1、關于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的認識與思考東北大學東北大學2016.10.24內(nèi)容n工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來n工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構和層次結構工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構和層次結構n工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n挑戰(zhàn)與對策挑戰(zhàn)與對策n工業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)的由來的由來n世界現(xiàn)代化與科技革命的關系世界現(xiàn)代化與科技革命的關系18182121世紀，世界的現(xiàn)代化過程世紀，世界的現(xiàn)代化過程 兩個階段兩個階段 第一次現(xiàn)代化是從農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)社會向工業(yè)經(jīng)濟和工業(yè)社會第一次現(xiàn)代化是從農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)社會向工業(yè)經(jīng)濟和工業(yè)社會的轉變的轉變 第二次現(xiàn)代化是從工業(yè)經(jīng)濟和工業(yè)社會向知識經(jīng)濟和知識社會第二次現(xiàn)代化是從工業(yè)經(jīng)濟和工業(yè)社會向知

2、識經(jīng)濟和知識社會的轉變的轉變 六次浪潮六次浪潮 機械化、電氣化、自動化、信息化、仿生化和體驗化機械化、電氣化、自動化、信息化、仿生化和體驗化18182020世紀的科技重點世紀的科技重點是是認識自然、改造自然和滿足人類認識自然、改造自然和滿足人類基本基本需求，需求，2121世紀的科技重點世紀的科技重點是是認識人類自己、改變自身認識人類自己、改變自身以及適應宇宙環(huán)境和宇航時代的需要以及適應宇宙環(huán)境和宇航時代的需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來n工業(yè)革命工業(yè)革命第一次工業(yè)革命是第一次工業(yè)革命是1818世紀晚期制造業(yè)的世紀晚期制造業(yè)的“機械化機械化”所催生所催生的的“工廠制工廠制”，徹底蕩滌了家庭作坊式的生產(chǎn)組織方

3、式，徹底蕩滌了家庭作坊式的生產(chǎn)組織方式第二次工業(yè)革命是第二次工業(yè)革命是2020世紀早期制造業(yè)的世紀早期制造業(yè)的“自動化自動化”所創(chuàng)造所創(chuàng)造的的“福特制福特制”，流水生產(chǎn)線使得，流水生產(chǎn)線使得“大規(guī)模生產(chǎn)大規(guī)模生產(chǎn)”成為制造成為制造業(yè)的主導生產(chǎn)組織方式，產(chǎn)品的同質(zhì)化程度和產(chǎn)量實現(xiàn)業(yè)的主導生產(chǎn)組織方式，產(chǎn)品的同質(zhì)化程度和產(chǎn)量實現(xiàn) “雙高雙高”人類正在迎接的第三次工業(yè)革命是制造業(yè)的人類正在迎接的第三次工業(yè)革命是制造業(yè)的“數(shù)字化數(shù)字化”，以此為基礎的以此為基礎的“大規(guī)模定制大規(guī)模定制”可能成為未來的主流生產(chǎn)可能成為未來的主流生產(chǎn) 方式方式，發(fā)達國家發(fā)達國家都在推行都在推行“再工業(yè)化再工業(yè)化”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

4、的由來n工業(yè)革命工業(yè)革命第一次工業(yè)革命是機械取代人力第一次工業(yè)革命是機械取代人力第二次工業(yè)革命是大批量取代單件流第二次工業(yè)革命是大批量取代單件流第三次工業(yè)革命是自動取代手動第三次工業(yè)革命是自動取代手動第四次工業(yè)革命將由自動化升級為智能化第四次工業(yè)革命將由自動化升級為智能化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來n德國工業(yè)德國工業(yè)4.04.0德國政府在德國政府在20132013年年4 4月的漢諾威工業(yè)博覽會上正式月的漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出，目的是為了提高德國工業(yè)的競爭力，在推出，目的是為了提高德國工業(yè)的競爭力，在 新一輪工業(yè)革命中占據(jù)先機新一輪工業(yè)革命中占據(jù)先機建設一個網(wǎng)絡：信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡建設一個網(wǎng)絡：信息物理系

5、統(tǒng)網(wǎng)絡研究兩大主題：智能研究兩大主題：智能制造制造+ +智能工廠智能工廠實現(xiàn)三項集成實現(xiàn)三項集成 企業(yè)內(nèi)部所有生產(chǎn)、運營環(huán)節(jié)信息的縱向集成企業(yè)內(nèi)部所有生產(chǎn)、運營環(huán)節(jié)信息的縱向集成 企業(yè)之間通過價值鏈以及網(wǎng)絡實現(xiàn)資源的橫向集成企業(yè)之間通過價值鏈以及網(wǎng)絡實現(xiàn)資源的橫向集成 圍繞產(chǎn)品全生命周期的價值鏈的端到端集成圍繞產(chǎn)品全生命周期的價值鏈的端到端集成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來n德國工業(yè)德國工業(yè)4.04.0從互聯(lián)開始從互聯(lián)開始 所有的設備、生產(chǎn)線、所有的設備、生產(chǎn)線、工廠、供應商、產(chǎn)品和工廠、供應商、產(chǎn)品和客 戶客 戶 實 現(xiàn)實 現(xiàn) 萬 物 互 聯(lián)萬 物 互 聯(lián) (Internet of Everything(

6、Internet of Everything，IoE)IoE)推動推動生產(chǎn)方式大變身生產(chǎn)方式大變身 物聯(lián)網(wǎng)和務聯(lián)網(wǎng)滲透到物聯(lián)網(wǎng)和務聯(lián)網(wǎng)滲透到工業(yè)的各個環(huán)節(jié)，大規(guī)工業(yè)的各個環(huán)節(jié)，大規(guī)模定制、服務型制造、模定制、服務型制造、創(chuàng)新驅(qū)動創(chuàng)新驅(qū)動成為主流成為主流工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來n德國工業(yè)德國工業(yè)4.04.0工廠里并非空無一人工廠里并非空無一人 人人的的體力勞動減少，工作內(nèi)容集中于創(chuàng)新與決策領域體力勞動減少，工作內(nèi)容集中于創(chuàng)新與決策領域 機器和人的分工機器和人的分工更新更新人行使創(chuàng)新與決策的權力，牢牢把握對人行使創(chuàng)新與決策的權力，牢牢把握對機器的指揮權，機器則主要負責自我調(diào)節(jié)和完善機器的指揮權，機器則主要

7、負責自我調(diào)節(jié)和完善灰領取代藍領灰領取代藍領 傳統(tǒng)藍領的工作不再重要，員工的職責將從簡單的操作、執(zhí)行層傳統(tǒng)藍領的工作不再重要，員工的職責將從簡單的操作、執(zhí)行層面轉為更加復雜而重要的控制和規(guī)劃等層面。除了編程，灰領還面轉為更加復雜而重要的控制和規(guī)劃等層面。除了編程，灰領還要能解讀復雜數(shù)據(jù)，與管理人員組成團隊，協(xié)同工作要能解讀復雜數(shù)據(jù)，與管理人員組成團隊，協(xié)同工作經(jīng)理和工人的界線趨于模糊經(jīng)理和工人的界線趨于模糊工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來n工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)美國美國通用電氣通用電氣公司倡導，強調(diào)通過智能機器間的連接并最公司倡導，強調(diào)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(shù)據(jù)分析，來重構全球工業(yè)終將

8、人機連接，結合軟件和大數(shù)據(jù)分析，來重構全球工業(yè) 智能和互聯(lián)智能和互聯(lián) 產(chǎn)品、機器、資源和人有機結合產(chǎn)品、機器、資源和人有機結合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來機器間互相通信，機器設機器間互相通信，機器設備更加智能，人類世界、備更加智能，人類世界、數(shù)字世界與機器世界融合數(shù)字世界與機器世界融合并存，并存， 復雜的物理機械、復雜的物理機械、網(wǎng)絡傳感器以及軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡傳感器以及軟件系統(tǒng)集成，從而提高生產(chǎn)與經(jīng)集成，從而提高生產(chǎn)與經(jīng)營效率營效率n工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通用電氣算過一筆賬，通用電氣算過一筆賬，1 1原則原則假設將燃氣發(fā)電廠的效率提高假設將燃氣發(fā)電廠的效率提高1 1，就可以為全球，就可以為全球節(jié)省節(jié)省66066

9、0億美元的燃油億美元的燃油高能耗行業(yè)消耗了大約高能耗行業(yè)消耗了大約50%50%的工業(yè)能源，通過流程的工業(yè)能源，通過流程集成、生命周期優(yōu)化以及電機集成、生命周期優(yōu)化以及電機等等設備的高效利用設備的高效利用和維護，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可能將其能耗降低和維護，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可能將其能耗降低15%15%到到20%20%通用電氣預測，通用電氣預測，20302030年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將為全球帶來年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將為全球帶來1515萬億美元的萬億美元的GDPGDP工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來n中國制造中國制造20252025我們已經(jīng)有了載人航天、殲我們已經(jīng)有了載人航天、殲20/20/殲殲3131戰(zhàn)機、航空母艦，卻戰(zhàn)機、航空母艦，卻不能生產(chǎn)讓老

10、百姓滿意的馬桶蓋不能生產(chǎn)讓老百姓滿意的馬桶蓋我們用著進口的裝備，雇請外國技術專家和管理者，按照我們用著進口的裝備，雇請外國技術專家和管理者，按照國外的標準生產(chǎn)產(chǎn)品，貼上跨國公司的標簽，直接運到國國外的標準生產(chǎn)產(chǎn)品，貼上跨國公司的標簽，直接運到國外。隨著土地、勞動力、資源、環(huán)境等要素成本的迅速外。隨著土地、勞動力、資源、環(huán)境等要素成本的迅速 提高，這種發(fā)展方式已經(jīng)走到盡頭提高，這種發(fā)展方式已經(jīng)走到盡頭中國制造面臨兩面夾擊中國制造面臨兩面夾擊 發(fā)達國家的技術優(yōu)勢發(fā)達國家的技術優(yōu)勢 發(fā)展中國家的成本優(yōu)勢發(fā)展中國家的成本優(yōu)勢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來n中國制造中國制造20252025一條主線一條主線 體現(xiàn)信息技

11、術與制造技術深度融合的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、體現(xiàn)信息技術與制造技術深度融合的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、 智能化制造智能化制造四個轉變四個轉變工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來 由要素驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉變由要素驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉變 由低成本競爭優(yōu)勢向質(zhì)量效益由低成本競爭優(yōu)勢向質(zhì)量效益 競爭優(yōu)勢轉變競爭優(yōu)勢轉變 由資源消耗大、污染物排放多的由資源消耗大、污染物排放多的粗放制造向綠色制造轉變粗放制造向綠色制造轉變 由生產(chǎn)型制造向服務型制造轉變由生產(chǎn)型制造向服務型制造轉變n從世界科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷程看，每次從世界科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷程看，每次工業(yè)工業(yè)革命都是由科技革命引發(fā)并推動的革命都是由科技革命引發(fā)并推動的n信息科技在推動全球新一輪科技革

12、命的同時，信息科技在推動全球新一輪科技革命的同時，也正在推動新一輪工業(yè)革命也正在推動新一輪工業(yè)革命n發(fā)達國家發(fā)達國家都都在積極布局新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，爭搶在積極布局新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，爭搶新一輪新一輪工工業(yè)革命的制高點業(yè)革命的制高點n當前工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)越來越復雜，集成度越來當前工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)越來越復雜，集成度越來越高，網(wǎng)絡連接越來越廣，互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融越高，網(wǎng)絡連接越來越廣，互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合已經(jīng)成為必然合已經(jīng)成為必然工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來n我們的思考我們的思考通用電氣主要是從工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和生產(chǎn)方通用電氣主要是從工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和生產(chǎn)方式革命的角度出發(fā)提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，稱式革命的角度出發(fā)提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，稱之為廣義的工業(yè)互

13、聯(lián)網(wǎng)之為廣義的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)我們從互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)與應用的角度思考，工我們從互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)與應用的角度思考，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)從信息消費領域走向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)從信息消費領域走向工業(yè)生產(chǎn)領域的必然產(chǎn)物，是指滿足工業(yè)領業(yè)生產(chǎn)領域的必然產(chǎn)物，是指滿足工業(yè)領域需求的互聯(lián)網(wǎng)，稱之為狹義的工業(yè)互聯(lián)域需求的互聯(lián)網(wǎng)，稱之為狹義的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的由來n工業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)參考架構和層次結構參考架構和層次結構工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構n工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過傳輸網(wǎng)絡實現(xiàn)工業(yè)管理網(wǎng)絡、控制網(wǎng)絡、傳工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過傳輸網(wǎng)絡實現(xiàn)工業(yè)管理網(wǎng)絡、控制網(wǎng)絡、傳感網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)絡感網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)絡等等的融合，將工業(yè)基礎設施、工業(yè)信息化的融合，將工業(yè)基

14、礎設施、工業(yè)信息化系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析決策系統(tǒng)和行業(yè)工作者等融為一個整體系統(tǒng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析決策系統(tǒng)和行業(yè)工作者等融為一個整體系統(tǒng)Control AgentControl AgentControl AgentIntelligent ProcessingIndustrialCloudDataPlatformService Requirement Decision OptimizationDecisionlayerSensinglayerData SensingDataTransmissionRoutingStrategyState PerceptionLearningReasoningResource

15、Scheduling UserlayerSupplierCustomerDesignerManagerOperatorPDMKnowledgeIntelligent ProcessingData SensingNetworklayerKnowledgeManagementIntegrated Security工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)層次結構Control AgentControl AgentControl AgentIntelligent ProcessingSensinglayerData SensingDataTransmissionRoutingStrategyState PerceptionLear

16、ningReasoningIntelligent ProcessingData SensingNetworklayern感知層從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中獲取網(wǎng)絡狀態(tài)信息和生產(chǎn)相關感知層從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中獲取網(wǎng)絡狀態(tài)信息和生產(chǎn)相關信息，提供給上層供分析決策，信息，提供給上層供分析決策，同時同時執(zhí)行來自上層的執(zhí)行來自上層的命令命令，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)和網(wǎng)絡的管控實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)和網(wǎng)絡的管控n網(wǎng)絡層從感知層獲取狀態(tài)信息，根據(jù)用戶需求進行路網(wǎng)絡層從感知層獲取狀態(tài)信息，根據(jù)用戶需求進行路由決策，實現(xiàn)信息流的由決策，實現(xiàn)信息流的實時實時高效可靠傳輸，通過學習高效可靠傳輸，通過學習和推理機制和推理機制，進行網(wǎng)絡性能優(yōu)化進行網(wǎng)絡性

17、能優(yōu)化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)層次結構n工業(yè)云通過虛擬化技術實現(xiàn)對工業(yè)環(huán)境中計算資源工業(yè)云通過虛擬化技術實現(xiàn)對工業(yè)環(huán)境中計算資源和存儲資源等的動態(tài)管理和調(diào)配，提供平臺、知識和存儲資源等的動態(tài)管理和調(diào)配，提供平臺、知識和數(shù)據(jù)等服務，實現(xiàn)生產(chǎn)、管理以及價值鏈相關業(yè)和數(shù)據(jù)等服務，實現(xiàn)生產(chǎn)、管理以及價值鏈相關業(yè)務的動態(tài)調(diào)度、匹配和組合務的動態(tài)調(diào)度、匹配和組合n決策層依據(jù)下層提供的信息和上層用戶的需求進行決策層依據(jù)下層提供的信息和上層用戶的需求進行智能決策，實現(xiàn)滿足工業(yè)生產(chǎn)需求的自動控制智能決策，實現(xiàn)滿足工業(yè)生產(chǎn)需求的自動控制工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)層次結構IndustrialCloudDataPlatformService Re

18、quirement Decision OptimizationDecisionlayerResource Scheduling KnowledgeKnowledgeManagementn服務層服務層供應鏈管理（供應鏈管理（Supply Chain ManagementSupply Chain Management，SCMSCM）客戶關系管理（客戶關系管理（Customer Relationship ManagementCustomer Relationship Management，CRMCRM）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data ManagementProduct Data

19、 Management，PDMPDM）企業(yè)資源計劃（企業(yè)資源計劃（Enterprise Resource PlanningEnterprise Resource Planning，ERPERP）制造執(zhí)行系統(tǒng)（制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution SystemManufacturing Execution System，MESMES）分布式控制系統(tǒng)（分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control SystemDistributed Control System，DCSDCS）支持用戶對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的訪問支持用戶對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的訪問工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)層次結構Servicelay

20、erSCMCRMERPMESDCSPDMn用戶層包括用戶層包括設計、管理和操作人員、供應商設計、管理和操作人員、供應商和客戶等和客戶等n安全機制貫穿工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的所有層面，采用安全機制貫穿工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的所有層面，采用信息物理一體化安全技術，面向網(wǎng)絡整體進信息物理一體化安全技術，面向網(wǎng)絡整體進行全方位安全風險監(jiān)測，完成全域?qū)崟r動態(tài)行全方位安全風險監(jiān)測，完成全域?qū)崟r動態(tài)安全態(tài)勢感知，實現(xiàn)設備、區(qū)域、邊界、交安全態(tài)勢感知，實現(xiàn)設備、區(qū)域、邊界、交換等的聯(lián)動防衛(wèi)換等的聯(lián)動防衛(wèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)層次結構UserlayerSupplierCustomerDesignerManagerOperatorn工業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互

21、聯(lián)網(wǎng)關鍵技術關鍵技術n工業(yè)無線網(wǎng)絡工業(yè)無線網(wǎng)絡n工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)n工業(yè)主干網(wǎng)工業(yè)主干網(wǎng)n工業(yè)數(shù)據(jù)感知工業(yè)數(shù)據(jù)感知與融合與融合n工業(yè)工業(yè)數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲與與管理管理n工業(yè)數(shù)據(jù)工業(yè)數(shù)據(jù)解析解析n工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n工業(yè)無線網(wǎng)絡工業(yè)無線網(wǎng)絡工業(yè)無線網(wǎng)絡位于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)底層，主要用于獲取并傳輸工業(yè)生工業(yè)無線網(wǎng)絡位于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)底層，主要用于獲取并傳輸工業(yè)生產(chǎn)與管理相關的數(shù)據(jù)，是知識產(chǎn)生、傳播、獲取、分析的基礎產(chǎn)與管理相關的數(shù)據(jù)，是知識產(chǎn)生、傳播、獲取、分析的基礎目前工業(yè)無線網(wǎng)絡技術大多是對無線傳感器網(wǎng)絡技術在工業(yè)領域目前工業(yè)無線網(wǎng)絡技術大多是對無線傳感器網(wǎng)

22、絡技術在工業(yè)領域的拓展和演進的拓展和演進工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet of Things, IIoTIndustrial Internet of Things, IIoT）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)將以太網(wǎng)技術應用到工業(yè)網(wǎng)絡中將以太網(wǎng)技術應用到工業(yè)網(wǎng)絡中由于傳統(tǒng)以太網(wǎng)的通信機制無法保證實時性，因此針對其由于傳統(tǒng)以太網(wǎng)的通信機制無法保證實時性，因此針對其應用于工業(yè)領域的不足，需要工業(yè)以太網(wǎng)提供相應的補償應用于工業(yè)領域的不足，需要工業(yè)以太網(wǎng)提供相應的補償機制機制工業(yè)以太網(wǎng)可以提供靈活的響應式系統(tǒng)，滿足工業(yè)領域?qū)I(yè)以太網(wǎng)可以提供靈活的響應式系統(tǒng)，滿足

23、工業(yè)領域?qū)崟r性的需求，可用于控制數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸，支持實時性的需求，可用于控制數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸，支持設備級的互聯(lián)、協(xié)作和集成設備級的互聯(lián)、協(xié)作和集成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n工業(yè)主干網(wǎng)工業(yè)主干網(wǎng)保證低延遲、穩(wěn)定連接和高速保證低延遲、穩(wěn)定連接和高速傳輸傳輸?shù)仁枪I(yè)互聯(lián)等是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用對主干網(wǎng)的關鍵需求網(wǎng)應用對主干網(wǎng)的關鍵需求需要實現(xiàn)支持企業(yè)縱向需要實現(xiàn)支持企業(yè)縱向、橫向橫向和端到端和端到端集成的集成的，以服務為基礎的以服務為基礎的，實時、可靠、低延時和低功耗，實時、可靠、低延時和低功耗的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n工業(yè)主干網(wǎng)工業(yè)主干網(wǎng)網(wǎng)絡需要依據(jù)實時獲取的狀態(tài)信息，自適應地執(zhí)網(wǎng)絡

24、需要依據(jù)實時獲取的狀態(tài)信息，自適應地執(zhí)行路由和調(diào)度策略，按需高效實時分配網(wǎng)絡資源行路由和調(diào)度策略，按需高效實時分配網(wǎng)絡資源，為業(yè)務動態(tài)建立合適的傳輸路徑，保障全網(wǎng)范，為業(yè)務動態(tài)建立合適的傳輸路徑，保障全網(wǎng)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的高性能端到端傳輸圍內(nèi)數(shù)據(jù)的高性能端到端傳輸需要研究面向?qū)崟r性保障的自適應路由技術、基需要研究面向?qū)崟r性保障的自適應路由技術、基于網(wǎng)絡行為認知的路由策略控制技術、基于認知于網(wǎng)絡行為認知的路由策略控制技術、基于認知決策的傳輸調(diào)度策略以及基于動態(tài)速率調(diào)節(jié)的高決策的傳輸調(diào)度策略以及基于動態(tài)速率調(diào)節(jié)的高效綠色傳輸策略等效綠色傳輸策略等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n工業(yè)數(shù)據(jù)感知與融合工業(yè)數(shù)據(jù)感知與融合工

25、業(yè)數(shù)據(jù)感知與融合技術為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用提供信息來源工業(yè)數(shù)據(jù)感知與融合技術為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用提供信息來源，主要涉及傳感器技術、自動識別技術和數(shù)據(jù)聚集技術等，主要涉及傳感器技術、自動識別技術和數(shù)據(jù)聚集技術等，是實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用的基礎，是實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用的基礎智能機器需要進行數(shù)據(jù)采集、通信和協(xié)同信息處理智能機器需要進行數(shù)據(jù)采集、通信和協(xié)同信息處理智能機器通常裝備傳感器和智能機器通常裝備傳感器和RFIDRFID標簽，可以監(jiān)控機器的操標簽，可以監(jiān)控機器的操作，感知機器溫度、壓力和震動等狀態(tài)信息以及工業(yè)環(huán)境作，感知機器溫度、壓力和震動等狀態(tài)信息以及工業(yè)環(huán)境信息，并對感知結果做出反饋，以實現(xiàn)智能控制信息，并

26、對感知結果做出反饋，以實現(xiàn)智能控制工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n工業(yè)數(shù)據(jù)感知與融合工業(yè)數(shù)據(jù)感知與融合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用通常并不需要使用機器設備感知工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用通常并不需要使用機器設備感知的所有原始數(shù)據(jù)，同時將所有采集到的數(shù)據(jù)都傳的所有原始數(shù)據(jù)，同時將所有采集到的數(shù)據(jù)都傳輸?shù)娇刂浦行牟粌H會給網(wǎng)絡帶來沉重的負擔，而輸?shù)娇刂浦行牟粌H會給網(wǎng)絡帶來沉重的負擔，而且通常也不必要，因此需要研究高效的數(shù)據(jù)聚集且通常也不必要，因此需要研究高效的數(shù)據(jù)聚集與融合等網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)處理技術與融合等網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)處理技術工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n工業(yè)數(shù)據(jù)存儲與管理工業(yè)數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)是企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營的寶貴資產(chǎn)，需要進行本地與遠程的分布式存數(shù)據(jù)是企業(yè)

27、生產(chǎn)與經(jīng)營的寶貴資產(chǎn)，需要進行本地與遠程的分布式存儲，基于虛擬化技術，構建工業(yè)云，依據(jù)約定的服務等級協(xié)議向應用儲，基于虛擬化技術，構建工業(yè)云，依據(jù)約定的服務等級協(xié)議向應用提供服務提供服務工業(yè)云資源分配既要滿足業(yè)務需求，又要有利于最大化云資源利用率工業(yè)云資源分配既要滿足業(yè)務需求，又要有利于最大化云資源利用率工業(yè)環(huán)境中海量的數(shù)據(jù)在類型、結構、語義、組織、粒度和可訪問性工業(yè)環(huán)境中海量的數(shù)據(jù)在類型、結構、語義、組織、粒度和可訪問性等方面高度異構，需要提供能夠反映結構、層次和多樣性等的數(shù)據(jù)表等方面高度異構，需要提供能夠反映結構、層次和多樣性等的數(shù)據(jù)表示方法，開發(fā)支持跨數(shù)據(jù)集互操作的集成技術示方法，開發(fā)支

28、持跨數(shù)據(jù)集互操作的集成技術工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n工業(yè)數(shù)據(jù)存儲與管理工業(yè)數(shù)據(jù)存儲與管理由于原始數(shù)據(jù)集存在大量冗余，需要開發(fā)不損由于原始數(shù)據(jù)集存在大量冗余，需要開發(fā)不損毀數(shù)據(jù)價值的冗余縮減和數(shù)據(jù)壓縮技術，以毀數(shù)據(jù)價值的冗余縮減和數(shù)據(jù)壓縮技術，以降降低低 實時實時產(chǎn)生的工業(yè)大數(shù)據(jù)對存儲和傳輸?shù)膲寒a(chǎn)生的工業(yè)大數(shù)據(jù)對存儲和傳輸?shù)膲毫ατ捎跀?shù)據(jù)價值與數(shù)據(jù)新鮮度由于數(shù)據(jù)價值與數(shù)據(jù)新鮮度密切相關，密切相關，因此需因此需要開發(fā)數(shù)據(jù)生存周期管理技術并且提供相應的要開發(fā)數(shù)據(jù)生存周期管理技術并且提供相應的管理工具管理工具工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n工業(yè)數(shù)據(jù)解析工業(yè)數(shù)據(jù)解析數(shù)據(jù)解析是實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能化的支撐技術，需要高效數(shù)據(jù)解

29、析是實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能化的支撐技術，需要高效實時地分析和處理工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)、特別是實時地分析和處理工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)、特別是其中的半結構乃至非結構化數(shù)據(jù)，以便對生產(chǎn)過程做出其中的半結構乃至非結構化數(shù)據(jù)，以便對生產(chǎn)過程做出 及時的反饋和必要的調(diào)控及時的反饋和必要的調(diào)控需要開發(fā)高效的分布與集中相需要開發(fā)高效的分布與集中相結合的數(shù)據(jù)解析技術，以便在結合的數(shù)據(jù)解析技術，以便在應用可接受的時限內(nèi)給出正確應用可接受的時限內(nèi)給出正確的反饋和處理，促進企業(yè)從的反饋和處理，促進企業(yè)從 工業(yè)大數(shù)據(jù)中獲取最大收益工業(yè)大數(shù)據(jù)中獲取最大收益工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n工業(yè)數(shù)據(jù)解析工業(yè)數(shù)據(jù)解析人工智能和機器學

30、習等是工業(yè)數(shù)據(jù)解析的重要技人工智能和機器學習等是工業(yè)數(shù)據(jù)解析的重要技術基礎，需要將行業(yè)特定的領域知識和專家經(jīng)驗術基礎，需要將行業(yè)特定的領域知識和專家經(jīng)驗等與數(shù)據(jù)分析和處理技術相結合，充分利用歷史等與數(shù)據(jù)分析和處理技術相結合，充分利用歷史數(shù)據(jù)、即時數(shù)據(jù)和經(jīng)驗知識等，正確地解析工業(yè)數(shù)據(jù)、即時數(shù)據(jù)和經(jīng)驗知識等，正確地解析工業(yè)數(shù)據(jù)，科學地做出預測與決策數(shù)據(jù)，科學地做出預測與決策工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，智能的人機物互聯(lián)，企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，智能的人機物互聯(lián)，企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)以及個人信息等都可以被自動收集，導致針對工業(yè)數(shù)據(jù)以及個人信息等都可以被自動收集，

31、導致針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各種實體的攻擊途徑與方法會明顯增多互聯(lián)網(wǎng)各種實體的攻擊途徑與方法會明顯增多同現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全和隱私保護面臨的同現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全和隱私保護面臨的形勢更加嚴峻，出現(xiàn)的網(wǎng)絡與安全事件不僅可能導致信形勢更加嚴峻，出現(xiàn)的網(wǎng)絡與安全事件不僅可能導致信息毀壞、聲譽敗壞和經(jīng)濟損失等惡果，而且可能導致機息毀壞、聲譽敗壞和經(jīng)濟損失等惡果，而且可能導致機毀人亡等惡性事故甚至災難毀人亡等惡性事故甚至災難n工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全需要在現(xiàn)有基礎上，開發(fā)適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要的需要在現(xiàn)有基礎上，開發(fā)適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要的安全保護技術安全保護技術 安全可信的采集技術安全可信的采集

32、技術 安全可信的數(shù)據(jù)清洗技術安全可信的數(shù)據(jù)清洗技術 安全可信的傳輸技術安全可信的傳輸技術 安全可信的存儲技術安全可信的存儲技術 安全可信的訪問控制技術安全可信的訪問控制技術 安全可信的處理技術（包括數(shù)據(jù)加工、更新、刪減等）安全可信的處理技術（包括數(shù)據(jù)加工、更新、刪減等） 安全可信的隱私保護技術安全可信的隱私保護技術 安全可信的信任和聲譽管理技術安全可信的信任和聲譽管理技術工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全需要在現(xiàn)有基礎上，開發(fā)適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要的需要在現(xiàn)有基礎上，開發(fā)適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要的安全保護技術安全保護技術 安全可信的入侵檢測技術安全可信的入侵檢測技術 安全可信的被攻轉移與反

33、制技術安全可信的被攻轉移與反制技術 安全可信的容侵與災備技術安全可信的容侵與災備技術 安全可信的風險評估與安全等級設定技術安全可信的風險評估與安全等級設定技術 安全可信的人機物保護與監(jiān)控技術安全可信的人機物保護與監(jiān)控技術 更為重要的是，要立足經(jīng)濟和社會發(fā)展的全局，從法律、道德更為重要的是，要立足經(jīng)濟和社會發(fā)展的全局，從法律、道德、文化與技術等一體化角度出發(fā)，建立起工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全、文化與技術等一體化角度出發(fā)，建立起工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全 防護體系，才能適應互聯(lián)網(wǎng)從消費走向生產(chǎn)的安全需要防護體系，才能適應互聯(lián)網(wǎng)從消費走向生產(chǎn)的安全需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術n挑戰(zhàn)與對策挑戰(zhàn)與對策挑戰(zhàn)與對策n網(wǎng)絡的超大規(guī)模網(wǎng)

34、絡的超大規(guī)模體現(xiàn)在網(wǎng)絡用戶和終端設備數(shù)量、網(wǎng)絡應用領域體現(xiàn)在網(wǎng)絡用戶和終端設備數(shù)量、網(wǎng)絡應用領域與范圍、網(wǎng)絡流量與數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡基礎設施的超與范圍、網(wǎng)絡流量與數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡基礎設施的超大規(guī)模等諸多方面大規(guī)模等諸多方面，網(wǎng)絡運行、控制與管理復雜網(wǎng)絡運行、控制與管理復雜性急劇提高，網(wǎng)絡的可伸縮性面臨巨大挑戰(zhàn)性急劇提高，網(wǎng)絡的可伸縮性面臨巨大挑戰(zhàn)工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)邁向人機物互聯(lián)與萬物互通的時代，邁向人機物互聯(lián)與萬物互通的時代，必必然導致然導致異構網(wǎng)絡和異構終端大量接入互聯(lián)網(wǎng)，設異構網(wǎng)絡和異構終端大量接入互聯(lián)網(wǎng)，設備類型與數(shù)量不斷增長，用戶規(guī)模迅速備類型與數(shù)量不斷增長，用戶規(guī)模迅速擴大擴大，迫，迫切要求高效

35、靈活的網(wǎng)絡運行、控制與管理切要求高效靈活的網(wǎng)絡運行、控制與管理挑戰(zhàn)與對策n網(wǎng)絡的超大規(guī)模網(wǎng)絡的超大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)從從信息消費領域信息消費領域走向生產(chǎn)領域走向生產(chǎn)領域，不僅促進傳統(tǒng)，不僅促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級改造，而且孕育發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，超大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)升級改造，而且孕育發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，超大規(guī)模的應用領域與范圍前所未有，客觀上要求互聯(lián)網(wǎng)提供更應用領域與范圍前所未有，客觀上要求互聯(lián)網(wǎng)提供更加多樣化的服務加多樣化的服務，以滿足不同的應用需求以滿足不同的應用需求工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)的高度互聯(lián)網(wǎng)化的高度互聯(lián)網(wǎng)化必然必然導致網(wǎng)絡流量和網(wǎng)絡數(shù)導致網(wǎng)絡流量和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)據(jù)激增激增，需要網(wǎng)絡提供高性能的傳輸機制，需要網(wǎng)絡提供高性

36、能的傳輸機制上述變化必然要求超大規(guī)模的網(wǎng)絡基礎設施提供支撐上述變化必然要求超大規(guī)模的網(wǎng)絡基礎設施提供支撐，如何應對由此可能帶來的超高成本、超高能耗和超，如何應對由此可能帶來的超高成本、超高能耗和超難管理等問題都是難管理等問題都是工業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下網(wǎng)絡理論研究與互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下網(wǎng)絡理論研究與技術開發(fā)的重點與難點技術開發(fā)的重點與難點挑戰(zhàn)與對策n網(wǎng)絡的超級異構網(wǎng)絡的超級異構面向面向工業(yè)領域工業(yè)領域的網(wǎng)絡環(huán)境必然是各種網(wǎng)絡的網(wǎng)絡環(huán)境必然是各種網(wǎng)絡技術混合組網(wǎng)，有線與無線、固定與移動技術混合組網(wǎng)，有線與無線、固定與移動、陸地與空天等高度融合，呈現(xiàn)出超級異、陸地與空天等高度融合，呈現(xiàn)出超級異構的形態(tài)構的形態(tài)

37、對于物理實現(xiàn)技術的異構性，需要提供對對于物理實現(xiàn)技術的異構性，需要提供對異構信號的自適應檢測、接收、傳輸和處異構信號的自適應檢測、接收、傳輸和處理能力，解決由異構的服務質(zhì)量、功率、理能力，解決由異構的服務質(zhì)量、功率、速率等導致的適配與轉換等問題速率等導致的適配與轉換等問題挑戰(zhàn)與對策n網(wǎng)絡的超級異構網(wǎng)絡的超級異構對于網(wǎng)絡協(xié)議的異構性，需要解決異構的對于網(wǎng)絡協(xié)議的異構性，需要解決異構的網(wǎng)絡接口、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳送層網(wǎng)絡接口、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳送層甚至應用層間的協(xié)議適配與轉換等問題甚至應用層間的協(xié)議適配與轉換等問題對于網(wǎng)絡覆蓋和用戶業(yè)務的異構性，需要對于網(wǎng)絡覆蓋和用戶業(yè)務的異構性，需要提供

38、在不同網(wǎng)絡和不同業(yè)務之間無縫切換提供在不同網(wǎng)絡和不同業(yè)務之間無縫切換的能力的能力挑戰(zhàn)與對策n網(wǎng)絡的超級異構網(wǎng)絡的超級異構為了實現(xiàn)異構網(wǎng)絡間的融合與協(xié)同，需要統(tǒng)為了實現(xiàn)異構網(wǎng)絡間的融合與協(xié)同，需要統(tǒng)一的互操作模型或體系結構作為指導，基于一的互操作模型或體系結構作為指導，基于虛擬化技術，實現(xiàn)異構網(wǎng)絡資源的統(tǒng)一優(yōu)化虛擬化技術，實現(xiàn)異構網(wǎng)絡資源的統(tǒng)一優(yōu)化管控與調(diào)配，以保證覆蓋范圍、傳輸速率和管控與調(diào)配，以保證覆蓋范圍、傳輸速率和承載業(yè)務等各異的不同網(wǎng)絡間的互聯(lián)承載業(yè)務等各異的不同網(wǎng)絡間的互聯(lián)、互通互通、互容互容、互補，適應互補，適應工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下既有環(huán)境下既有和新興的業(yè)務和應用的實際需要和新興的業(yè)務和應用的實際需要挑戰(zhàn)與對策n網(wǎng)絡的超高性能網(wǎng)絡的超高性能很多行業(yè)應用會對網(wǎng)絡性能提出超高要求很多行業(yè)應用會對網(wǎng)絡性能提出超高要求在醫(yī)療行業(yè)，患者影像數(shù)據(jù)傳輸通常對網(wǎng)絡的在醫(yī)療行業(yè)，患者影像數(shù)據(jù)傳輸通常對網(wǎng)絡的帶寬、延遲和可靠性均非常敏感帶寬、延遲和可靠性均非常敏感在流程工業(yè)，很多企業(yè)現(xiàn)場條件非常惡劣，不在流程工業(yè)，很多企業(yè)現(xiàn)場條件非常惡劣，不僅常常存在高強的電磁干擾和噪聲，而且往往僅常常存在高強的電磁干擾和噪聲，而且往往處于高溫、高濕、高腐