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工业互联网不只是网络:网络是基础,平台是关键

发布日期:2020-07-24 08:31浏览次数:
互联网的发展和新的工业革命的交汇,促成了工业互联网。工业互联网在有所不同国家有有所不同称谓,在美国叫工业物联网,在德国叫工业4.0。在国内,由于互联网的发展独树一帜,因而正宗的称谓应当是工业互联网(也是国家工信部指定的名字)。工业互联网的概念2012年底,通用电气(GE)明确提出了工业互联网的概念,自此,互联网从对工业的辅助、构建南北融合阶段,从消费互联网改向生产性互联网的工业互联网,沦为分开概念划归发展快车道。在这个过程中,工业本身发展也是一个最重要的推展因素。工业中单点信息技术应用于可以追溯到1950年工厂内部的单机数控,之后又有了工控系统;随着ERP(Enterprise Resource Planning,企业资源计划)、MES(Manufacturing Execution System,生产企业生产过程继续执行系统)的构建,互联网也渐渐转入商用化阶段;而随着工业应用于中渐渐融合了更加多的新兴技术,工业也开始从最初的单点信息技术应用于向全面的数字化、网络化、智能化变革。互联网的发展和新的工业革命的交汇,从而促成了工业互联网。2012年底,通用电气(GE)明确提出了工业互联网的概念,并出版发行了中英双语工业互联网白皮书。国内工业互联网发展脉络在整个工业互联网的发展大潮中,国内产业也早早跟上,早在2013年8月,工信部施行《信息化与工业化融合专项行动计划》,增进两化融合。

工业互联网不只是网络:网络是基础,平台是关键

随后,国家又实施多项政策,还包括:2014年9月,工信部系统部署工业互联网研究2015年5月,授予《中国生产2025》2015年7月,授予《关于大力前进“互联网+”行动的指导意见》2016年2月,正式成立工业互联网产业联盟2016年5月,授予《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》2017年10月,授予《深化“互联网+先进设备制造业”发展工业互联网的指导意见》工业互联网不仅是网络概念,而且是系统化的概念。9月22日,在北京的CCF YOCSEF TDS专题探寻班上,工业互联网联盟(AII)总体组组长、中国信通院技术与标准研究所副总工李海花讲解道,工业互联网把整个工业系统连接起来,构建数据在这些设备及系统之间流动,从而构建大数据分析、运营决策、掌控等,优化工业生产。因而工业互联网的核心是通过网络化,把这些系统都打穿着,环绕生产经营,构成一个系统化的、能构建数据传输和应用于的智能体系。也因此,在2017年,国务院分开授予了《深化“互联网+先进设备制造业”发展工业互联网的指导意见》。工业互联网三大体系从工业互联网的发展来看,各国皆再行从顶层架构设计应从,我国工业互联网的顶层架构分成三大体系——网络体系、平台体系和安全性体系。其中,网络体系是基础,牵涉到人、物品、机器、车间等全要素,涵括设计、研发、生产、管理等各环节,将工业全系统、仅有产业链、仅有价值链的绿在深度网络;平台体系是核心,平台作为各种要素的枢纽,可以将数据汇聚在一起,不仅相连数据,还包括机器状态,在此基础上可以构建资源的优化配备、智能分析等;安全性体系是确保,通过安全性体系可以辨识和抵挡安全性威胁、消弭各种安全性风险。网络体系(三级两层)工业互联网的网络体系可以分成三级两层,三级指现场级、车间级、工厂级;两层指OT层和IT层。现场级还包括生产设备、控制系统;车间级主要还包括嵌入式界面、数据采集和监控,以及总线和网关等;前两级主要环绕工厂内生产部分,产于在OT层。而工厂级主要产于在IT层,主要是IT网络的信息化模块,还包括SCM、ERP、CRM、MES。IT、OT融合(将要两层切断)是发展趋势,但是网络混杂,能力单一仍是工厂现状。现在的工厂中使用三层两级架构,中间仍是隔绝的,依然较为混杂,有的企业为了安全性,两层之间甚至不会使用物理隔绝。这造成现在工厂中互联网仅有用作商业信息交互,企业信息网络无法伸延到生产系统,大量的生产数据溶解、消失在工业掌控网络。与此同时,产业开始大大尝试,工业PON、宽带无线、短距离通信、蜂窝无线、IPV6、SDN等网络技术紧贴进去,但是仍遇上诸多问题,首先就是标准的问题。由于行业类别诸多以及工业巨头的不存在,现行的OT网络技术标准有40多种,月转入IEC(International Electrotechnical Commission,国际电工委员会)的也有20多种。而由于现在的OT网络早已不仅必须传输数据,还必须顾及AR/VR及摄像头的应用于变换,李海花指出,应运而生的TSN很可能会在将来统一OT网络的相连技术。网络体系(TSN)据(公众号:)理解,标准化以太网技术意味着是解决问题了多设备分享网络基础设施和数据相连的问题,但并没很好地解决设备之间动态、平稳的数据传输的问题,而这对工业设备最为关键。TSN是在IEEE802.1标准框架下,基于特定应用于市场需求制订的一组“子标准”,目的为以太网协议创建“标准化”的时间脆弱机制,在保证以太网数据通讯的时间确定性的同时,为有所不同协议网络之间的互操作获取了可能性。也可以解读为标准以太网的Ultra。如前文所述,TSN可用作OT网络层,IT层传输协议架构可以用OPC,因而,将来工厂内部未来将会统一到TSN+OPC。在2018年汉诺威工业展上,AII联盟与ECC联盟牵头展出了TSN+OPC UA测试床,该测试床时延大于1错综复杂,晃动大于100纳秒,是使用SDN管理的边缘计算出来平台。网络体系(5G)5G作为下一代蜂窝联网技术,关于5G空口技术的研究,工业互联网也是其最重要牵涉到领域。5G针对工业互联网场景的相连多样性、性能差异化、通信多样性,现在面向工业掌控、无线传感、生产辅助有三大空口,明确性能差异闻下表格: 就核心层而言,5G通过网络切片技术,灵活性的组织架构,动态调整网络资源,在逻辑上符合有所不同组网市场需求。网络体系(国家发展重点)关于建设工业互联网网络基础设施,我国也通过工业互联网基础设施升级改建工程,减缓企业内外网络改建升级和IPv6部署,主要有四个发展重点:减缓企业外网络改建建设。前进宽带网络基础设施建设与改建,不断扩大网络覆盖范围,优化升级骨干网络。还包括高速率、较低时延、大比特率可自定义,即可以按照企业市场需求展开自定义。积极开展企业内网络改建建设。强化TSN、工业SDN、工业PON等技术的研究,推展工业企业应用新的技术改造建设在企业内网的部署。推展IPv6的全面部署。强化对限于于工业应用于的IPv6关键设备、通信模块、解决方案的研发,减缓前进IPv6在工业互联网的广泛应用部署。前进中小企业公里/小时降费。强化新型专线技术研究,更进一步前进相连中小企业的专线公里/小时降费。网络体系(标识解析)标识解析也是网络体系中的最重要部分。相连的核心是为了收集信息,但是工业中很多设备是被动性设备,例如轮胎,为了收集这些设备的信息,从而引进了标识解析技术。标识解析体系还包括标识和解析系统,标识是机器和物品的“身份证”;解析系统类似于互联网DNS,是全球工业互联网安全运营的核心基础设施之一。上述例子中,通过给轮胎彰显或变换特定的标识,从而将信息传输到各个系统。通过信息的标识可以构建信息的关联。

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