工業互聯網深度解析
工業互聯網是新一代信息技術與工業經濟領域深度融合形成的新興業態和應用模式,是實現產業數字化轉型的關鍵基礎。工業互聯網概念由通用電氣公司總裁Jeffrey R. Immelt在2011年首次提出。隨后GE、IBM、思科、英特爾等美國行業龍頭企業聯手組建工業互聯網聯盟(IIC) ,推廣工業互聯網概念。將工業互聯網定義為一個開放的、全球化的網絡,將人、數據和機器連接起來,并認為它是全球工業系統與高級計算、分析傳感技術及互聯網的高度融合。工業互聯網通過智能機器間的連接并最終將人機連接,結合軟件和大數據分析,重構全球工業,提高生產率,讓世界更快捷、更安全、更清潔、更經濟。

一、工業互聯網內涵三大角度
工業互聯網的內涵包括構成要素、核心技術和產業應用三個角度。從構成要素機器、數據和人共同構成工業互聯網生態系統;從核心技術角度,工業互聯網實現數據價值的技術集成,完成從原始數據中提取有價值決策信息的,實現數據的使用價值;從產業應用角度,工業互聯網構建了一個龐大的網絡制造生態系統,為企業提供全面的感知、移動的應用、云端的資源和大數據分析。
二、工業互聯網三大功能體系
工業互聯網的三大功能體系包括網絡、平臺和安全。工業互聯網通過系統構建網絡、平臺、安全三大功能體系,打造人、機、物全面互聯的新型網絡基礎設施,形成智能化發展的新興業態和應用模式。其中,網絡體系是基礎,基于信息互通實現深度互聯;平臺體系是核心,可以實現海量數據分析和開發各種創新應用;安全體系是保障,能夠識別和抵御各種安全威脅。
網絡層是基石
對于制造業企業而言,網絡層面建設主要圍繞線下設備線上化,線上設備互聯互通開展。在現場級和車間級主要側重于實現底層設備橫向互聯以及與上層系統縱向互通的連接,在企業級和外部,注重通過云平臺實現生產設備、控制系統、工業信息系統、工業互聯網應用的互聯互通。
平臺層是核心層級
工業互聯網平臺是中間層,向下連接海量設備,自身承載工業經驗與知識的模型,向上對接工業優化應用,是工業全要素連接的樞紐,是工業資源配置的核心,驅動著先進制造體系的智能運轉。工業互聯網的發展,網絡和企業資源的數字化是基礎。從國內實際情況來看,大部分的企業都面臨著制造資源云改造、云遷移的需求,也即云計算領域的工業企業上云?,F階段工業互聯網平臺仍以數據建模和分析為主要功能。
安全層是安全保障
根據工信部對《深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》的解讀,工業互聯網安全問題從實施角度可分為設備安全、控制安全、網絡安全、平臺安全和數據安全等幾個部分。
三、工業互聯網五大產業層
工業互聯網體系分為五個層級,包括設備層、網絡層、平臺層、軟件層和應用層,同時安全體系貫穿在工業互聯網五個層級之間。設備層—工業互聯網基礎設施。網絡層—工業通信。工業互聯網網絡體系可分為工廠內部網絡和工廠外部網絡。同時,網絡互聯根據協議層次由底層至上層可以分為多方式接入、網絡層轉發和傳輸層傳送三層。
四、工業互聯網產業鏈
網絡體系是基礎
網絡體系是工業互聯網的基礎,工業互聯網將連接對象延伸到工業全系統,形成工業智能化的“血液循環系統”,打造低時延、高可靠、廣覆蓋的網絡基礎設施是實現工業全要素各環節泛在深度互聯的前提。工業互聯網的網絡體系將連接對象延伸到機器設備、工業產品和工業服務,可以實現人、機器、車間、企業等主體以及設計、研發、生產、管理、服務等產業鏈各環節的全要素的泛在互聯,以及數據的順暢流通。
工業軟件是核心
工業互聯網平臺采取云化、敏捷開發等方式,降低了工業企業投入信息化、數字化的成本。工業軟件能夠對工業流程進行數字化表達,打通各生產環節,建立起數字孿生,工業互聯網利用邊緣設備和物聯網收集工業大數據,工業軟件則負責工業大數據的處理和利用,將海量工業數據進行歸納學習進行數據反哺生產,實現工藝與管理流程的優化,大幅提高生產效率,提高產品質量與良率。

五、工業互聯網行業應用擴展
工業互聯網行業應用擴展—市場應用有望加速普及工業互聯網應用場景可分為設備/產品管理、業務與運營優化、社會化資源協作三大類,完整涵蓋企業流程管理到車間設備管理到外部伙伴協作全運營鏈條。其中關注設備與產品管理和業務與運營優化的應用更多,社會化資源協作方面由于涉及外部主體較多,發展略顯滯后。
5G助燃工業互聯網
5G高帶寬、低時延、支持海量接入等方面的優勢,具備與工業互聯網融合的潛力。5G的超高可靠低時延網絡可以應用在某些工業無線場景傳輸,如精密加工。大部分類似場景都通過有線網絡實現,但是5G可以賦予機器更高的自由度,面對高精度的加工更加游刃有余。在智能診斷維護、AGV、工業AR/VR等場景也有增強通信的作用。另外5G低功耗大連接場景可以用作工業互聯網的溯源應用。
工業互聯+機器人
云互聯工業機器人將是未來的一種趨勢。機器人連接網絡后,通過傳感器采集各種數據,如動力信息、運動信息及其他狀態量等,數據上傳到云端后,在控制終端可以通過不同位置機器人的數據進行比較分析以預測機器人狀況,并能夠對工業機器人進行遠程配置和操控。工業互聯網,是人與機器人、機器人與機器人、機器人與設備之間實現交互的橋梁。只有實現互聯,機器人的數據才能實現交互,交互之后才能實現智能化。


