態(tài)，快速構建出生產環(huán)境。二是網絡管理的便捷性。隨著工業(yè)網絡化深入發(fā)展，工廠內的網絡管理都將變得復雜，新的數據互通和軟件定義技術應用提供網絡系統的可呈現度，網絡管理更加便捷。
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　　同時針對工廠外網絡呈現的普遍化、精細化、靈活化趨勢，外網服務逐步普遍化。尹浩強調道：“隨著云平臺技術的發(fā)展，企業(yè)信息系統正在外網化，未來海量設備的遠程監(jiān)控、維修、管理、優(yōu)化等業(yè)務等都將基于工廠外網絡開展。其次，在普遍化基礎上要做到精細化，針對企業(yè)上網、業(yè)務系統上云、公有云與私有云互通等不同場景提供細分服務。”
　　外網服務也逐步趨向靈活化，工廠外網絡能夠根據企業(yè)要求快速開通服務、調整業(yè)務，5G移動通信網絡等新技術的應用，提高網絡接入的便捷程度和部署速度，為企業(yè)實現廣泛互聯提供更靈活的方式選擇。
　　尹浩表示，構建整個網絡體系，歸納起來本質要求是實現生產要素、生產鏈和全價值鏈的安全可靠互聯，實現面向工業(yè)生產和服務的人-機-物網絡化協同。其本源要實現工業(yè)網與“互聯網、生產系統、人”三者有效互動，關鍵是實現面向“三鏈”的比特流、信息流、知識流的語義互聯。比特流實現IT/OT融合及三鏈數據互聯；信息流實現計劃域、操作域與控制域的信息互聯；知識流是實現人與生產系統的知識交互。
　　工業(yè)互聯網網絡體系
　　面臨三方面挑戰(zhàn)
　　目前工業(yè)互聯網網絡體系建設應以網絡“互聯、協同”為抓手，突破“互動”瓶頸，以實現比特流、信息流、知識流的三個層面“互動”為核心關鍵。尹浩認為，目前工業(yè)互聯網網絡體系正面臨三方面挑戰(zhàn)。
　　第一，如何實現按需互聯，保障比特流端到端實時可靠交互。現有工業(yè)互聯網基于TCP/IP“盡力而為”的模式，使“二八效應”嚴重，網絡資源主要消耗于20%的節(jié)點，無法實現全要素鏈、全產業(yè)鏈和全價值鏈的按需互聯及比特流端到端的可靠交互。
　　第二，如何最大化網絡效能。他認為，生產鏈、價值鏈和產業(yè)鏈泛在化感知產生的數據量將呈現爆炸性增長，如何通過最大化網絡效能，實現三鏈跨感知、計算、控制三個功能域的直接優(yōu)化控制，支持跨功能域的信息流語義級交互是面臨的又一挑戰(zhàn)。
　　第三，如何保障互動的安全可控，實現人-機-物知識流協同交互。人-機-物多維度、跨層次互動帶來一系列不確定性，構建網絡、設備、平臺、數據、應用的多維度的安全可信保障體系，實現云邊端的智能協同、實時精準控制是當務之急。 相關熱詞搜索：工業(yè)互聯網

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