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WORD資料可編輯工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)專業(yè)整理分享WORD資料可編輯明編寫說近年來,隨著以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表新一代信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加速融合,全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正蓬勃興起,一系列新生產(chǎn)方式、組織方式和商業(yè)模布署成本。為此,在工業(yè)和信息化部指導(dǎo)下,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(以下簡稱All)開啟了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)研究,在總結(jié)國內(nèi)外發(fā)展實(shí)踐基礎(chǔ)上,撰寫了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)匯報(1.0版),提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵、目標(biāo)、體系架構(gòu)、關(guān)鍵要素和發(fā)展方以體系架構(gòu)為牽引,為聯(lián)盟各項工作以及我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)制訂、試驗驗證、應(yīng)用實(shí)踐等提供參考和引導(dǎo),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一個長久發(fā)展和演進(jìn)過程,毫無疑問,現(xiàn)在我們對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)認(rèn)識還是初步和階段性。聯(lián)盟將依照國內(nèi)外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況以及產(chǎn)業(yè)界反饋意見,在連續(xù)深入研究基礎(chǔ)上適時修訂和公布匯報新版。Ol。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯(一)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵用千界定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)范圍和特征,明確工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體目標(biāo),是研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn),我們認(rèn)為,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)和新—代信息技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài),是工業(yè)智能化發(fā)展關(guān)鍵綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施。其本質(zhì)是以機(jī)器、原材料、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、產(chǎn)品以及人之間網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為基礎(chǔ),經(jīng)過對工業(yè)數(shù)據(jù)全方面深度感知、實(shí)時傳輸交換、快速計算處理和高級建模分析,實(shí)現(xiàn)智能控制、運(yùn)行優(yōu)化和生產(chǎn)組織方式變革。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠重點(diǎn)從“網(wǎng)絡(luò)”、“數(shù)據(jù)”和“安全”三個方面來了解。其中,網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ),即經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)全系統(tǒng)互聯(lián)互通,促進(jìn)工業(yè)數(shù)據(jù)充分流動和無縫集成;數(shù)據(jù)是關(guān)鍵,即經(jīng)過工業(yè)數(shù)據(jù)全周期感知、采集和集成應(yīng)用,形成基于數(shù)據(jù)系統(tǒng)性智能,實(shí)現(xiàn)機(jī)器彈性生產(chǎn)、運(yùn)行管理優(yōu)化、生產(chǎn)協(xié)同組織與商業(yè)模式創(chuàng)新,推開工業(yè)智能化發(fā)展;安全是保障,即經(jīng)過構(gòu)建涵蓋工業(yè)全系統(tǒng)安全防護(hù)體系,保障工業(yè)智能化實(shí)現(xiàn)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展表現(xiàn)了多個產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)融合,是構(gòu)建工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能化發(fā)展必由之路。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合將帶來四方面智能化提升。一是智能化生產(chǎn),即實(shí)現(xiàn)從單個機(jī)器到產(chǎn)線、車間乃至整個工廠智能決議和動態(tài)優(yōu)化,顯著提升全流程生產(chǎn)效率、提升質(zhì)量、降低成本。二是網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同,即形成眾包眾創(chuàng)、協(xié)同設(shè)計、協(xié)同制造、垂直電商等—系列新模式,大幅降低新產(chǎn)品開發(fā)制造成本、縮短產(chǎn)品上市周期。三是個性化定制,即苤千互聯(lián)網(wǎng)獲取用戶個性化需求,經(jīng)過靈活柔性組織設(shè)計、制造資源和生產(chǎn)流程,實(shí)現(xiàn)低成本大規(guī)模定制。四是服務(wù)化轉(zhuǎn)型,即經(jīng)過對產(chǎn)品運(yùn)行實(shí)時監(jiān)測,提供遠(yuǎn)程維護(hù)、故障預(yù)測、性能優(yōu)化等一系列服務(wù),并反饋優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計,實(shí)現(xiàn)企業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動制造業(yè)變革將是—個長久過程,構(gòu)建新工業(yè)生產(chǎn)模式、資源組織方式也并非—跋而就,將由局部到整體、由淺入深,最終實(shí)現(xiàn)信息通信技術(shù)在工業(yè)全要素、全領(lǐng)域、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈深度融合與集成應(yīng)用。(二)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造關(guān)系作為當(dāng)前新—輪產(chǎn)業(yè)變革關(guān)鍵驅(qū)動和戰(zhàn)略焦點(diǎn),智能制造是基千物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新—代信息技術(shù),貫通千設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個步驟,具備信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決議、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功效先進(jìn)制造過程、系統(tǒng)與模式總稱。具備以智能工廠為載體、以生產(chǎn)關(guān)鍵制造步驟智能化為關(guān)鍵,以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)、以全方面深度互專業(yè)整理分享WORD資料可編輯聯(lián)為支撐四大特征。智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有著緊密聯(lián)絡(luò),智能制造實(shí)現(xiàn)主要依靠兩方面基礎(chǔ)能力,—是工業(yè)制造技術(shù),包含先進(jìn)裝備、先進(jìn)材料和先進(jìn)工藝等,是決定制造邊界與制造能力根本;二是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),包含智能傳感控制軟硬件、新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺等綜合信息技術(shù)要素,是充分發(fā)揮工業(yè)裝備、工藝和材料潛能,提升生產(chǎn)效率、優(yōu)化資源配置效率、創(chuàng)造差異化產(chǎn)品和實(shí)現(xiàn)服務(wù)增值關(guān)鍵。所以我們認(rèn)為,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是智能制造關(guān)鍵基礎(chǔ),為其變革提供了必須共性基礎(chǔ)設(shè)施和能力,同時也能夠用千支撐其余產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯(一)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求可從工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)兩個視角分析,如圖1所表示。從工業(yè)視角看,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要表現(xiàn)為從生產(chǎn)系統(tǒng)到商業(yè)系統(tǒng)智能化,由內(nèi)及外,生產(chǎn)系統(tǒng)本身經(jīng)過采取信息通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間、機(jī)器與系統(tǒng)、企業(yè)上下游之間實(shí)時連接與智能交互,并帶動商業(yè)活動優(yōu)化。其業(yè)務(wù)需求包含面向工業(yè)體系各個層級優(yōu)化,如泛在感知、實(shí)時監(jiān)測、精準(zhǔn)控制、數(shù)據(jù)集成、運(yùn)行優(yōu)化、供給鏈協(xié)同、需求匹配、服務(wù)增值等業(yè)務(wù)需求。從互聯(lián)網(wǎng)視角看,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要表現(xiàn)為商業(yè)系統(tǒng)變革牽引生產(chǎn)系統(tǒng)智能化,由外及內(nèi),從營銷、服務(wù)、設(shè)計步驟互聯(lián)網(wǎng)新模式新業(yè)態(tài)帶動生產(chǎn)組織和制造模式智能化變革。其業(yè)務(wù)需求包含基于互聯(lián)網(wǎng)平臺實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營銷、個性定制、智能服務(wù)、眾包眾創(chuàng)、協(xié)同設(shè)計、協(xié)同制造、柔性制造等。圖1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)視圖(二)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵是基于全方面互聯(lián)而形成數(shù)據(jù)驅(qū)動智能,網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、安全是工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)兩個視角共性基礎(chǔ)和支撐。其中,“網(wǎng)絡(luò)”是工業(yè)系統(tǒng)互聯(lián)和工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸交換支撐基礎(chǔ),包含網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)體系、標(biāo)識解析體系和應(yīng)用支撐體系,表現(xiàn)為經(jīng)過泛在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、健全適用標(biāo)識解析體系、集中通用應(yīng)用支撐體系,實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)在生產(chǎn)系統(tǒng)各單元之間、生產(chǎn)系統(tǒng)與商業(yè)系統(tǒng)各主體之間無縫傳遞,從而構(gòu)建新型機(jī)器通信、設(shè)備有線與無線連接方式,支撐形成實(shí)時感知、協(xié)同交互生產(chǎn)模式。“數(shù)據(jù)”是工業(yè)智能化關(guān)鍵驅(qū)動,包含數(shù)據(jù)采集交換、集成處理、建模分析、決議優(yōu)化和專業(yè)整理分享WORD資料可編輯反饋控制等功效模塊,表現(xiàn)為經(jīng)過海量數(shù)據(jù)采集交換、異構(gòu)數(shù)據(jù)集成處理、機(jī)器數(shù)據(jù)邊緣計算、經(jīng)驗?zāi)P凸袒?、基千云大?shù)據(jù)計算分析,實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場情況、協(xié)作企業(yè)信息、市場用戶需求精準(zhǔn)計算和復(fù)雜分析,從而形成企業(yè)運(yùn)行管理決議以及機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)控制指令,驅(qū)動從機(jī)器設(shè)備、運(yùn)行管理到商業(yè)活動智能和優(yōu)化?!鞍踩蔷W(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)在工業(yè)中應(yīng)用安全保障,包含設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、控制安全、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全和綜合安全管理,表現(xiàn)為經(jīng)過涵蓋整個工業(yè)系統(tǒng)安全管理體系,防止網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和系統(tǒng)軟件受到內(nèi)部和外部攻擊,降低企業(yè)數(shù)據(jù)被未經(jīng)授權(quán)訪問風(fēng)險,確保數(shù)據(jù)傳輸與存放安全性,實(shí)現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)全方位保護(hù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)如圈2所表示。圖2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)基千工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)與安全,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將構(gòu)建面向工業(yè)智能化發(fā)展三大優(yōu)化閉環(huán)。一是面向機(jī)器設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化閉環(huán),關(guān)鍵是基千對機(jī)器操作數(shù)據(jù)、生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)時感知和邊緣計算,實(shí)現(xiàn)機(jī)器設(shè)備動態(tài)優(yōu)化調(diào)整,構(gòu)建智能機(jī)器和柔性產(chǎn)線;二是面向生產(chǎn)運(yùn)行優(yōu)化閉環(huán),關(guān)鍵是基于信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、制造執(zhí)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)、控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成處理和大數(shù)據(jù)建模分析,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行管理動態(tài)優(yōu)化調(diào)整,形成各種場景下智能生產(chǎn)模式;三是面向企業(yè)協(xié)同、用戶交互與產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)化閉環(huán),關(guān)鍵是基于供給鏈數(shù)據(jù)、用戶需求數(shù)據(jù)、產(chǎn)品服務(wù)數(shù)據(jù)綜合集成與分析,實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源組織和商業(yè)活動創(chuàng)新,形成網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、服務(wù)化延伸等新模式。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯(一)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系框架伴隨智能制造發(fā)展,工廠內(nèi)部數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化及其與外部數(shù)據(jù)交換需求逐步增加,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)展現(xiàn)以三類企業(yè)主體、七類互聯(lián)主體、八種互聯(lián)類型為特點(diǎn)互聯(lián)體系,如圖3所表示。圖3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)示意三類企業(yè)主體包含工業(yè)制造企業(yè)、工業(yè)服務(wù)企業(yè)(圍繞設(shè)計、制造、供給、服務(wù)等步驟提供服務(wù)各類企業(yè))和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),這三類企業(yè)角色在不停滲透、相互轉(zhuǎn)換。七類互聯(lián)主體包含在制品、智能機(jī)器、工廠控制系統(tǒng)、工廠云平臺(及管理軟件)、智能產(chǎn)品、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將互聯(lián)主體從機(jī)傳統(tǒng)自動化控制深入擴(kuò)展為產(chǎn)品全生命周期各個步驟。八種互聯(lián)類型包含了七類互聯(lián)主體之間復(fù)雜多樣互聯(lián)關(guān)系,成為連接設(shè)計能力、生產(chǎn)能力、商業(yè)能力以及用戶服務(wù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。以上互聯(lián)需求發(fā)展,促使工廠網(wǎng)絡(luò)發(fā)生新變革,形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),如圖4所表示。圖4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體網(wǎng)絡(luò)體系目標(biāo)框架專業(yè)整理分享WORD資料可編輯與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)包含互聯(lián)體系、DNS體系、應(yīng)用服務(wù)體系三個體系相類似,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也包含三個主要體系。一是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)體系,即以工廠網(wǎng)絡(luò)IP化改造為基礎(chǔ)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系。包含工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和工廠外部網(wǎng)絡(luò)“兩大網(wǎng)絡(luò)”。工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用千連接在制品、智能機(jī)器、工業(yè)控制系統(tǒng)、人等主體,包含工廠IT網(wǎng)絡(luò)和工廠OT(工業(yè)生產(chǎn)與控制)網(wǎng)絡(luò)。工廠外部網(wǎng)絡(luò)用于連接企業(yè)上下游、企業(yè)與智能產(chǎn)品、企業(yè)與用戶等主體。二是地址與標(biāo)識體系,即由網(wǎng)絡(luò)地址資源、標(biāo)識、解析系統(tǒng)組成關(guān)鍵基礎(chǔ)資源體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識,類似千互聯(lián)網(wǎng)域名,用千識別產(chǎn)品、設(shè)備、原材料等物體。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析系統(tǒng),用千實(shí)現(xiàn)對上述物體解析,即經(jīng)過將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識翻譯為該物體地址或其對應(yīng)信息服務(wù)器地址,從而找到該物體或其相關(guān)信息。三是應(yīng)用支撐體系,即工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用交互和支撐能力,包含工業(yè)云平臺和工廠云平臺,及其提供各種資源服務(wù)化表述、應(yīng)用協(xié)議。(二)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)體系1、工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)(1)現(xiàn)實(shí)狀況分析工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)是在工廠內(nèi)部用千生產(chǎn)要素以及IT系統(tǒng)之間互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)??傮w來看,工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)“兩層三級”結(jié)構(gòu)5所表示?!眱蓪印笔侵浮肮SOT網(wǎng)絡(luò)”和“工廠IT網(wǎng)絡(luò)";"三級”是依照現(xiàn)在工廠管理層級劃分,網(wǎng)絡(luò)也被分為“現(xiàn)場級”、“車間級”、“工廠級/企業(yè)級”三個層次,每層之間網(wǎng)絡(luò)配置和管理策略相互獨(dú)立。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯圖5工廠網(wǎng)絡(luò)連接現(xiàn)實(shí)狀況專業(yè)整理分享WORD資料可編輯其中,工廠OT網(wǎng)絡(luò)主要用千連接生產(chǎn)現(xiàn)場控制器(如PLCDCS、FCS)、傳感器、伺服器、監(jiān)控設(shè)備等部件。工廠OT網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)分為現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)兩大類。工廠IT網(wǎng)絡(luò)主要由IP網(wǎng)絡(luò)組成,并經(jīng)過網(wǎng)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)和工廠OT網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和安全隔離。(2)存在問題現(xiàn)在工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)“兩層三級”這種技術(shù)體系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互隔離情況使IT系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場之間通信存在較多障礙?!枪I(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與工廠信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各異,難以融合互通。二是工業(yè)生產(chǎn)全流程存在大量”信息死角”,亟需實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。三是工廠網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)配置、剛性組織方式難以滿足未來用戶定制、柔性生產(chǎn)需要。(3)發(fā)展趨勢為適應(yīng)智能制造發(fā)展,工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)扁平化、IP化、無線化及靈活組網(wǎng)發(fā)展趨勢。工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)扁平化?!请S著智能機(jī)器發(fā)展和智能分析集中,工廠OT系統(tǒng)將逐步打破車間級、現(xiàn)場級分層次組網(wǎng)模式,智能機(jī)器之間將逐步實(shí)現(xiàn)直接橫向互聯(lián)。二是整個工廠管理控制系統(tǒng)扁平化,包含IT系統(tǒng)和OT系統(tǒng)部分功效融合(如HMI),或經(jīng)過工業(yè)云平臺方式實(shí)現(xiàn),實(shí)時控制功效下沉到智能機(jī)器,促使IT與OT網(wǎng)絡(luò)逐步融合為同一張全互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)/IP化趨勢。伴隨工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展演進(jìn),現(xiàn)場總線正在逐步被工業(yè)以太網(wǎng)代替。未來,工業(yè)內(nèi)有線連接將被具備以太網(wǎng)物理接口網(wǎng)絡(luò)主導(dǎo),同時基千通用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)逐步取代各種私有工業(yè)以太網(wǎng),并實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)同口傳輸。伴隨以太網(wǎng)廣泛使用,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)IP化趨勢將更為凸顯,IP技術(shù)將由IP網(wǎng)絡(luò)向OT網(wǎng)絡(luò)延伸,實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)IP到底,從而使得IT與OT節(jié)點(diǎn)(機(jī)器)直接可達(dá)。而為處理大量支持IP裝備接入問題,技術(shù)將在工廠內(nèi)廣泛應(yīng)用。工廠內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)成為有線網(wǎng)絡(luò)主要補(bǔ)充。無線技術(shù)逐步向工業(yè)領(lǐng)域滲透,展現(xiàn)從信息采集到生產(chǎn)控制,從局部方案到全網(wǎng)方案發(fā)展趨勢?,F(xiàn)在無線技術(shù)主要用千信息采集、非實(shí)時控制和工廠內(nèi)部信息化等,Wi-Fi、Zigbee、2G/3G/LTE、面向工業(yè)過程自動化無線網(wǎng)絡(luò)PA、WirelessHART及ISAl00.1la等技術(shù)已在工廠內(nèi)取得部分使用。對千低功耗、廣覆蓋、大連接等工業(yè)信息采集和控制場景,NB-loT將會成為很好技術(shù)選擇。同時無線技術(shù)正逐步向工業(yè)實(shí)時控制領(lǐng)域滲透,成為現(xiàn)有工業(yè)有線控制網(wǎng)絡(luò)有力補(bǔ)充或代替,如5G已明確將工業(yè)控制作為其低時延、高可靠主要應(yīng)用場景,3GPP也已開展相關(guān)研究工作,對應(yīng)用場景、需求、關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行全方面梳理,另外IEC正在制訂工廠自動化無線網(wǎng)絡(luò)WIA-FA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)靈活化組網(wǎng)。未來基千智能機(jī)器柔性生產(chǎn)將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)域依照需求進(jìn)行靈活重構(gòu),智能機(jī)器可在不一樣生產(chǎn)域間遷移和轉(zhuǎn)換,并在生產(chǎn)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)即插即用。這需要工廠網(wǎng)絡(luò)靈活組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層資源可編排能力,軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)是其中實(shí)現(xiàn)方式之—。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯(4)目標(biāo)架構(gòu)圖6工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)方案將包含五個主要步驟,如圖6所表示,—是工廠IT網(wǎng)絡(luò)。為適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢,同時也為了工廠內(nèi)龐大數(shù)量生產(chǎn)、監(jiān)控終端接入,IT網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該基千6或支持6雙棧。二是工廠網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)以太網(wǎng)將逐步代替現(xiàn)場總線"e網(wǎng)到底,,'同時在以太網(wǎng)向下延伸基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器、傳感器、執(zhí)行器等IP化或6化。三是直達(dá)智能機(jī)器和在制品連接。智能機(jī)器、傳感器、在制品等生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備、物品將實(shí)現(xiàn)到IT網(wǎng)絡(luò)直達(dá)連接以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)時數(shù)據(jù)采集等功效。四是泛在無線連接。生產(chǎn)現(xiàn)場智能機(jī)器、在制品、傳感器、運(yùn)輸設(shè)備等將經(jīng)過各類無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)連接,依照設(shè)備能耗、傳送距離等可采取Zigbee等短距離通信技術(shù)或Wi-Fi、LTE增強(qiáng)、NB-loT、5G等無線技術(shù)。五是基于IT/OT組網(wǎng)方案。IT網(wǎng)絡(luò)和OT網(wǎng)絡(luò)采取SON技術(shù),實(shí)現(xiàn)控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面分離,經(jīng)過SON控制器與制造控制系統(tǒng)(如MES等)協(xié)同進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度,支撐柔性制造和生產(chǎn)自組織。、工廠外部網(wǎng)絡(luò)(1)現(xiàn)實(shí)狀況分析工廠外部網(wǎng)絡(luò)主要是指以支撐工業(yè)全生命周期各項活動為目標(biāo),用千連接企業(yè)上下游之間、企業(yè)與智能產(chǎn)品、企業(yè)與用戶之間網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在,大量工業(yè)企業(yè)已經(jīng)與公眾互聯(lián)網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián),但互聯(lián)網(wǎng)為工業(yè)生產(chǎn)帶來價值仍比較有限。從互聯(lián)形式上來看,工廠生產(chǎn)流程和企業(yè)管理流程仍封閉在工廠內(nèi)部,從公眾互聯(lián)網(wǎng)角度來看,工廠內(nèi)部仍是—個“黑盒”。從應(yīng)用形式上看,工廠與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合主要是在產(chǎn)品銷售和供給鏈管理等步驟,互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)全生命周期中資源優(yōu)化配置作用仍未充分表現(xiàn)。(2)存在問題現(xiàn)在以4公眾互聯(lián)網(wǎng)為主體工廠外部網(wǎng)絡(luò)承載未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用存在四個方面主要問題,專業(yè)整理分享WORD資料可編輯—是網(wǎng)絡(luò)性能難以滿足。公眾互聯(lián)網(wǎng)沒有服務(wù)質(zhì)量確保,難以滿足工業(yè)生產(chǎn)與互聯(lián)網(wǎng)融合專業(yè)整理分享WORD資料可編輯后對網(wǎng)絡(luò)提出低時延、高可靠、服務(wù)質(zhì)量確保需求。二是網(wǎng)絡(luò)承載能力難以滿足?,F(xiàn)在公眾互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)承載和隔離能力較弱,在VPN專網(wǎng)上能夠承載VPN數(shù)量也有限,難以滿足大量工業(yè)企業(yè)專線互連要求。三是網(wǎng)絡(luò)安全威脅。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)安全要求進(jìn)—步提升,現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)安全能力有待提升。四是網(wǎng)絡(luò)地址空間有限?,F(xiàn)在以4為基礎(chǔ)公眾互聯(lián)網(wǎng)本身面臨地址枯竭局面,難以承載工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)以百億終端接入要求。(3)發(fā)展趨勢伴隨網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)、服務(wù)模式發(fā)展,原來局限在工廠內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)過程逐步擴(kuò)展到外部網(wǎng)絡(luò),工業(yè)生產(chǎn)信息系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)正在走向深度協(xié)同與融合,包含IT系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)融合、OT系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同、企業(yè)專網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)融合、產(chǎn)品服務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)融合。企業(yè)IT系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)融合從網(wǎng)絡(luò)層面來看是工廠內(nèi)部IT網(wǎng)絡(luò)向外網(wǎng)延伸。企業(yè)將其IT系統(tǒng)(如ERP、等)托管在互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺中,或利用Saas服務(wù)商提供企業(yè)IT軟件服務(wù)。OT系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同從網(wǎng)絡(luò)層面看是部分OT系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向外網(wǎng)延伸。在一些人力較難達(dá)成,且又需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程調(diào)整和維護(hù)場景下,需要經(jīng)過可靠互聯(lián)網(wǎng)連接,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程OT系統(tǒng)控制?,F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量對千時延、抖動、可靠性有極高要求實(shí)時控制還無法承載。企業(yè)專網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)融合是將在公眾網(wǎng)絡(luò)中為企業(yè)生成獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)平面,并可對帶寬、服務(wù)質(zhì)量等進(jìn)行靈活快速定制。這類業(yè)務(wù)場景需要提供獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)資源控制能力,開放網(wǎng)絡(luò)可編程能力,以及定制化網(wǎng)絡(luò)資源(如帶寬、服務(wù)質(zhì)量等)?,F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)尚不支持這類業(yè)務(wù)場景,需要網(wǎng)絡(luò)虛擬化及軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)深入發(fā)展與布署。產(chǎn)品服務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)融合將經(jīng)過智能工業(yè)產(chǎn)品信息采集和聯(lián)網(wǎng)能力為工業(yè)企業(yè)提供新產(chǎn)品服務(wù)模式。工業(yè)企業(yè)基千這些平臺能夠為用戶提供產(chǎn)品監(jiān)測、預(yù)測性維護(hù)等延伸服務(wù),從而延長了工業(yè)生產(chǎn)價值鏈。這類業(yè)務(wù)基礎(chǔ)是對海量產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測,需要經(jīng)過無線等技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品泛在接入。工廠與公眾網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)需求不停增強(qiáng)和擴(kuò)展,新型互聯(lián)出現(xiàn)對現(xiàn)有公眾網(wǎng)絡(luò)不停提出新需求,一是支持百億終端接入,聯(lián)網(wǎng)工業(yè)裝備及產(chǎn)品數(shù)量將達(dá)成百億級水平。二是支持百級業(yè)務(wù)平面,考慮工業(yè)現(xiàn)場OT、IT各類應(yīng)用以及未來業(yè)務(wù)發(fā)展,不一樣質(zhì)量要求業(yè)務(wù)平面應(yīng)達(dá)成數(shù)百級別。三是支持百萬用戶隔離,全國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)量在50到60萬家左右,每個企業(yè)按照3到5個VPN需求計,網(wǎng)絡(luò)承載能力需達(dá)成百萬級VPN水平。四是提供全程服務(wù)質(zhì)量確保,滿足不一樣工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用端到端網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量可靠性要求。五是提供網(wǎng)絡(luò)編排能力,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)經(jīng)過開放接口支持工業(yè)和其余行業(yè)用戶對網(wǎng)絡(luò)功效和協(xié)議進(jìn)行自定義。六是提供內(nèi)嵌安全能力,實(shí)現(xiàn)內(nèi)生安全與網(wǎng)絡(luò)可溯源方便保障關(guān)鍵應(yīng)用安全。工業(yè)與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)—步融合,將推進(jìn)個性化定制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能產(chǎn)品服務(wù)等全新制造和服務(wù)模式。為此,工廠外部網(wǎng)絡(luò)需要具備更高速率、更高質(zhì)量、更低時延、安全可靠、靈活組網(wǎng)等能力,這些需求在現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上還無法滿足,需采取5G、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)、網(wǎng)絡(luò)功效專業(yè)整理分享WORD資料可編輯虛擬化(NFV)等一系列新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究和布署來支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯(4)目標(biāo)架構(gòu)圖7工廠外部網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下工廠外部網(wǎng)絡(luò)方案將包含四個主要步驟7所表示6公眾互聯(lián)網(wǎng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量將達(dá)成數(shù)百億量級6在公眾互聯(lián)網(wǎng)中布署勢在必行,同時還需要考慮4到過渡網(wǎng)絡(luò)方案。二是基千工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)或VPN。對一些網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求較高,或比較關(guān)鍵業(yè)務(wù),需要用專網(wǎng)或VPN方式來承載。專網(wǎng)中需要利用SON、NFV等技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)、流量隔離,并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)開放可編程。三是泛在無線接入。利用NB-loT、LTE增強(qiáng)、5G等技術(shù),實(shí)現(xiàn)對各類為滿足各類海量智能產(chǎn)品無線接入。四是支持工業(yè)云平臺接入和數(shù)據(jù)采集。工廠外部網(wǎng)絡(luò)支持企業(yè)信息化系統(tǒng)、生產(chǎn)控制系統(tǒng),以及各類智能產(chǎn)品向工業(yè)云平臺數(shù)據(jù)傳送和服務(wù)質(zhì)量確保。(三)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)地址與標(biāo)識解析體系1、標(biāo)識及標(biāo)識解析體系(1)現(xiàn)實(shí)狀況分析如同域名系統(tǒng)(DNS)在互聯(lián)網(wǎng)中作用一樣,標(biāo)識解析體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵神經(jīng)系統(tǒng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中標(biāo)識,就類似于互聯(lián)網(wǎng)中域名,是識別和管理物品、信息、機(jī)器關(guān)鍵基礎(chǔ)資源。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中標(biāo)識解析系統(tǒng),就類似互聯(lián)網(wǎng)中域名解析系統(tǒng),是整個網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施?,F(xiàn)在國內(nèi)外存在多個標(biāo)識編碼及標(biāo)識解析方案。標(biāo)識編碼方面還未統(tǒng)—,中小型企業(yè)內(nèi)部大量使用自定義私有標(biāo)識,而包括流通步驟供給鏈管理、產(chǎn)品溯源等應(yīng)用模式正在逐步嘗試跨企業(yè)公有標(biāo)識。標(biāo)識解析方面總體可分成兩大發(fā)展路徑。以是否基千DNS區(qū)分,標(biāo)識解析體系發(fā)展存在兩條路徑(改良路徑和變革路徑)。改良路徑仍基千互聯(lián)網(wǎng)DNS系統(tǒng),對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)標(biāo)識解析,其中以美國GS1/EPCglobal組織針對EPC編碼專業(yè)整理分享WORD資料可編輯提出ONS解析系統(tǒng)相對成熟。國際上主要標(biāo)識解析體系在中國都授權(quán)設(shè)立了分支機(jī)構(gòu),如電子標(biāo)準(zhǔn)化院組建0注冊中心,物品編碼中心負(fù)責(zé)國內(nèi)EPC編碼分配。同時我國相關(guān)單位也在基于DNS系統(tǒng)主動探索其它改良方案,如中科院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)標(biāo)識解析NIOT方案,中國信息通信研究院CID編碼體系。國內(nèi)單位經(jīng)過在我國家頂級域.CN下注冊二級域名,形成境內(nèi)標(biāo)識解析系統(tǒng)。同時為改變域名解析系統(tǒng)長久受制于美國局面,國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)(天地互連企業(yè))開展了根節(jié)點(diǎn)拓展試驗“雪人計劃”。變革路徑采取區(qū)分于DNS標(biāo)識解析技術(shù),目前主要是數(shù)字對象名稱管理機(jī)構(gòu)(DONA基金會)提出Handle方案,未來還可能出現(xiàn)新技術(shù)方案。Handle方案采取平行根技術(shù),實(shí)現(xiàn)各國共同管理和維護(hù)根區(qū)文件,現(xiàn)已在、美、德及我國設(shè)置了4個根服務(wù)器,既能夠獨(dú)立于DNS又能夠與現(xiàn)有DNS兼容。電子—所負(fù)責(zé)運(yùn)行中國根?,F(xiàn)在各方案在國內(nèi)均已開啟并形成—定規(guī)模布局,且不一樣方案之間已具備互通能力,能夠互相兼容、互通和共存。(2)存在問題為支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,標(biāo)識解析體系面臨一些新需求和挑戰(zhàn),現(xiàn)有標(biāo)識解析體系尚難以完全滿足這些需求。一是功效方面,因為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中主體對象起源復(fù)雜、標(biāo)識形式多樣、難以統(tǒng)—,需要支持異構(gòu)兼容性和有效擴(kuò)展性。二是性能方面,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識數(shù)據(jù)將大大超出現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識數(shù)據(jù),需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析系統(tǒng)具備高效性和可靠性,針對工廠內(nèi)柔性制造等特定場景還需要保障較低解析時延。三是安全方面,由千工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析系統(tǒng)中存放了更多包括到國計民生敏感數(shù)據(jù),所以需要提供隱私保護(hù)、真實(shí)認(rèn)證、抗攻擊能力,攻擊溯源能力。四是管控方面,標(biāo)識是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要基礎(chǔ)資源,能夠反應(yīng)和統(tǒng)計分析工業(yè)運(yùn)行狀態(tài),需要更加公正平等治理體系?,F(xiàn)在主要標(biāo)識解析系統(tǒng)是否能夠滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在功效、性能、安全、管控等方面需求還需要檢驗。(3)發(fā)展趨勢閉環(huán)私有標(biāo)識及解析系統(tǒng)正在逐步向開環(huán)公共標(biāo)識及解析系統(tǒng)演進(jìn)。現(xiàn)在標(biāo)識技術(shù)在資產(chǎn)管理、物流管理等部分步驟得到應(yīng)用和推廣,并正在向生產(chǎn)步驟滲透,如產(chǎn)線能夠經(jīng)過自動讀取在制品標(biāo)簽標(biāo)識來匹配對應(yīng)處理。伴隨面向產(chǎn)品全生命周期管理及跨企業(yè)產(chǎn)品信息交互需求增加,將推進(jìn)企業(yè)標(biāo)識系統(tǒng)與公共標(biāo)識解析對接。標(biāo)識對象也將伴隨自動化標(biāo)識技術(shù)應(yīng)用逐步擴(kuò)展,早期可能側(cè)重產(chǎn)品標(biāo)識,逐步覆蓋原材料、軟件系統(tǒng)等各種管理對象和要素。多個標(biāo)識解析體系在—定時期內(nèi)共存?;Ц牧悸窂椒桨负突ё兏锫窂椒桨冈趪鴥?nèi)外均已開啟并形成一定規(guī)模布局。從現(xiàn)在看,已經(jīng)有標(biāo)識類應(yīng)用現(xiàn)實(shí)狀況難以打破,短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)識解析體系統(tǒng)一。且現(xiàn)在多個方案已具備互通能力,能夠相互兼容、互通和共存。公平對等是標(biāo)識解析主要發(fā)展方向。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)治理格局長久不變,域名系統(tǒng)最高管理權(quán)掌握在少數(shù)國家手中,這種集中化單邊管理機(jī)制既輕易受到黑客攻擊,又存在控制專業(yè)整理分享WORD資料可編輯權(quán)爭議問題。現(xiàn)在,國內(nèi)外已經(jīng)提出并開始布局多個新型標(biāo)識解析體系方案,如ONS在2.0版本已經(jīng)支持并連根,Handle采取平行根設(shè)計,其共同特征是傾向千分布式多邊管理機(jī)制,愈加強(qiáng)調(diào)公平、對等。2、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)地址工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需要大量IP地址。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要支撐海量智能機(jī)器、智能產(chǎn)品接入,而現(xiàn)在已趨千枯竭4地址難以滿足未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展海量地址空間需求。所以是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展必定選擇。在處理工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)地址需求同時,也能為工廠內(nèi)網(wǎng)各設(shè)備提供全球唯一地址,為愈加好進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和信息整合提供了條件。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)和管理將成為研究熱點(diǎn)。雖然已經(jīng)研究了多年,但工業(yè)應(yīng)用有其特殊性,尤其是工廠內(nèi)網(wǎng)在安全性、可靠性、網(wǎng)絡(luò)性能等方面都有較高要求,所以與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合技術(shù)需要進(jìn)—步深入研究。同時,工業(yè)生產(chǎn)關(guān)系國計民生,提前開展地址在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中分配和管理研究高主管部門互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管水平。(四)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐體系(1)現(xiàn)實(shí)狀況分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐體系包含三個層面,—是實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、系統(tǒng)與設(shè)備之間數(shù)據(jù)集成應(yīng)用使能技術(shù),二是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)平臺,三是服務(wù)化封裝與集成。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、系統(tǒng)與設(shè)備集成應(yīng)用使能技術(shù)是支撐工業(yè)企業(yè)內(nèi)部或工業(yè)企業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析平臺之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和互操作基礎(chǔ)協(xié)議。與互聯(lián)網(wǎng)中HTM等協(xié)議類似,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用使能技術(shù)主要作用是在異構(gòu)系統(tǒng)(不一樣操作系統(tǒng)、不一樣硬件架構(gòu)等)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層面相互“了解”,實(shí)現(xiàn)信息集成與互操作。OPC是目前應(yīng)用較廣泛工廠內(nèi)應(yīng)用使能技術(shù),其定義了—套通用數(shù)據(jù)描述和語法表示方法(信息模型),每個系統(tǒng)能夠?qū)⒏髯詳?shù)據(jù)信息以O(shè)PC格式進(jìn)行組織,從而能夠被其余系統(tǒng)所獲取和集成。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)平臺現(xiàn)在主要表現(xiàn)為可集成布署各類工業(yè)云服務(wù)能力和資源平臺,以實(shí)現(xiàn)在線設(shè)計研發(fā)、協(xié)同開發(fā)等工業(yè)云計算服務(wù)。這類服務(wù)主要面向中小工業(yè)企業(yè)?!墙?jīng)過在線集成設(shè)計云服務(wù)能夠為工業(yè)企業(yè)提供設(shè)計資源和工具服務(wù)。二是開展基千云平臺多方協(xié)作、設(shè)計眾包等新型開發(fā)方式,實(shí)現(xiàn)制造資源高效整合?,F(xiàn)在也逐步出現(xiàn)—些工業(yè)云服務(wù)平臺,經(jīng)過利用應(yīng)用使能技術(shù),實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)有效采集與分析,并將結(jié)果應(yīng)用千企業(yè)管理與決策?,F(xiàn)在工業(yè)企業(yè)服務(wù)化集成主要集中在工廠運(yùn)行層信息系統(tǒng)中,大型企業(yè)經(jīng)過企業(yè)服務(wù)總線(ESB)將ERP、CRM、MES等信息系統(tǒng)經(jīng)過SOA化形式進(jìn)行資源組織,為企業(yè)運(yùn)行提供基礎(chǔ)管理支撐。在此基礎(chǔ)上,向工廠/車間下沉MES或者SCADA系統(tǒng)基本停留在業(yè)務(wù)邏輯預(yù)專業(yè)整理分享WORD資料可編輯置開發(fā)、數(shù)據(jù)庫為中心交互模式,而底層設(shè)備、物料等生產(chǎn)資源仍無法實(shí)現(xiàn)SOA化服務(wù)資源調(diào)度。(2)存在問題現(xiàn)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐體系仍在發(fā)展早期,存在三個主要問題:—是工業(yè)云平臺標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化問題。現(xiàn)在面向工業(yè)云平臺缺乏標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,企業(yè)可能會針對云服務(wù)商業(yè)務(wù)綁定、數(shù)據(jù)遷移、數(shù)據(jù)安全等問題有所顧慮。二是應(yīng)用使能技術(shù)通用性問題?,F(xiàn)在OPC在工廠內(nèi)部取得了較廣泛應(yīng)用,在一定程度上處理了設(shè)備與系統(tǒng)信息交互與集成問題,不過OPC僅規(guī)范了讀寫格式,對于設(shè)備與系統(tǒng)缺乏結(jié)構(gòu)化、模型化規(guī)范化表示,所以對上層應(yīng)用系統(tǒng)來說依然是獨(dú)立變量或功效集成和業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜。三是服務(wù)化有待發(fā)展與探索。現(xiàn)在企業(yè)級各個信息系統(tǒng)已能夠?qū)崿F(xiàn)基千SOA集成,但生產(chǎn)控制層面主要還是基千定制協(xié)議和定制邏輯,難以快速進(jìn)行服務(wù)組合與設(shè)計。另外怎樣實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)化,還需探索。(3)發(fā)展趨勢云計算逐步引入到工廠內(nèi)部和工廠外部。一是以laaS模式為基礎(chǔ)開展工廠私有云和公共云建設(shè)。云計算為工業(yè)企業(yè)IT建設(shè)提供了愈加高效率、低成本、可擴(kuò)展方式,經(jīng)過laaS能夠在不對現(xiàn)有企業(yè)IT架構(gòu)進(jìn)行較大改變情況下,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)到云端平滑遷移?!┐笃髽I(yè)能夠自建私有云平臺,或采取混合云模式充分利用公共云能力,而中小企業(yè)則更多利用公共云服務(wù),提升其IT建設(shè)能力。二是以PaaS平臺構(gòu)建工業(yè)應(yīng)用新模式。PaaS平臺現(xiàn)有后端強(qiáng)大計算、存放能力支撐,同時前端又能夠以簡單易用REST接口實(shí)現(xiàn)應(yīng)用快速構(gòu)建,能夠滿足工業(yè)企業(yè)對預(yù)測維護(hù)等創(chuàng)新應(yīng)用快速開發(fā)、布署需求。對千傳統(tǒng)PaaS平臺來說,面對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求,需要實(shí)現(xiàn)對設(shè)計、生產(chǎn)、供給等各個步驟數(shù)據(jù)采集能力,并在云端構(gòu)建面向工業(yè)各領(lǐng)域特有分析模型和通用應(yīng)用支撐能力。三是以Saas平臺向企業(yè)直接提供IT應(yīng)用服務(wù)?,F(xiàn)在已經(jīng)有廠商針對企業(yè)管理、協(xié)同研發(fā)等領(lǐng)域提供Saas服務(wù),隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,面向工業(yè)領(lǐng)域Saas服務(wù)將逐步豐富,形成覆蓋研發(fā)設(shè)計、協(xié)同制造、企業(yè)管理、產(chǎn)品服務(wù)等全流程應(yīng)用產(chǎn)品。中小企業(yè)利用Saas服務(wù)能夠快速構(gòu)建覆蓋全生命周期多樣化應(yīng)用。應(yīng)用使能技術(shù)工廠內(nèi)外展現(xiàn)不一樣趨勢。一是工廠內(nèi)不一樣系統(tǒng)間數(shù)據(jù)集成協(xié)議。工廠內(nèi)部以O(shè)PC-UA為代表數(shù)據(jù)集成協(xié)議將得到愈加廣泛應(yīng)用,成為連接生產(chǎn)設(shè)備和IT系統(tǒng)“數(shù)據(jù)總線',以處理由千制造控制系統(tǒng)、IT系統(tǒng)類型眾多、廠商各異,數(shù)據(jù)格式、模型不一樣,無法被其他系統(tǒng)所”了解”和處理問題。二是工業(yè)設(shè)備、產(chǎn)品到云平臺之間數(shù)據(jù)集成協(xié)議。工業(yè)設(shè)備、產(chǎn)品到云平臺之間數(shù)據(jù)集成協(xié)議則會形成以開放標(biāo)準(zhǔn)為主協(xié)議集,為實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品制造、使用、維護(hù)等過程中數(shù)據(jù)充分分析與利用,發(fā)揮生產(chǎn)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)最大價值,需要未來自生產(chǎn)現(xiàn)場和智能產(chǎn)品異構(gòu)數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)關(guān)或消息中間件轉(zhuǎn)換形成統(tǒng)一模型數(shù)據(jù)信息發(fā)送到云端,實(shí)現(xiàn)集中分析處理。目前實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)現(xiàn)場到云端應(yīng)用數(shù)據(jù)集成協(xié)議類型很多,如OASISMQTT和AMQP,IETFCoAP和XMPP等。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯服務(wù)化封裝與集成成為處理異構(gòu)應(yīng)用、系統(tǒng)與設(shè)備協(xié)同主要伎倆。伴隨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,各種智能設(shè)備、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、智能產(chǎn)品等將在工廠內(nèi)部及整個互聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)互聯(lián)與協(xié)作,經(jīng)過對這些設(shè)備與系統(tǒng)功效進(jìn)行服務(wù)化封裝,如經(jīng)過服務(wù)化將生產(chǎn)設(shè)備由傳統(tǒng)數(shù)據(jù)源變?yōu)榭芍亟M服務(wù)單元,從而能夠簡化各類業(yè)務(wù)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā),并正在成為主要發(fā)展方向。其中,基千語義服務(wù)化封裝,能夠有效處理異構(gòu)設(shè)備與系統(tǒng)抽象與可認(rèn)知間題,而受到產(chǎn)業(yè)主動推進(jìn)。4)目標(biāo)架構(gòu)圖8工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐體系工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下應(yīng)用支撐體系方案將包含四個主要步驟,如圖8所表示,一是工廠云平臺。在大型企業(yè)內(nèi)部建設(shè)專有云平臺,實(shí)現(xiàn)企業(yè)/工廠內(nèi)IT系統(tǒng)集中化建設(shè),并經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)集成,對內(nèi)開展數(shù)據(jù)分析和運(yùn)行優(yōu)化。還能夠考慮混合云模式,將部分?jǐn)?shù)據(jù)能力及信息系統(tǒng)移植到公共云平臺上,便千實(shí)現(xiàn)基千互聯(lián)網(wǎng)信息共享與服務(wù)協(xié)作。二是公共工業(yè)云服務(wù)平臺。面向中小工業(yè)企業(yè)開展設(shè)計協(xié)同、供給鏈協(xié)同、制造協(xié)同、服務(wù)協(xié)同等新型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式,及提供Saas類服務(wù)。三是面向行業(yè)或大型企業(yè)專用工業(yè)云服務(wù)平臺。面向大型企業(yè)或特定行業(yè),提供以工業(yè)數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)專用云計算服務(wù)。四是工廠內(nèi)各生產(chǎn)設(shè)備、控制系統(tǒng)和IT系統(tǒng)間數(shù)據(jù)集成協(xié)議,以及生產(chǎn)設(shè)備、IT系統(tǒng)到工廠外云平臺間數(shù)據(jù)集成和傳送協(xié)議。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯(一)工業(yè)大數(shù)據(jù)內(nèi)涵特征工業(yè)大數(shù)據(jù)是指在工業(yè)領(lǐng)域信息化應(yīng)用中所產(chǎn)生數(shù)據(jù),是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵,是工業(yè)智能化發(fā)展關(guān)鍵。工業(yè)大數(shù)據(jù)是基千網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和大數(shù)據(jù)技術(shù),貫通千工業(yè)設(shè)計、工藝、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等各個步驟,使工業(yè)系統(tǒng)具備描述、診療、預(yù)測、決議、控制等智能化功效模式和結(jié)果。工業(yè)大數(shù)據(jù)從類型上主要分為現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)?,F(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)是起源千工業(yè)生產(chǎn)線設(shè)備、機(jī)器、產(chǎn)品等方面數(shù)據(jù),多由傳感器、設(shè)備儀器儀表、工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行采集產(chǎn)生,包含設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)等。生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)是指傳統(tǒng)信息管理系統(tǒng)中產(chǎn)生數(shù)據(jù),如SCM、CRM、、MES等。外部數(shù)據(jù)是指起源千工廠外部數(shù)據(jù),主要包含來自互聯(lián)網(wǎng)市場、環(huán)境、客戶、政府、供給鏈等外部環(huán)境信息和數(shù)據(jù)。工業(yè)大數(shù)據(jù)具備五大特征。—是數(shù)據(jù)體量巨大,大量機(jī)器設(shè)備高頻數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)連續(xù)涌入,大型工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)集將達(dá)成PB級甚至EB級別。二是數(shù)據(jù)分布廣泛,分布于機(jī)器設(shè)備、工業(yè)產(chǎn)品、管理系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)等各個步驟。三是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,現(xiàn)有結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化傳感數(shù)據(jù),也有非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。四是數(shù)據(jù)處理速度需求多樣,生產(chǎn)現(xiàn)場級要求實(shí)現(xiàn)實(shí)時時間分析達(dá)成毫秒級,管理與決議應(yīng)用需要支持交互式或批量數(shù)據(jù)分析。五是對數(shù)據(jù)分析置信度要求較高,相關(guān)關(guān)系分析不足以支撐故障診療、預(yù)測預(yù)警等工業(yè)應(yīng)用,需要將物理模型與數(shù)據(jù)模型結(jié)合,追蹤挖掘因果關(guān)系。(二)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)功效架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)架構(gòu),從功效視角看,主要由數(shù)據(jù)采集與交換、數(shù)據(jù)預(yù)處理與存放、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)驅(qū)動下決議與控制應(yīng)用四個層次五大部分組成,如圖9所表示。圖9工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)體系參考架構(gòu)專業(yè)整理分享WORD資料可編輯數(shù)據(jù)采集與交換層主要實(shí)現(xiàn)工業(yè)各步驟數(shù)據(jù)采集與交換,數(shù)據(jù)源既包含來自傳感器、SC、MES、等內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù),也包含來自企業(yè)外部數(shù)據(jù),主要包含對象感知、實(shí)時采集與批量采集、數(shù)據(jù)核查、數(shù)據(jù)路由等功效。數(shù)據(jù)預(yù)處理與存放層關(guān)鍵目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)初步清洗、集成,并將工業(yè)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)對象進(jìn)行關(guān)聯(lián),主要包含數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)存放等功效。數(shù)據(jù)建模層依照工業(yè)實(shí)際元素與業(yè)務(wù)流程,在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上構(gòu)建用戶、設(shè)備、產(chǎn)品、產(chǎn)線、工廠、工藝等數(shù)字化模型,并結(jié)合數(shù)據(jù)分析層提供數(shù)據(jù)報表、可視化、知識庫、數(shù)據(jù)分析工具及數(shù)據(jù)開放功效,為各類決議產(chǎn)生提供支持。決議與控制應(yīng)用層主要是基千數(shù)據(jù)分析結(jié)果,生成描述、診療、預(yù)測、決議、控制等不一樣應(yīng)用,形成優(yōu)化決議提議或產(chǎn)生直接控制指令,從而實(shí)現(xiàn)個性化定制、智能化生產(chǎn)、協(xié)同化組織和服務(wù)化制造等創(chuàng)新模式,并將結(jié)果以數(shù)據(jù)化形式存放下來,最終組成從數(shù)據(jù)采集到設(shè)備、生產(chǎn)現(xiàn)場及企業(yè)運(yùn)行管理連續(xù)優(yōu)化閉環(huán)。(三)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用覆蓋工業(yè)生產(chǎn)全流程和產(chǎn)品全生命周期。工業(yè)大數(shù)據(jù)作用主要表現(xiàn)為狀態(tài)描述、診療分析、預(yù)測預(yù)警、輔助決議等方面,在智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制和服務(wù)化延伸四類場景下發(fā)揮著關(guān)鍵驅(qū)動作用。工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用示意如圖10所表示。圖10工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用示意專業(yè)整理分享WORD資料可編輯(1)智能化生產(chǎn)中工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用虛擬設(shè)計與虛擬制造。虛擬設(shè)計與虛擬制造是指將大數(shù)據(jù)技術(shù)與CAD、CAE、CAM等設(shè)計工具相結(jié)合,深入了解歷史工藝流程數(shù)據(jù),找出產(chǎn)品方案、工藝流程、工廠布局與投入之間模式和關(guān)系,對過去彼此孤立各類數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析,建立設(shè)計資源模型庫、歷史經(jīng)驗?zāi)P蛶?,?yōu)化產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、工廠布局規(guī)劃方案,并縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。生產(chǎn)工藝與流程優(yōu)化。生產(chǎn)工藝與流程優(yōu)化是指應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析功效,評定和改進(jìn)當(dāng)前操作工藝流程,對偏離標(biāo)準(zhǔn)工藝流程清況進(jìn)行報警,快速地發(fā)覺錯誤或者瓶頸所在,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中工藝流程快速優(yōu)化與調(diào)整。設(shè)備預(yù)測維護(hù)。設(shè)備預(yù)測性維護(hù)是指建立大數(shù)據(jù)平臺,從現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中獲取設(shè)備振動、溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù),在大數(shù)據(jù)平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行存放管理,進(jìn)—步經(jīng)過構(gòu)建基千規(guī)則故障診療、基千案例故障診療、設(shè)備狀態(tài)劣化趨勢預(yù)測、部件剩余壽命預(yù)測等模型,經(jīng)過數(shù)據(jù)分析進(jìn)行設(shè)備故障預(yù)測與診療。智能生產(chǎn)排程。智能生產(chǎn)排成是指搜集客戶訂單、生產(chǎn)線、人員等數(shù)據(jù),經(jīng)過大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)覺歷史預(yù)測與實(shí)際偏差概率,考慮產(chǎn)能約束、人員技能約束、物料可用約束、工裝模具約束,經(jīng)過智能優(yōu)化算法,制訂預(yù)計劃排產(chǎn),并監(jiān)控計劃與現(xiàn)場實(shí)際偏差,動態(tài)調(diào)整計劃排產(chǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化。產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化是指經(jīng)過搜集生產(chǎn)線、產(chǎn)品等實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù),依照以往經(jīng)驗建立大數(shù)據(jù)模型,對質(zhì)量缺點(diǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程進(jìn)行回溯,快速甄別原因,改進(jìn)生產(chǎn)問題,優(yōu)化提升產(chǎn)品質(zhì)量。能源消耗管控。能源消耗管控是指對企業(yè)生產(chǎn)線各關(guān)鍵步驟能耗排放和輔助傳動輸配步驟實(shí)時監(jiān)控,搜集生產(chǎn)線、關(guān)鍵步驟能耗等相關(guān)數(shù)據(jù),建立能耗仿真模型,進(jìn)行多維度能耗模型仿真預(yù)測分析,取得生產(chǎn)線各步驟節(jié)能空間數(shù)據(jù),協(xié)同操作智能優(yōu)化負(fù)荷與能耗平衡,從而實(shí)現(xiàn)整體生產(chǎn)線柔性節(jié)能降耗減排,及時發(fā)覺能耗異?;蚍逯登闆r,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中能源消耗實(shí)時優(yōu)化。(2)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同中工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用協(xié)同研發(fā)與制造。協(xié)同研發(fā)與制造主要是基千統(tǒng)—設(shè)計平臺和制造資源信息平臺,集成設(shè)計工具庫、模型庫、知識庫及制造企業(yè)生產(chǎn)能力信息,不一樣地域企業(yè)或分支機(jī)構(gòu)能夠通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)訪問設(shè)計平臺獲取相同設(shè)計數(shù)據(jù),也可取得同類制造企業(yè)閑置生產(chǎn)能力,實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)協(xié)同、多任務(wù)并行、多企業(yè)合作異地協(xié)同設(shè)計與制造要求。供給鏈配送體系優(yōu)化。供給鏈配送體系優(yōu)化主要是經(jīng)過RFID等產(chǎn)品電子標(biāo)識技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得供給商、庫存、物流、生產(chǎn)、銷售等完整產(chǎn)品供給鏈大數(shù)據(jù),利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,確定采購物料數(shù)量、運(yùn)輸時間等,實(shí)現(xiàn)供給鏈優(yōu)化。(3)個性化定制中工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用專業(yè)整理分享WORD資料可編輯用戶需求挖掘。用戶需求挖掘主要指建立用戶對商品需求分析體系,挖掘用戶深層次專業(yè)整理分享WORD資料可編輯需求,并建立科學(xué)商品生產(chǎn)方案分析系統(tǒng),結(jié)適用戶需求與產(chǎn)品生產(chǎn),形成滿足消費(fèi)者預(yù)期各品類生產(chǎn)方案等,實(shí)現(xiàn)對市場預(yù)知性判斷。個性化定制生產(chǎn)。個性化定制生產(chǎn)主要指采集客戶個性化需求數(shù)據(jù)、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、外部環(huán)境數(shù)據(jù)等信息,建立個性化產(chǎn)品模型,將產(chǎn)品方案、物料清單、工藝方案經(jīng)過制造執(zhí)行系統(tǒng)快速傳遞給生產(chǎn)現(xiàn)場,進(jìn)行產(chǎn)線調(diào)整和物料準(zhǔn)備,快速生產(chǎn)出符合個性化需求定制化產(chǎn)口口口O(4)服務(wù)化延伸中工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品遠(yuǎn)程服務(wù)。產(chǎn)品遠(yuǎn)程服務(wù)是指經(jīng)過搭建企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)平臺,圍繞智能裝備、智能家居、可穿戴設(shè)備、智能聯(lián)網(wǎng)汽車等多類智能產(chǎn)品,采集產(chǎn)品數(shù)據(jù),建立產(chǎn)品性能預(yù)測分析模型,提供智能產(chǎn)品遠(yuǎn)程監(jiān)測、診療與運(yùn)維服務(wù),創(chuàng)造產(chǎn)品新價值,實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型。(四)存在問題工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用主要障礙在千以下幾點(diǎn):—是企業(yè)數(shù)據(jù)源較差,尤其是對千機(jī)器設(shè)備、生產(chǎn)線等實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集數(shù)量、類型、精度以及頻率方面存在較大提升空間。二是企業(yè)間和企業(yè)內(nèi)部部門間信息孤島普遍存在,數(shù)據(jù)交互、共享和集成存在很大障礙,數(shù)據(jù)融合應(yīng)用價值難以有效挖掘利用。三是缺乏工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用成熟模式和燈塔式項目,盡管一些先進(jìn)企業(yè)正在進(jìn)行工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用嘗試,但仍處于初級階段,應(yīng)用經(jīng)驗積累不多,還未形成行業(yè)應(yīng)用推廣模式。四是工業(yè)大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)、軟件平臺產(chǎn)品,以及系統(tǒng)集成和應(yīng)用開發(fā)能力依然有待加強(qiáng),安全可控能力不足。(五)發(fā)展趨勢伴隨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和應(yīng)用不停深入,數(shù)據(jù)價值與作用將越來越凸顯,數(shù)據(jù)分析將向工業(yè)各步驟滲透,預(yù)測、決議、控制等更智能應(yīng)用成為發(fā)展方向,最終組成從數(shù)據(jù)采集到設(shè)備、生產(chǎn)現(xiàn)場及企業(yè)運(yùn)行管理優(yōu)化閉環(huán)。工業(yè)數(shù)據(jù)未來將展現(xiàn)出以下幾個發(fā)展方向:—是跨層次跨步驟數(shù)據(jù)整合。當(dāng)前工業(yè)數(shù)據(jù)水平來看分散在研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)管理、企業(yè)經(jīng)營等各個步驟,垂直來看分散在生產(chǎn)現(xiàn)場、企業(yè)管理(MES、等不一樣層次,下一步數(shù)據(jù)在垂直和水平兩個方向都需要整合,為全局視圖分析奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。其中語義技術(shù)將發(fā)揮主要作用,利用語義能夠?qū)I(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)含義進(jìn)行標(biāo)注,使數(shù)據(jù)在異構(gòu)系統(tǒng)之間能夠被正確了解和處理。二是數(shù)據(jù)在邊緣智能處理。在靠近數(shù)據(jù)源頭網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)上,經(jīng)過融共計算、存放與控制等功能,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)邊緣處理、分析與過濾,以滿足工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)時連接、實(shí)時控制、實(shí)時分析、安全隱私等需求,并能夠與云平臺實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。三是基于云平臺數(shù)據(jù)集成管理。將數(shù)據(jù)匯聚起來,專業(yè)整理分享WORD資料可編輯專業(yè)整理分享WORD資料可編輯(一)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系框架工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全需求可從工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)兩個視角分析。從工業(yè)視角看,安全重點(diǎn)是保障智能化生產(chǎn)連續(xù)性、可靠性,關(guān)注智能裝備、工業(yè)控制設(shè)備及系統(tǒng)安全;從互聯(lián)網(wǎng)視角看,安全主要保障個性化定制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同以及服務(wù)化延伸等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用安全運(yùn)行以提供連續(xù)服務(wù)能力,預(yù)防主要數(shù)據(jù)泄露,重點(diǎn)關(guān)注工業(yè)應(yīng)用安全、網(wǎng)絡(luò)安全、工業(yè)數(shù)據(jù)安全以及智能產(chǎn)品服務(wù)安全。所以,從構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障體系考慮,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系框架主要包括五大重點(diǎn),設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、控制安全、應(yīng)用安全和數(shù)據(jù)安全,如圖11所表示。圖11工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系其中,設(shè)備安全是指工業(yè)智能裝備和智能產(chǎn)品安全,包含芯片安全、嵌入式操作系統(tǒng)安全、相關(guān)應(yīng)用軟件安全以及功效安全等;網(wǎng)絡(luò)安全是指工廠內(nèi)有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)安全,以及工廠外與用戶、協(xié)作企業(yè)等實(shí)現(xiàn)互聯(lián)公共網(wǎng)絡(luò)安全;控制安全是指生產(chǎn)控制安全,包含控制協(xié)議安全、控制平臺安全、控制軟件安全等;應(yīng)用安全是指支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)行應(yīng)用軟件及平臺安全;數(shù)據(jù)安全是指工廠內(nèi)部主要生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)、生產(chǎn)操作數(shù)據(jù)以及工廠外部數(shù)據(jù)(如用戶數(shù)據(jù))專業(yè)整理分享WORD資料可編輯等各類數(shù)據(jù)安全。(二)現(xiàn)實(shí)狀況分析伴隨互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合創(chuàng)新不停推進(jìn),電力、交通、市政等大量關(guān)系國計民生關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施日益依賴于網(wǎng)絡(luò),并逐步與公共互聯(lián)網(wǎng)連接,一旦受到網(wǎng)絡(luò)攻擊,不但會造成巨大經(jīng)濟(jì)損失,更可能帶來環(huán)境災(zāi)難和人員傷亡,危及公眾生活和國家安全,安全保障能力已成為影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展關(guān)鍵原因??倎砜矗汕畔⒒妥詣踊潭炔灰粯?,工業(yè)細(xì)分行業(yè)安全保障體系建設(shè)情況也各不相同,信息化、自動化程度越高行業(yè),開放程度也相對較高,面臨安全風(fēng)險隨之增大,對安全也愈加重視,安全保障體系建設(shè)相對更完善。現(xiàn)在,工業(yè)領(lǐng)域安全防護(hù)采取分層分域隔離和邊界防護(hù)思緒.。工廠內(nèi)網(wǎng)與工廠外網(wǎng)之間通常布署隔離和邊界防護(hù)方法,采取防火墻、VPN、訪問控制等邊界防護(hù)方法保障工廠內(nèi)網(wǎng)安全。從工廠內(nèi)網(wǎng)來看,可進(jìn)—步分為企業(yè)管理層和生產(chǎn)控制層。企業(yè)管理層主要包含企業(yè)管理相關(guān)、CRM等系統(tǒng),與傳統(tǒng)IT系統(tǒng)類似,主要關(guān)注信息安全內(nèi)容,采取權(quán)限管理、訪問控制等傳統(tǒng)信息系統(tǒng)安全防護(hù)方法,與生產(chǎn)控制層之間較多采取工業(yè)防火墻、網(wǎng)閘等隔離設(shè)備,通常通過白名單方式對工業(yè)協(xié)議如OPC等進(jìn)行過濾,預(yù)防來自互聯(lián)網(wǎng)威脅滲透到生產(chǎn)過程。生產(chǎn)控制層包含工程師站、操作員站等工作站,以及PLC、DCS等控制設(shè)備,與生產(chǎn)過程親密相關(guān),對可靠性和實(shí)時性要求高,主要關(guān)注功效安全問題。所以,盡管工程師站、操作員站等現(xiàn)在仍多采取win/XP等操作系統(tǒng),但考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定性以及對功效安全影響,極少升級補(bǔ)丁,—般也不安裝病毒防護(hù)軟件等。同時,傳統(tǒng)生產(chǎn)控制層以物理隔離為主,信息安全隱患低,工業(yè)私有協(xié)議應(yīng)用較多,工業(yè)防火墻等隔離設(shè)備需針對專門協(xié)議設(shè)計,企業(yè)更關(guān)注生產(chǎn)過程正常進(jìn)行,通常較少在工作站和控制設(shè)備之間布署隔離設(shè)備以防止帶來功效安全問題。另外,控制協(xié)議、控制軟件在設(shè)計之初也缺乏諸如認(rèn)證、授權(quán)、加密等安全功效,生產(chǎn)控制層安全保障方法缺失成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)過程中主要安全問題。總體來看,業(yè)界在主動推開工業(yè)防火墻、工業(yè)安全監(jiān)測審計、安全管理等安全產(chǎn)品應(yīng)用,但整體對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全研究及產(chǎn)業(yè)支持還處千起步階段,現(xiàn)有方法難以有效應(yīng)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中日益復(fù)雜安全問題。從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來演進(jìn)看,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、控制體系、工業(yè)數(shù)據(jù)和個人隱私、智能設(shè)備以及工業(yè)應(yīng)用安全保障是未來發(fā)展重點(diǎn)。(三)存在問題伴隨工業(yè)融合創(chuàng)新以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不停演進(jìn),工廠環(huán)境愈加開放,未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全主要面臨以下幾方面問題,一是設(shè)備安全問題。傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備以機(jī)械裝備為主,重點(diǎn)關(guān)注物理和功效安全,未來生產(chǎn)裝備和產(chǎn)品將越來越多集成通用嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件,海量設(shè)備將直接暴露在網(wǎng)絡(luò)攻擊之下,木馬病毒在設(shè)備之間傳輸擴(kuò)散速度將呈指數(shù)級增加。二是專業(yè)整理分享WORD資料可編輯網(wǎng)絡(luò)安全問題。工廠網(wǎng)絡(luò)向“三化(IP化、扁平化、無線化)+靈活組網(wǎng)”方向發(fā)展,面臨更多安全挑戰(zhàn)?,F(xiàn)有針對TCP/IP協(xié)議攻擊方法和伎倆成熟,可被直接利用攻擊工廠網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)靈活組網(wǎng)需求使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓淖冇訌?fù)雜,傳統(tǒng)靜態(tài)防護(hù)策略和安全域劃分方法面臨動態(tài)化、靈活化挑戰(zhàn)。無線技術(shù)應(yīng)用需要滿足工廠實(shí)時性可靠性要求,難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜安全機(jī)制,極易受到非法入侵、信息泄露、拒絕服務(wù)等攻擊。三是控制安全問題。當(dāng)前工廠控制安全主要關(guān)注控制過程功效安全,信息安全防護(hù)能力不足?,F(xiàn)有控制協(xié)議、控制軟件等在設(shè)計之初主要基于IT和OT相對隔離以及OT環(huán)境相對可信這兩個前提,同時由千工廠控制實(shí)時性和可靠性要求高,諸如認(rèn)證、授權(quán)和加密等需要附加開銷信息安全功效被舍棄。IT和OT融合打破了傳統(tǒng)安全可信控制環(huán)境,網(wǎng)絡(luò)攻擊從IT層滲透到OT層,從工廠外滲透到工廠內(nèi),但現(xiàn)在有效APT攻擊檢測和防護(hù)伎倆缺乏。四是應(yīng)用安全問題。網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸、個性化定制等新模式新業(yè)態(tài)出現(xiàn)對傳統(tǒng)公共互聯(lián)網(wǎng)安全能力提出了更高要求。工業(yè)應(yīng)用復(fù)雜,安全需求多樣,所以對網(wǎng)絡(luò)安全隔離能力、網(wǎng)絡(luò)安全保障能力要求都將提升。五是數(shù)據(jù)安全問題。工業(yè)數(shù)據(jù)由少許、單一、單向正在向大量、多維、雙向轉(zhuǎn)變,詳細(xì)表現(xiàn)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)體量大、種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并在IT和OT層、工廠內(nèi)外雙向流動共享。工業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)應(yīng)用復(fù)雜,數(shù)據(jù)種類和保護(hù)需求多樣,數(shù)據(jù)流動方向和路徑復(fù)雜,主要工業(yè)數(shù)據(jù)以及用戶數(shù)據(jù)保護(hù)難度增大。(四)發(fā)展趨勢伴隨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展演進(jìn),以下將成為業(yè)界主要關(guān)注和推進(jìn)重點(diǎn)內(nèi)容。一是設(shè)備內(nèi)嵌安全機(jī)制。生產(chǎn)裝備由機(jī)械化向高度智能化轉(zhuǎn)變,內(nèi)嵌安全機(jī)制將成為未來設(shè)備安全保障突破點(diǎn),經(jīng)過安全芯片、安全固件、可信計算等技術(shù),提供內(nèi)嵌安全能力,預(yù)防設(shè)備被非授權(quán)控制或功效安全失效。二是動態(tài)網(wǎng)絡(luò)安全防御機(jī)制。針對工廠內(nèi)靈活組網(wǎng)安全防護(hù)需求,實(shí)現(xiàn)安全策略和安全域動態(tài)調(diào)整,同時經(jīng)過增加輕量級認(rèn)證、加密等安全機(jī)制保障無線網(wǎng)絡(luò)傳輸安全。三是信息安全和功效安全融合機(jī)制。工廠控制環(huán)境由封閉到開放,信息安全威脅可能直接造成功效安全失效,功效安全和信息安全關(guān)聯(lián)交織,未來工廠控制安全需綜合考慮功能安全和信息安全需求,形成綜合安全保障能力。四是面向工業(yè)應(yīng)用靈活安全保障能力。業(yè)務(wù)應(yīng)用展現(xiàn)多樣化,未來需要針對不一樣業(yè)務(wù)安全需求提供靈活安全服務(wù)能力,提供統(tǒng)—靈活認(rèn)證、授權(quán)、審計等安全服務(wù)能力,同時支持百萬級VPN隔離及用戶量增加;五是工業(yè)數(shù)據(jù)以及用戶數(shù)據(jù)分類分級保護(hù)機(jī)制。對主要工業(yè)數(shù)據(jù)以及用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分級,并采取不同技術(shù)進(jìn)行分級保護(hù),經(jīng)過數(shù)據(jù)標(biāo)簽、署名等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)流動過程監(jiān)控審計,實(shí)現(xiàn)工數(shù)據(jù)全生命周期保護(hù)。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯(一)工業(yè)系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)狀況及實(shí)施目標(biāo)現(xiàn)階段工業(yè)系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化已具備一定基礎(chǔ),但與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)泛在互聯(lián)、全生命周期數(shù)字鏈等愿景相比,在網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、安全等方面還存在很大改造和提升空間?,F(xiàn)階段工業(yè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)如圖12所表示,在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方面,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)層級復(fù)雜、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、普通以太網(wǎng)等多個聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并存但以有線為主,工廠與外部互聯(lián)有限;在數(shù)據(jù)智能方面,不一樣層級之間數(shù)據(jù)相對隔離,底層設(shè)備采集有限,系統(tǒng)間數(shù)據(jù)集成困難,云、大數(shù)據(jù)等技術(shù)還未有效開展;在安全保障方面,以滿足現(xiàn)有工業(yè)系統(tǒng)安全保障需求為主,且更多側(cè)重功效安全。圖12現(xiàn)階段工業(yè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下,工業(yè)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、數(shù)據(jù)智能、安全保障等方面將進(jìn)行快速迭代演進(jìn),云和大數(shù)據(jù)技術(shù)逐步引入,扁平化軟硬件布署架組成為主要發(fā)展趨勢,從而引發(fā)工業(yè)系統(tǒng)各層級網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和安全深刻改變。結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、安全發(fā)展趨勢,本匯報給出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)如圖13所表示。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯圖13工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)主要展現(xiàn)四個方面關(guān)鍵特征:一是體系架構(gòu)方面,實(shí)現(xiàn)層級打通、內(nèi)外融合,傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)多層結(jié)構(gòu)逐步演變?yōu)閼?yīng)用層、平臺層和邊緣層三層,整體架構(gòu)展現(xiàn)扁平化發(fā)展趨勢;二是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方面,各種智能裝備實(shí)現(xiàn)充分網(wǎng)絡(luò)化,無線成為有線主要補(bǔ)充,新型網(wǎng)關(guān)推進(jìn)異構(gòu)互聯(lián)和協(xié)議轉(zhuǎn)換,工廠與產(chǎn)品、外部信息系統(tǒng)和用戶充分互聯(lián);三是在數(shù)據(jù)智能方面,工業(yè)云平臺成為關(guān)鍵關(guān)鍵,實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)外部數(shù)據(jù)充分匯聚,支撐數(shù)據(jù)存放、挖掘和分析,有效支撐工業(yè)信息控制系統(tǒng)和各種創(chuàng)新應(yīng)用;四是在安全保障方面,各種安全機(jī)制與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各個層次深度融合,實(shí)現(xiàn)縱深防御,立體防護(hù),經(jīng)過多個安全方法保障網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和數(shù)據(jù)集成安全。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)將是—個長久過程,需要網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、安全等方面逐步協(xié)同推進(jìn)。(二)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施(1)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實(shí)施主要是處理工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各種設(shè)備、系統(tǒng)之間互聯(lián)互通問題,包括現(xiàn)場級、車間級、企業(yè)級設(shè)備和系統(tǒng)之間互聯(lián),以及企業(yè)信息系統(tǒng)、產(chǎn)品、用戶與云平臺之間不一樣互聯(lián)場景,針對現(xiàn)有工業(yè)系統(tǒng)既包含現(xiàn)有設(shè)備與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化改造,還包含新型網(wǎng)絡(luò)連接建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實(shí)施包括主要步驟如圖14所表示。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯圖14網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實(shí)施在現(xiàn)場級和車間級,主要實(shí)現(xiàn)底層設(shè)備橫向互聯(lián)以及與上層系統(tǒng)縱向互通連接。一是對控制器與機(jī)床、產(chǎn)線等裝備裝置通信方式進(jìn)行改造,如以工業(yè)以太網(wǎng)代替現(xiàn)場總線。二是現(xiàn)有工業(yè)裝備或裝置,如機(jī)床、產(chǎn)線等,增加網(wǎng)絡(luò)接口,三是對現(xiàn)有工業(yè)裝置或裝備附加傳感器、執(zhí)行器等增加與外部信息交互。四是為了采集生產(chǎn)現(xiàn)場信息或執(zhí)行反饋控制,布署新監(jiān)測設(shè)備、掃描設(shè)備、執(zhí)行器等。五是對在制品經(jīng)過內(nèi)嵌通信模塊或附加標(biāo)簽等方式,增加與工業(yè)系統(tǒng)信息交互功效。六是布署邊緣計算節(jié)點(diǎn),匯聚生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)及來自工業(yè)控制系統(tǒng)如PLC、歷史數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù),并進(jìn)行數(shù)據(jù)邊緣處理。詳細(xì)采取聯(lián)網(wǎng)方式需要結(jié)合通信需求、布線情況、電源供應(yīng)等IP化、無線化等趨勢維碼、RFID等;針對生產(chǎn)裝備或裝置,能夠直接利用現(xiàn)有聯(lián)網(wǎng)方式,也能夠考慮利用工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無線等增加聯(lián)網(wǎng)接口;針對監(jiān)測設(shè)備,假如實(shí)時性要求不高,能夠采取有線寬帶通信、無線寬帶、LTE增強(qiáng)、NB-loT、5G等技術(shù)。在工廠企業(yè)級或工廠外部,應(yīng)重視引入云平臺和大數(shù)據(jù)技術(shù),并經(jīng)過云平臺實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)設(shè)備或裝置、工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)信息系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之間信息交互,以及與協(xié)作企業(yè)信息系統(tǒng)、智能產(chǎn)品、用戶之間信息交互,方便為制造企業(yè)提供提供不一樣地域、不一樣功效各類系統(tǒng)橫向互聯(lián),以及與上層應(yīng)用、跨企業(yè)/跨行業(yè)各類主體之間互聯(lián),為價值鏈協(xié)作提供支持。詳細(xì)聯(lián)網(wǎng)方式也依賴于互聯(lián)場景,如針對工廠/工業(yè)云平臺與生產(chǎn)設(shè)備或裝置、工業(yè)控制系統(tǒng)、專業(yè)整理分享WORD資料可編輯工業(yè)信息系統(tǒng)之間互聯(lián),能夠直接利用現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)級信息網(wǎng)絡(luò);針對工廠/工業(yè)云平臺與協(xié)作企業(yè)信息系統(tǒng),可能需要考慮建立安全、可靠VPN專線來實(shí)現(xiàn)信息交互;針對工廠/工業(yè)云平臺與產(chǎn)品NB-loT、LTE增強(qiáng)以及未來5G等廣域移動通信網(wǎng)絡(luò)及各種有線通信。(2)標(biāo)識解析實(shí)施標(biāo)識解析實(shí)施主要經(jīng)過標(biāo)識技術(shù)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對零原材料、在制品、產(chǎn)品等信息自動讀寫,并借助標(biāo)識解析系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品全生命周期管理以及各級異構(gòu)系統(tǒng)之間信息交互。標(biāo)識解析實(shí)施包括主要步驟如圖15所表示。圖15標(biāo)識解析實(shí)施在工廠內(nèi)部,為推進(jìn)標(biāo)識解析技術(shù)應(yīng)用,—是依照需求對擬跟蹤對象進(jìn)行標(biāo)識,能夠標(biāo)識設(shè)備、原材料、在制品、產(chǎn)品為部門機(jī)構(gòu)、訂單、工藝、人等賦予標(biāo)識標(biāo)識讀寫器,能夠嵌入在機(jī)床等裝備上,也能夠單獨(dú)部器,經(jīng)過標(biāo)識讀寫器實(shí)現(xiàn)對標(biāo)識自動識讀,或同時進(jìn)行信息寫入;三是建設(shè)標(biāo)識信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對企業(yè)內(nèi)部標(biāo)識及相關(guān)信息管理,同時支持與公共/行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析系統(tǒng)對接。在工廠外部,關(guān)鍵是圍繞產(chǎn)品標(biāo)識實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)、跨行業(yè)、跨地域產(chǎn)品信息管理?!切枰勒展I(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析和應(yīng)用需求,建設(shè)公共標(biāo)識解析系統(tǒng)、行業(yè)級標(biāo)識解析系統(tǒng),并與企業(yè)標(biāo)識信息系統(tǒng)、標(biāo)識讀寫設(shè)備對接,以支撐各種基于標(biāo)識應(yīng)用;二是考慮到現(xiàn)在一些企業(yè)或行業(yè)已經(jīng)應(yīng)用標(biāo)識解析,但以私有處理方案為主,同時考慮到現(xiàn)在多個標(biāo)識解析方案共存,為實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)、跨行業(yè)標(biāo)識及信息交互,需要提供標(biāo)識映射和信息對接機(jī)制。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯(3)應(yīng)用支撐實(shí)施應(yīng)用支撐實(shí)施主要是處理工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各種數(shù)據(jù)、服務(wù)集成份析和利用,并為上層工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供支撐,其中關(guān)鍵是推開工廠/工業(yè)云平臺建設(shè),提供數(shù)據(jù)存放分析處理、應(yīng)用支撐、開放接口等。工廠/工業(yè)云平臺實(shí)施包含三種方式1、圖17、圖18所表示。圖16方式一:工廠云平臺實(shí)施圖17方式二:工業(yè)云平臺實(shí)施專業(yè)整理分享WORD資料可編輯圖18方式三:混合云實(shí)施方式一是工廠云平臺實(shí)施,即在工廠內(nèi)部布署云平臺,匯聚工廠內(nèi)部各種數(shù)據(jù),包括來自產(chǎn)線上傳各類機(jī)器、儀表等采集數(shù)據(jù)以及來自工廠信息系統(tǒng)和管理系統(tǒng)數(shù)據(jù),依照需要還能夠?qū)ν饣ヂ?lián)匯聚來自用戶、產(chǎn)品、協(xié)作企業(yè)信息,最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對設(shè)備、產(chǎn)線、工廠等物理對象以及工藝、加工流程等無損數(shù)字化映射與描述,在此基礎(chǔ)上還能夠是實(shí)現(xiàn)對這些軟硬件服務(wù)化組合與調(diào)用,同時還能夠為MES、ERP等工業(yè)信息系統(tǒng)提供運(yùn)行平臺環(huán)境。方式二是工業(yè)云平臺實(shí)施,工業(yè)云平臺部器在互聯(lián)網(wǎng)等公共網(wǎng)絡(luò)上,能夠匯聚來自設(shè)計、生產(chǎn)、物流、市場、產(chǎn)品、用戶等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)價值鏈上數(shù)據(jù),目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)圍繞生產(chǎn)全生命周期、全價值鏈全局?jǐn)?shù)據(jù)分析和優(yōu)化。同時工業(yè)云平臺能夠與工廠信息系統(tǒng)交互,使工業(yè)云平臺能夠調(diào)用工廠內(nèi)部數(shù)據(jù),工廠內(nèi)部信息系統(tǒng)也能夠調(diào)用外部數(shù)據(jù)。方式三是混合云實(shí)施,即工廠云平臺與工業(yè)云平臺協(xié)同部器方式。企業(yè)內(nèi)部耦合緊密信息或系統(tǒng)運(yùn)行在工廠云平臺上,而將適宜對外提供數(shù)據(jù)、服務(wù)或?qū)ν饨换ハ到y(tǒng)運(yùn)行在工業(yè)云平臺上。同時工廠/工業(yè)云平臺與邊緣計算節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)相相互互,邊緣計算節(jié)點(diǎn)依照實(shí)時性、安全性隱私等要求,對數(shù)據(jù)進(jìn)行當(dāng)?shù)鼗幚恚瑫r對過濾后數(shù)據(jù)傳送到工廠/工業(yè)云平臺,形成“基千云計算全局優(yōu)化+基千邊緣計算局部優(yōu)化”趨勢。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯應(yīng)用使能技術(shù)實(shí)施方面,在工廠內(nèi)部,對千新上線設(shè)備和系統(tǒng)(包含工廠云平臺),應(yīng)考慮其對OPC-UA支持;在工廠外部,工業(yè)云平臺應(yīng)考慮對OPC-U、MQTTXMPP等多個應(yīng)用使能技術(shù)支持,以及協(xié)議適配和轉(zhuǎn)換功效,以支持采取不一樣應(yīng)用使能技術(shù)設(shè)備和系統(tǒng)接入。服務(wù)化封裝與集成實(shí)施方面,在對設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行改造過程中,應(yīng)考慮對設(shè)備和系統(tǒng)功效進(jìn)行服務(wù)化抽象和封裝,并提供服務(wù)調(diào)用接口。假如對設(shè)備和系統(tǒng)直接改造困難,能夠考慮布署服務(wù)適配器(能夠是獨(dú)立硬件,也能夠是軟件中間件),由服務(wù)適配器對這些設(shè)備和系統(tǒng)功效進(jìn)行服務(wù)化抽象和封裝,并提供服務(wù)調(diào)用接口。同時在云平臺上應(yīng)提供服務(wù)適配、注冊、發(fā)覺、組合以及管理等功效,以支持服務(wù)靈活編排和調(diào)用。在服務(wù)化封裝與集成實(shí)施和推進(jìn)過程中,應(yīng)逐步引入語義技術(shù)。(三)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)施包括數(shù)據(jù)全方面采集與流動、工業(yè)數(shù)據(jù)云平臺建設(shè),以及多層次數(shù)據(jù)處理和分析能力構(gòu)建,在此基礎(chǔ)上支撐各種智能應(yīng)用,同時應(yīng)注意構(gòu)建數(shù)據(jù)反饋閉環(huán),以實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)之間以及信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)之間相互作用。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)施包括主要步驟如圖19所表示。圖19工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)施專業(yè)整理分享WORD資料可編輯—是推開工廠管理軟件之間信息交互,現(xiàn)在很多企業(yè)在工廠內(nèi)部已經(jīng)布署了—些管理軟件,如研發(fā)設(shè)計類軟件(CAD、CAE、CAPP、CAM等)、生產(chǎn)管理軟件、客戶管理軟件CRM、供給鏈管理軟件SCM等,但有些企業(yè)這些管理軟件之間缺乏有效信息交互與集成,應(yīng)推進(jìn)這些管理軟件之間數(shù)據(jù)流動;二是推進(jìn)全方面數(shù)據(jù)感知采集,包含采集機(jī)器、在制品等運(yùn)行狀態(tài)信息,采集生產(chǎn)環(huán)境信息,并能夠考慮從工業(yè)控制系統(tǒng)采集必要數(shù)據(jù);三是能夠考慮布署邊緣計算節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)邊緣數(shù)據(jù)分析處理智能,同時構(gòu)建邊緣數(shù)據(jù)控制閉環(huán),滿足邊緣實(shí)時控制、數(shù)據(jù)安全等要求;四是利用云和大數(shù)據(jù)技術(shù),推開工廠內(nèi)部數(shù)據(jù)集成份析,同時構(gòu)建決議反饋閉環(huán),實(shí)現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)控制以及各種智能管理決議應(yīng)用;五是經(jīng)過工廠外部工業(yè)云平臺,匯聚產(chǎn)品數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、協(xié)作企業(yè)數(shù)據(jù)等等,并利用大數(shù)據(jù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)海量、復(fù)雜數(shù)據(jù)綜合存放、分析和處理;六是構(gòu)建綜合反饋閉環(huán),在工業(yè)云平臺大數(shù)據(jù)集成與分析基礎(chǔ)上,建立從工業(yè)云平臺到企業(yè)級信息系統(tǒng)綜合性分析反饋閉環(huán),提升工廠內(nèi)外聯(lián)動。(四)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全實(shí)施伴隨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展,現(xiàn)有相對封閉工業(yè)系統(tǒng)愈加開放,將面臨更新新安全問題和挑戰(zhàn),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要經(jīng)過綜合性安全防護(hù)方法,確保設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、控制、數(shù)據(jù)和應(yīng)用安全。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全實(shí)施包括主要步驟如圖20所表示。圖20工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全實(shí)施專業(yè)整理分享WORD資料可編輯工廠互聯(lián)網(wǎng)各互聯(lián)單元之間應(yīng)該進(jìn)行有效可靠安全隔離和控制。—是工業(yè)控制系統(tǒng)與工業(yè)信息系統(tǒng)之間,應(yīng)布署防火墻;二是工廠外部對工廠內(nèi)部云平臺訪問應(yīng)經(jīng)過防火墻,并提供DDoS防御等功效,、PLM等與外部進(jìn)行交互服務(wù)和接口應(yīng)部器在區(qū)域,同時布署網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)系統(tǒng),可對主流應(yīng)用層協(xié)議及內(nèi)容進(jìn)行識別,高速高效自動檢測和定位各種業(yè)務(wù)層攻擊和威脅;三是工廠內(nèi)部全部接入工廠內(nèi)部云平臺、工廠信息系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)備,都必須實(shí)現(xiàn)接入控制,進(jìn)行接入認(rèn)證和訪問授權(quán);四是工廠外部接入工廠內(nèi)部云平臺智能產(chǎn)品、移動辦公終端、信息系統(tǒng)等,應(yīng)經(jīng)過運(yùn)行有遠(yuǎn)端防護(hù)軟件安全接入網(wǎng)關(guān);五是對布署在公共互聯(lián)網(wǎng)上工業(yè)云平臺各種訪問應(yīng)經(jīng)過防火墻,并提供DDoS防御等功效;六是采用基千大數(shù)據(jù)安全防護(hù)技術(shù),在工廠云平臺、工業(yè)云平臺上部器大數(shù)據(jù)安全系統(tǒng),基于外部威脅清報、日志分析、流量分析和沙箱聯(lián)動,對已知和未知威脅進(jìn)行綜合防御,并準(zhǔn)確展示安全全貌,實(shí)現(xiàn)安全態(tài)勢智能感知。另外,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全實(shí)施應(yīng)該強(qiáng)化智能產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)安全防護(hù)?!侵悄墚a(chǎn)品安全加固。智能產(chǎn)品布署位置分散,輕易被破壞、偽造、假冒和替換,造成敏感泄露。因此應(yīng)該對智能產(chǎn)品進(jìn)行專門安全加固,如采取安全軟件開發(fā)工具包(SDK)、安全操作系統(tǒng)、安全芯片等技術(shù)伎倆,實(shí)現(xiàn)防劫持、防仿冒、防攻擊和防泄密。二是外部公共網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸安全防護(hù)。經(jīng)過外部網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)cVPN或者VPN等加密隧道傳輸機(jī)制或MPLSVPN等專網(wǎng),預(yù)防數(shù)據(jù)泄漏、被偵聽或篡改。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯附件1:術(shù)語與定義I序號I詞匯英文定義備注工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)mdustnalinternet工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài),是工業(yè)智能化發(fā)展關(guān)鍵綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施2智能制造intelligent基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代manufaturing信息技術(shù),貫通于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個步驟,具備信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決議、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功效先進(jìn)制造過程、系統(tǒng)與模式總稱3眾包眾創(chuàng)crowsourcmg借助互聯(lián)網(wǎng)等伎倆,將傳統(tǒng)由特定企業(yè)參考匡發(fā)[和機(jī)構(gòu)完成任務(wù)向自愿參加全部企]53業(yè)和個入進(jìn)行分工,最大程度利用大眾力號量,以更高效率、更低成本滿足生產(chǎn)及生活服務(wù)需求,促進(jìn)生產(chǎn)方式變革。4個性定制customization經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)平臺,將用戶需求和企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)計劃精準(zhǔn)匹配,并借助模塊化產(chǎn)線和新型制造工藝,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化、定制化生產(chǎn)制造模式5協(xié)同設(shè)計collaborativedesign企業(yè)與企業(yè)之間,經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計平臺,分工并行開展產(chǎn)品設(shè)計模式,可有效縮短產(chǎn)品設(shè)計周期。6協(xié)同制造collaborativemanufact基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺,將制造任務(wù)、訂單uring信息分配給不一樣地域、不一樣規(guī)模制造企業(yè),將社會分散制造資源、制造能力在網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行集聚共享,形成網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同生產(chǎn)組織模式。7柔性制造flexibleManufactunng由統(tǒng)一信息控制系統(tǒng)、物料儲運(yùn)系統(tǒng)參考MBA和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成,能適應(yīng)智庫加工對象變換自動化機(jī)械制造系統(tǒng)。8精準(zhǔn)營銷prec1s1onmarketmg在充分了斛用戶信息基礎(chǔ)上,針對客參考戶喜好,有針對性地進(jìn)行產(chǎn)品營銷,在智庫掌握一定用戶信息,市場信息后,將直復(fù)營銷與數(shù)據(jù)庫營銷結(jié)合起來營銷新趨勢。9供給鏈協(xié)同supplychain指兩個或兩個以上企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)某種參考MBACollaboration戰(zhàn)略目標(biāo),經(jīng)過企業(yè)協(xié)議或聯(lián)合組織等智庫方式而結(jié)成一種網(wǎng)絡(luò)式聯(lián)合體。專業(yè)整理分享WORD資料可編輯10垂直電商vertteale-business在某一個行業(yè)或細(xì)分市場深化運(yùn)行電參考MBA子商務(wù)模式。智庫15智能機(jī)器smartmachine經(jīng)過添加傳感、通信、計算、控制模塊,使機(jī)器具備自決議、自組織、自適應(yīng)等能力。16邊緣計算edgecomputing將計算能力延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分布式計算分析,形成當(dāng)?shù)貙?shí)時優(yōu)化決議。17標(biāo)識identifier在一定范圍內(nèi)唯一識別身份編碼或者符號18解析resolve依照標(biāo)識查詢地址以及其它信息映射過程。191根服務(wù)器IrootserverI標(biāo)識解析體系中最高層級服務(wù)器。20根區(qū)文件rootzoonfile存放標(biāo)識解析體系中最高層級映射信息數(shù)據(jù)文件。21工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)enterpriseinternalnetwork在工廠內(nèi)部,用于生產(chǎn)要素互聯(lián)以及企業(yè)IT管理系統(tǒng)之間連接網(wǎng)絡(luò)。22工廠外部網(wǎng)絡(luò)enterpnseexternal以支撐工業(yè)全生命周期各項活動為目標(biāo),network用于連接企業(yè)上下游之間、企業(yè)與智能產(chǎn)品、企業(yè)與用戶之間網(wǎng)絡(luò)。23OT網(wǎng)絡(luò)operationtechnology用于連接生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備與系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)自network動控制工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)24IT網(wǎng)絡(luò)ITtechnologynetwork用于連接信息系統(tǒng)與終端數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)25現(xiàn)場總線fibus連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)數(shù)字參考IEC式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)26工業(yè)以太網(wǎng)Industrialethernet基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議,用于工業(yè)自動化或過程控制中連接現(xiàn)場設(shè)備和系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)27軟件定義網(wǎng)絡(luò)softwaredefined一個網(wǎng)絡(luò)控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),參考ONFnetwork上層應(yīng)用和服務(wù)能夠經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)控制層可編程接口實(shí)現(xiàn)對底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制28網(wǎng)絡(luò)虛擬化networkvirtualizatio

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