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文檔簡介

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 1 1 1 2 2 4 8 10 13 18 18 19 21 33 34 44 49 49 49 50 51 55 55 58 59 64 65 67 68 69 70 74 75 77 79 80 80 81 83 84 87 90 90 91 92 93 94 95 96 1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略發(fā)展的重要部分。當(dāng)前,中國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展加快從概念普及進入實踐深耕階段,形成了戰(zhàn)略引領(lǐng)、規(guī)劃指導(dǎo)、政策支持、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品推進良性互動的可喜局面。我國是制造大國,也是發(fā)展前景廣闊。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是助力制造大國向制造強國發(fā)展的主要基礎(chǔ)設(shè)施和關(guān)鍵技術(shù)支撐,黑龍江聯(lián)通緊跟工業(yè)強省建設(shè)規(guī)劃方向,積極投身到數(shù)字龍江的建設(shè)中。為了促進黑龍江聯(lián)通在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)拓展工作,助力我省工業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,統(tǒng)一戰(zhàn)略發(fā)展思路,特編寫黑龍江聯(lián)通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計規(guī)劃。11.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景1.1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是鏈接工業(yè)全系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈,支撐工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合所形成的新興業(yè)態(tài)和應(yīng)用模式,是互聯(lián)網(wǎng)從消費領(lǐng)域向生產(chǎn)領(lǐng)域、從虛擬經(jīng)濟向?qū)嶓w經(jīng)濟拓展的核心載體。其本質(zhì)是以機器、原材料、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、產(chǎn)品以及人之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為基礎(chǔ),通過對工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知、實時傳輸交換、快速計算處理和高級建模分析,實現(xiàn)智能控制、運營優(yōu)化和生產(chǎn)組織方式變革。個方面來理解。其中,網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ),即通過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)全系統(tǒng)的互聯(lián)互通,促進工業(yè)數(shù)據(jù)的充分流動和無縫集成;數(shù)據(jù)是核心,即通過工業(yè)數(shù)據(jù)全周期的感知、采集和集成應(yīng)用,形成基于數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性智能,實現(xiàn)機器彈性生產(chǎn)、運營管理優(yōu)化、生產(chǎn)協(xié)同組織與商業(yè)模式創(chuàng)新,推動工業(yè)智能化發(fā)展;安全是保障,即通過構(gòu)建涵蓋工業(yè)全系統(tǒng)的安全防護體系,保障工業(yè)智能化的實現(xiàn)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展體現(xiàn)了多個產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的融合,是構(gòu)建工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、實現(xiàn)工業(yè)智能化發(fā)展的必由之路。2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將給工業(yè)企業(yè)帶來四方面的智能化提升。一是智能生產(chǎn),即實現(xiàn)從單個機器到產(chǎn)線、車間乃至整個工廠的智能決策和動態(tài)優(yōu)化,顯著提升全流程生產(chǎn)效率、提高質(zhì)協(xié)同制造、垂直電商等一系列新模式,大幅降低新產(chǎn)品開發(fā)制造成本、縮短產(chǎn)品上市周期。三是個性定制,即基于互聯(lián)網(wǎng)獲取用戶個性化需求,通過靈活柔性組織設(shè)計、制造資源和生產(chǎn)流程,實現(xiàn)低成本大規(guī)模定制。四是服務(wù)延伸,即通過對產(chǎn)品運行的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集,提供遠(yuǎn)程維護、故障預(yù)測、性能優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析等一系列延伸服務(wù)。1.2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀1.2.1國際工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀在全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中,信息技術(shù)與各行業(yè)各領(lǐng)域的融合發(fā)展具有廣闊前景和無限潛力,已成為不可外,英國、法國、韓國、印度、俄羅斯等眾多國家也推出了一系列戰(zhàn)略,雖然名稱各異、側(cè)重點不同,但是推動新一代信息技術(shù)和制造業(yè)的深度融合,大力加快制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化改造,向智能化轉(zhuǎn)型,各國都期望通過技術(shù)革命減少3對人的依賴,更好發(fā)揮人的價值,實現(xiàn)各自國家向高質(zhì)量、高效率、綠色高端方向發(fā)展。美國國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)2012年3月,為重振美國經(jīng)濟和美國制造,美國政府先后出臺的“先進制造伙伴關(guān)系計劃”(AMP),“國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計劃”(NNMI)等戰(zhàn)略規(guī)劃。自2009年提出“云制造”的理念,相關(guān)研究引起國內(nèi)外高度關(guān)注,先后有美國、新西蘭、英國等大學(xué)及研究機構(gòu)開展云制造研究。歐盟第七框架于2010年8月啟動了制造云項目(ManuCloud),目的是為用戶提供網(wǎng)絡(luò)化可配置制造能力服務(wù)。繼“ManuCloud”項目之后,2013年FP7計劃又啟動了一個新的云制造項目“CAPP-4-SMEs”。德國工業(yè)4.0德國是全球制造業(yè)中最具競爭力的國家之一,其專用裝備制造行業(yè)全球領(lǐng)先,在2013年4月的漢諾威工業(yè)博覽會4.0”是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)——信息-物理融合系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem,CPS)相結(jié)合的手段,將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。4提起日本的智能制造,多會聯(lián)想到精益求精的機器人流人工智能。2017年,日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省提出“互聯(lián)工業(yè)(CONNECTEDINDUSTRIES)”戰(zhàn)略。受此帶動,三菱電機、發(fā)那科、DMG森精機和日立制作所四家日本企業(yè)對在各自物聯(lián)網(wǎng)平臺之間建立數(shù)據(jù)互換機制達成共識。在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,多家日本企業(yè)技術(shù)水平很高,他們力爭把各企業(yè)的優(yōu)勢集中起來,以求在與德國工業(yè)4.0、美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等在智能制造領(lǐng)域的競爭中取得優(yōu)勢。1.2.2國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與發(fā)達國家基本同步啟動,在框架、標(biāo)準(zhǔn)、測試、安全、國際合作等方面取得了初步進展,成立了匯聚政產(chǎn)學(xué)研的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等,涌現(xiàn)出一批典型平臺和企業(yè)。但與發(fā)達國家相比,總體發(fā)展水平及現(xiàn)實基礎(chǔ)仍然不高,產(chǎn)業(yè)支撐能力不足,核心技術(shù)和高端產(chǎn)品對外依存度較高,關(guān)鍵平臺綜合能力不強,標(biāo)準(zhǔn)體系不完善,企業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化水平有待提升,缺乏龍頭企業(yè)引領(lǐng),人才支撐和安全保障能力不足,與建設(shè)制造強國和網(wǎng)絡(luò)強國的需要仍有較大差距。5為加快建設(shè)和發(fā)展我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合,發(fā)展先進制造業(yè),支持傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級,國家出臺了一系列政策:2015年國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》,部署全面推進實施制造強國戰(zhàn)略,確定智能制造為未來制造業(yè)發(fā)展重點方向;2016年國務(wù)院印2018年工信部印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計劃(2018-2020年)》,提出2020年初步建成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)體系;2019年工信部印發(fā)《關(guān)于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程年工信部發(fā)布《關(guān)于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》等一列文件,為國家下一步工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展保駕護航。目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在國家的支持下,取得了巨大進展,取得成績主要有以下幾方面。一是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)體系化推進。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍規(guī)模擴張?;A(chǔ)電信企業(yè)積極構(gòu)建面向工業(yè)企業(yè)的低時延、高可靠、廣覆蓋的高質(zhì)量外網(wǎng),延伸至全國300多個地市。“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”探索推進,時間敏感網(wǎng)標(biāo)識解析國家頂級節(jié)點功能不斷增強,二級節(jié)點達47個,覆6蓋19省20個行業(yè)。平臺連接能力持續(xù)增強。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺超過一百個,跨行業(yè)、跨領(lǐng)域平臺的引領(lǐng)作用顯著。啟動建設(shè)國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心。二是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與實體經(jīng)濟的融合持續(xù)深化。當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已滲透應(yīng)用到包括工程機械、鋼鐵、石化、采礦、能源、交通、醫(yī)療等在內(nèi)的30余個國民經(jīng)濟重點行業(yè)。智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、服務(wù)化延伸、數(shù)字化管理等新模式創(chuàng)新活躍,有力推動了轉(zhuǎn)型升級,催生了新增長點。典型大企業(yè)通過集成方式,提高數(shù)據(jù)利用率,形成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)和管理流程應(yīng)用,智能化水平大幅提升。中小企業(yè)則通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,以更低的價格、更靈活的方式補齊數(shù)字化能力短板。大中小企業(yè)、一二三產(chǎn)業(yè)融通發(fā)展的良好態(tài)勢正在加速形成。三是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)新生態(tài)快速壯大。在國家政策引導(dǎo)各地加大投入力度,支持企業(yè)上云上平臺和開展數(shù)字化改造,推動建立產(chǎn)業(yè)投資基金。北京、長三角、粵港澳大灣區(qū)已成為全國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展高地,東北老工業(yè)基地和中西部地區(qū)則注重結(jié)合本地優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),積極探索各具特色的發(fā)展路徑。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟不斷壯大,成員單位接近1500家,推進標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)、測試驗證、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)融對接等多方面合作。四是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障能力顯著提升。構(gòu)建了多部門7協(xié)同、各負(fù)其責(zé)、企業(yè)主體、政府監(jiān)管的安全管理體系,通過監(jiān)督檢查和威脅信息通報等舉措,企業(yè)的安全責(zé)任意識進一步增強;建設(shè)國家、省、企業(yè)三級聯(lián)動安全監(jiān)測體系,服務(wù)9萬多家工業(yè)企業(yè)、135個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,協(xié)同處置多起安全事件,基本形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測預(yù)警處置能力。通過試點示范等,帶動一批企業(yè)提升了安全技術(shù)攻關(guān)創(chuàng)新與應(yīng)用能力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟2019年發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系技術(shù)、功能、范式和流程,形成了對國家、社會、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)等多層面工作推進的一套綜合性體系框架。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體的基礎(chǔ)上進一步豐富工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)認(rèn)識的理論內(nèi)涵,加快建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實施的指導(dǎo)框架。本文技術(shù)架構(gòu)采用了1.0版本的規(guī)范要求,并參考2.0版本的發(fā)展趨勢與理念。山東、天津、上海、重慶、廣西、寧夏、內(nèi)蒙古等23個省出臺了本省的關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2、設(shè)立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、先進制造業(yè)等專項資金;3、工業(yè)企業(yè)8上云補貼;4、對標(biāo)桿企業(yè)、標(biāo)桿項目進行資金扶植;5、專項資金打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)示范工程。1.2.3國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)存在問題當(dāng)前全國各地工業(yè)云計算平臺的建設(shè)和發(fā)展,從總體來看,對推動區(qū)域經(jīng)濟體產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到積極的效果,取得不錯的成績,但也存在若干問題,主要有以下幾個方面:(1)網(wǎng)絡(luò)方面。一是現(xiàn)工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)多為“兩層三級”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),生產(chǎn)、控制等系統(tǒng)相互隔離,工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與工廠信息網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各異,難以融合互通;工業(yè)生產(chǎn)全流程存在大量“信息死角”,亟需實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋;工廠網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)配置和剛性組織的方式難以滿足未來用戶個性定制和柔性生產(chǎn)的需要。二是現(xiàn)工廠外部網(wǎng)絡(luò)多以IPv4公眾互聯(lián)網(wǎng)承載業(yè)務(wù)為主,從網(wǎng)絡(luò)性能角度難以滿足工業(yè)企業(yè)提出的低時延、高可靠、服務(wù)質(zhì)量保證的需求;目前的公眾互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)承載和隔離能力較弱,難以滿足大量工業(yè)企業(yè)專線互聯(lián)的需求;工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)安全的要求進一步提升,目前互聯(lián)網(wǎng)的安全能力有待提高;以IPv4為基礎(chǔ)的公眾互聯(lián)網(wǎng)自身面臨地址枯竭的局面,難以承載工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)以百億終端接入的要求。(2)平臺方面。一是大部分工業(yè)云平臺的建設(shè)沒有和區(qū)域經(jīng)濟體資源稟賦以及主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢相結(jié)合,部分區(qū)域在建9設(shè)工業(yè)云服務(wù)平臺中也沒有結(jié)合當(dāng)?shù)匾延械墓灿嬎惴?wù)平臺資源,造成重復(fù)投資、資源閑置等問題。二是大部分工業(yè)云平臺以提供工業(yè)SaaS云服務(wù)為主,存在服務(wù)內(nèi)容同質(zhì)化、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、用戶數(shù)據(jù)安全保障不到位等問題,同時工業(yè)云服務(wù)也沒有和工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)融合起來。三是當(dāng)前大部分工業(yè)云平臺的運營主要以政府投資為主,面臨盈利困難等運營壓力,如何進一步加大工業(yè)云平臺的推廣和使用,創(chuàng)新商業(yè)模式,引入成熟的市場化發(fā)展機制,讓更多的用戶能透明化訪問和使用工業(yè)云計算平臺。(3)安全方面。一是設(shè)備安全問題,傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備以機械裝備為主,重點關(guān)注物理和功能安全,未來生產(chǎn)裝備和產(chǎn)品將越來越多的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)備之間的傳播擴散速度將呈指數(shù)級增長。二是網(wǎng)絡(luò)安全問題,工廠網(wǎng)絡(luò)面臨更多安全挑戰(zhàn)。三是控制安全問題,當(dāng)前工廠控制安全主要關(guān)注控制過程的功能安全,信息安全防護能力不足。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)的出現(xiàn)對傳統(tǒng)公共互聯(lián)網(wǎng)的安全能力提出了更高要求。五是數(shù)據(jù)安全問題,工業(yè)數(shù)據(jù)由少量、單一、單向正在向大量、多維、雙向轉(zhuǎn)變,具體表現(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。1.2.4國內(nèi)典型地市建設(shè)情況在工信部工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點示范項目中,廣東有9個項目入選,入選的試點示范項目包括平臺、標(biāo)識解析、安全集成創(chuàng)新應(yīng)用等3個方向。其中,華為、富士康、美的等龍頭企業(yè)牽頭建設(shè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺及創(chuàng)新應(yīng)用已經(jīng)實現(xiàn)成功移植,服務(wù)國內(nèi)多家企業(yè)實現(xiàn)降本提質(zhì)增效。廣東佛山建成了全國首個啟用的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析服務(wù)二級節(jié)點。提供跨區(qū)域、跨行業(yè)的公共標(biāo)識注冊解析服廣東省計劃到2020年,將在全國率先建成完善的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)體系。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展、技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系構(gòu)建及融合應(yīng)用方面達到國際先進水平。上海作為我國重要的金融中心、貿(mào)易中心和綜合性工業(yè)基地,已建成我國首個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心,也成立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的分聯(lián)盟。在標(biāo)識解析體系建設(shè)方面,上海工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析國家頂級節(jié)點已經(jīng)上線,同時上汽集團、上海核工院等一批新材料行業(yè)二級節(jié)點、通用二級服務(wù)節(jié)點等節(jié)點已同步啟動建設(shè)。上海松江區(qū)成功獲批全國首個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地。目前,松江區(qū)集聚了海爾COSMOPlat、用友精智、賽摩電氣、紫光云研究院等多家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和服務(wù)機構(gòu)。在行業(yè)應(yīng)用方面,上海飛機制造廠與聯(lián)通合作運用5G技術(shù),打造一個6i全連接的工廠,聯(lián)通以5G大連接的屬性,帶來海量物聯(lián)通信的能力,將原本離散的人、機、料進行全面無線互聯(lián),提升了車間的單位工時效率?;?G低時延特性部署了高性能邊緣云,提高作業(yè)效率。天津市制定了《天津市人民政府關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進任組長的市工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組,并利用智能制造專項資金重點支持企業(yè)智能化升級改造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)和企業(yè)上云上平臺。天津市制造業(yè)、通信業(yè)、IT和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)等眾多領(lǐng)域的企事業(yè)單位發(fā)起成立了天津工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。天河工業(yè)云平臺集成了礦業(yè)云、建筑云和焊接云等行業(yè)云平臺幫助更多企業(yè)節(jié)約研發(fā)投入,降低信息化使用門檻,加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。河北聯(lián)通標(biāo)識解析二級節(jié)點系統(tǒng)已經(jīng)部署完成,當(dāng)前支持5000萬條標(biāo)識記錄,解析能力達到1萬QPS,標(biāo)識解析二級節(jié)點上接國家頂級節(jié)點與國家監(jiān)測系統(tǒng),下接多個企業(yè)標(biāo)識解析節(jié)點,形成標(biāo)識解析體系。蓋的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,培育一批工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,爭創(chuàng)一個國家級綜合性平臺,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障體系初步為推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),甘肅省制定了《甘肅省工業(yè)互技術(shù)在制造企業(yè)深度應(yīng)用,培育標(biāo)識管理能力。甘肅省打造的甘肅工業(yè)云已有6000余家注冊企業(yè)。蘭州工業(yè)云及白銀工業(yè)運行監(jiān)測平臺也已上線運行,基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念,通過云計算的方式為企業(yè)解決信息化需求。由中國聯(lián)通江西省分公司牽頭聯(lián)合阿里、浪潮、華為、中興、聯(lián)想、科大訊飛發(fā)起成立的江西省工業(yè)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟是全國首個面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的省級平臺,并首創(chuàng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的一站式購齊服務(wù),貫通產(chǎn)業(yè)上下游、實現(xiàn)跨領(lǐng)域廣江西省首個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究機構(gòu)——中國聯(lián)通(江西)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院在贛州揭牌成立。由其牽頭建設(shè)的贛州工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺已經(jīng)上線運行,已服務(wù)62家企業(yè),處理數(shù)據(jù)1.2.5省內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題實網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國、智慧社會等戰(zhàn)略部署的具體舉措。革、效率變革、動力變革實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑。(1)發(fā)展現(xiàn)狀為落實《國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工黑龍江省百億級企業(yè)成長行動計劃等7個文件的通知》,深入貫徹落實黨的十九大精神和習(xí)近平總書記對我省重要講話的指示精神,全面落實省第十二次黨代會關(guān)于建設(shè)工業(yè)強省的戰(zhàn)略部署,加快推進我省工業(yè)化進程,實現(xiàn)工業(yè)高質(zhì)量大戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),推動綠色食品產(chǎn)業(yè)鏈向上下游延伸;打造高端裝備產(chǎn)業(yè)區(qū)域性創(chuàng)新平臺和產(chǎn)業(yè)集群;新材料協(xié)同創(chuàng)新,建立綜合性公共服務(wù)平臺;建立醫(yī)藥云平臺。二是重點培育三大先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè),推動新一代信息技術(shù)與工業(yè)深度融合;建設(shè)能源服務(wù)平臺,推進下游應(yīng)用;做好節(jié)能環(huán)保企業(yè)技術(shù)和加快化工產(chǎn)業(yè)向下游延伸增值,打造產(chǎn)業(yè)集群;對東汽車產(chǎn)業(yè)智能化升級;加強對外能源合作。億級產(chǎn)業(yè)-園區(qū)、萬億級產(chǎn)業(yè)集群)。工業(yè)強省根基在產(chǎn)業(yè),利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù),加速培育農(nóng)業(yè)及農(nóng)產(chǎn)品精深加工、石油及天然氣等礦產(chǎn)資源開發(fā)及精深加工兩個支撐能力強的萬億級產(chǎn)業(yè)集群;加速形成機器人及智能裝備、新一代信息技術(shù)、汽車制造及配套產(chǎn)業(yè)、電力及交通運輸裝備、煤及煤電化、石墨及精深加工、有色金屬及材料、現(xiàn)代中醫(yī)藥等聚集能力強的千億級產(chǎn)業(yè)集群;助力培育哈爾濱經(jīng)開區(qū)、哈爾濱高新區(qū)、大慶高新區(qū)等承載能力強的千億級產(chǎn)業(yè)園區(qū);加快形成帶動能力強的百億級骨干企業(yè)矩陣。逐步實現(xiàn)在全省打造十家智慧工廠、百家數(shù)字化(智能)示范車間、千條數(shù)字化生產(chǎn)線和萬家企業(yè)上云的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,帶動龍江經(jīng)濟重(2)存在的問題產(chǎn)40個大類、162個中類、364個小類的上千種工業(yè)產(chǎn)品,食品、醫(yī)藥、冶金、建材等主要行業(yè)為主體,門類齊全的工業(yè)體系,成為國家重要的能源、原材料和重型裝備生產(chǎn)制造從我省工業(yè)企業(yè)數(shù)字化、智能化綜合水平來看,我省離散型企業(yè)車間水平處于國內(nèi)平均水平偏下。智能數(shù)字裝備、關(guān)鍵工序數(shù)控化、研發(fā)設(shè)計數(shù)字化普及率偏低,尤其在個性設(shè)計、柔性生產(chǎn)、智能服務(wù)環(huán)節(jié)效率較低,設(shè)備互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通、信息共享水平低,智能化資源橫向合作共享能力薄弱,整體水平提升空間巨大。黑龍江省內(nèi)工業(yè)企業(yè)痛點主要體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)方面、設(shè)備方面、生產(chǎn)方面、思想方面、政策方面、資金方面6個方面。網(wǎng)絡(luò)方面:黑龍江工業(yè)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)主要以工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場級工業(yè)總線為主,缺乏整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、難以實現(xiàn)統(tǒng)一管理、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)單一。設(shè)備方面:企業(yè)數(shù)字化設(shè)備少、管理程度偏低,仍有相當(dāng)一部分企業(yè)生產(chǎn)依賴大量的人工操作,生產(chǎn)方式多介于機械化和半自動化之間。生產(chǎn)方面:生產(chǎn)過程不透明,計劃制定不合理,眾多信息源未能有效集成,無系統(tǒng)化管理資料信息,人為誤差大。思想方面:從企業(yè)觀念上看,企業(yè)管理者思想意識固守陳規(guī),管理意識淡薄,市場敏銳性差;重產(chǎn)品、輕研發(fā)、輕服務(wù),智能化技術(shù)、裝備投入少,不能意識到未來制造業(yè)競爭的激烈性和關(guān)鍵點。政策方面:從政策引導(dǎo)上看,智能制造相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等缺失,政策的宣傳、落實力度還不夠,專項引導(dǎo)資金、示范試點、公共服務(wù)平合等服務(wù)發(fā)揮作用有限,缺少專業(yè)化隊伍。資金方面:企業(yè)智能化改造投資成本高、融資難:智能化升級成本,讓很多企業(yè)望而卻步。企業(yè)智能化改造融資難,導(dǎo)致企業(yè)有意愿但無法推進。單純依靠自有資金進行智能化改造,難以實現(xiàn)快速2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)體系工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是通過對工業(yè)智能、區(qū)塊鏈、邊緣計算等新技術(shù)的不斷研究和成果轉(zhuǎn)化,進一步強化網(wǎng)絡(luò)、平臺、環(huán)節(jié)的要素全面互聯(lián),形成以大數(shù)據(jù)建模、分析、決策為智能驅(qū)動,在工業(yè)企業(yè)各垂直領(lǐng)域打造一個閉環(huán)的智能化生產(chǎn)、管理、銷售的體系,實現(xiàn)我國工業(yè)企業(yè)從消費互聯(lián)網(wǎng)向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邁進,加快實現(xiàn)“中國制造2025”引領(lǐng)第四次全球工業(yè)革命的國家目標(biāo)。黑龍江聯(lián)通規(guī)劃的頂層架構(gòu)體系,是面向省政府“工業(yè)強省”戰(zhàn)略和工業(yè)企業(yè)數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)型新范式和新應(yīng)用六大理念,形成黑龍江聯(lián)通特有的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頂層架構(gòu)體系,分別對網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全、生態(tài)四個方面進行體系規(guī)劃,既能指導(dǎo)地市在工業(yè)企業(yè)智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制和服務(wù)化延伸方面拓展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場,又能助力本省工業(yè)企業(yè)數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)型。如圖2.1所示。“網(wǎng)絡(luò)”是工業(yè)企業(yè)各類系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸交換的支撐基物各要素的互聯(lián)互通,形成實時感知、協(xié)同交互、可溯源的生產(chǎn)模式。“平臺”是工業(yè)企業(yè)智能化的核心,基于平臺的大數(shù)據(jù)建模分析、決策優(yōu)化和反饋控制等,實現(xiàn)對生產(chǎn)狀況、企業(yè)間協(xié)作、市場需求的精準(zhǔn)分析,形成工業(yè)企業(yè)運營管理決策到商業(yè)活動的智能管理和決策優(yōu)化?!鞍踩笔蔷W(wǎng)絡(luò)與平臺在工業(yè)中應(yīng)用的安全保障,包括設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、控制、數(shù)據(jù)、應(yīng)用和綜合安全監(jiān)控和管理,實現(xiàn)風(fēng)險評估、數(shù)據(jù)保護、信息共享和通報及應(yīng)急處置,避免軟硬件系統(tǒng)受到內(nèi)外部攻擊,降低工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)被未授權(quán)訪問的風(fēng)險,確保數(shù)據(jù)傳輸、存儲的安全,實現(xiàn)對生產(chǎn)和銷售系統(tǒng)全方面防護。“生態(tài)”是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)良性發(fā)展、合作共贏的趨勢,通過聯(lián)合硬件、平臺、信息技術(shù)、應(yīng)用廠商和高校科研機構(gòu),在我省工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展。2.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系2.2.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)總體介紹工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)人、機器、車間、企業(yè)等主體以及設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的全要素業(yè)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)和工業(yè)企業(yè)外網(wǎng),工業(yè)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)實現(xiàn)工廠內(nèi)生產(chǎn)裝備、信息采集設(shè)備、生產(chǎn)管理系統(tǒng)和人等生產(chǎn)要素的廣泛互聯(lián);工業(yè)企業(yè)外網(wǎng)實現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)與智能產(chǎn)品、用戶、協(xié)作企業(yè)等工業(yè)全環(huán)節(jié)的廣泛互聯(lián)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的根基,也是中樞神經(jīng),包括標(biāo)識和解析系用標(biāo)識,對機器和物品進行唯一性的定位和信息查詢,是實現(xiàn)全球供應(yīng)鏈系統(tǒng)和企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)精準(zhǔn)對接、產(chǎn)品全生命周期管理和智能化服務(wù)的前提和基礎(chǔ)。2.2.2聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)規(guī)劃黑龍江聯(lián)通作為本省主通信運營商,根據(jù)本省工業(yè)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)傳統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點,利用我公司云網(wǎng)一體化特有核心優(yōu)勢,結(jié)合5G、TSN、SDN等新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中逐步應(yīng)用的新趨勢,為本省工業(yè)企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)改造升級、加快工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用,提供強有力的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)支撐。同時推進本省工業(yè)領(lǐng)域IPv6全面部署,通過對本省工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點的規(guī)劃建設(shè),構(gòu)建適合于本省工業(yè)企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系。我省工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系將包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通、標(biāo)識解析和適配邊緣計算的網(wǎng)絡(luò)連接四個部分。如圖2.2所示。工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)是用于連接工廠內(nèi)的各種生產(chǎn)要素,包括人員、機器、材料、環(huán)境等的網(wǎng)絡(luò),工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)IP化將實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息在各生產(chǎn)要素間、各系統(tǒng)間的無縫傳遞,打破信息孤島,滿足各系統(tǒng)互聯(lián)互通,為工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)要素在不同生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)遷移和轉(zhuǎn)換的柔性生產(chǎn)進行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu),進一步為智能制造打下網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。工廠外網(wǎng)絡(luò)是用于連接工廠、分支機構(gòu)、上下游協(xié)作企業(yè)、云數(shù)據(jù)中心、產(chǎn)品與用戶等的網(wǎng)絡(luò)。通過為工業(yè)企業(yè)提供獨立的網(wǎng)絡(luò),滿足工業(yè)企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)帶寬、延時、抖動等性能的需求,進一步推動工業(yè)企業(yè)從“傳統(tǒng)制造”模式向個性化定制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能產(chǎn)品服務(wù)等全新的“制造+服務(wù)”模式轉(zhuǎn)變。數(shù)據(jù)互通實現(xiàn)工廠內(nèi)網(wǎng)異構(gòu)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)層面能相互“理要素、出廠產(chǎn)品等產(chǎn)生的底層數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)中心的匯聚;另一方面為上層應(yīng)用提供對多源異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的訪問接口,支撐工業(yè)應(yīng)用的快速開發(fā)與部署。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)體系包含工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和工廠外部網(wǎng)絡(luò),其中工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)從兩部分進行規(guī)劃考慮,即有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)專網(wǎng)兩部分。1、工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)一般呈現(xiàn)“兩層三級”的結(jié)構(gòu),兩層是是指工廠OT網(wǎng)絡(luò)和工廠IT網(wǎng)絡(luò),兩個網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)互聯(lián)和安全隔離;三級是指工廠管理層級的劃分,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,每層之間的網(wǎng)絡(luò)配置和管理策略相互獨立。為適應(yīng)智能制造發(fā)展,工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的新建或改造需滿足扁平化、IP化的有線和無線組網(wǎng)的發(fā)展趨勢,通過強化網(wǎng)絡(luò)安全策略,打破OT和IT的界限,構(gòu)建更適于工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)方案,實現(xiàn)生產(chǎn)、管理、銷售、上下游產(chǎn)業(yè)鏈互聯(lián)互通,各資源數(shù)據(jù)的相互調(diào)度。(1)有線網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線主要提供現(xiàn)場傳感器件到控制器、控制器到執(zhí)行器或控制器與各輸入輸出控制分站間進行數(shù)據(jù)通信的支DeviceNet、ControlNet、CC-Link等?,F(xiàn)場總線技術(shù)普遍存在通信能力低、距離短、抗干擾能力較差等問題??偩€技術(shù)的開放性和兼容性不夠,越來越影響了相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。工業(yè)以太網(wǎng)具有技術(shù)成熟、高度標(biāo)準(zhǔn)化、高帶寬以及低成本等優(yōu)勢,當(dāng)前已獲得廣泛應(yīng)用。但在工廠內(nèi),以太網(wǎng)當(dāng)前主要應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng)的控制層及以上(如PLC與SCADA滿足工業(yè)現(xiàn)場需求,以低成本提供高數(shù)據(jù)速率傳輸,將以太網(wǎng)連接擴展到海量現(xiàn)場設(shè)備。該技術(shù)廣泛適用于傳輸距離百千米、需數(shù)據(jù)線供電的大量工業(yè)場景。時間敏感網(wǎng)絡(luò)(Time-SensitiveNetwork,簡稱TSN)是面向工業(yè)智能化生產(chǎn)的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù),為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境提供了一種即支持高速率、大帶寬的數(shù)據(jù)采集,又兼顧高實時控制信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。通過一個全局時鐘和一個連接各網(wǎng)絡(luò)組件的傳輸調(diào)度器,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的確定性實時通信。未來工有“煙囪式”的網(wǎng)絡(luò)格局。TSN也為大量對時間非常敏感的應(yīng)用,如傳感器數(shù)據(jù)實時上報、音視頻文件傳輸、控制指令下發(fā)等提供了網(wǎng)絡(luò)保證,實現(xiàn)數(shù)據(jù)在確定時限內(nèi)發(fā)送到目標(biāo),以支持工控設(shè)備和應(yīng)用的正常運轉(zhuǎn)。和ITU制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)主要由位于中心站的光線路終端OLT、位于邊緣的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU,以及二者之間光配線網(wǎng)ODN(包括光纖及無源分光器)組成,可以提供多種工業(yè)接口,適應(yīng)各種工業(yè)設(shè)備信息傳送及各種專用系統(tǒng)全光接入場景的要求。通過工業(yè)PON和企業(yè)骨干網(wǎng)絡(luò)對接,將企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)和辦公網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián),從而實現(xiàn)生產(chǎn)線數(shù)據(jù)到工廠/企業(yè)IT系統(tǒng)的可靠有效傳輸。如圖2.5所示。網(wǎng)絡(luò),采用網(wǎng)絡(luò)控制器對工廠內(nèi)有線、無線網(wǎng)絡(luò)資源進行統(tǒng)一管理,以保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量需求,實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源精細(xì)控制、靈活調(diào)整,提升運維效率;提供全面統(tǒng)一的安全認(rèn)證機制,增強對威脅的防護能力,保護企業(yè)的信息安全;對網(wǎng)絡(luò)流量進行全面可視化,提供全路徑故障檢測能力,降低網(wǎng)絡(luò)運維成本;基于統(tǒng)一的策略配置,保障合法用戶在不同邊緣網(wǎng)絡(luò)的無縫接入、一致體驗。工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)由多種協(xié)議的終端設(shè)備、可編程的工業(yè)SDN交換機和集中式的工業(yè)SDN控制器構(gòu)成。終端設(shè)備通過北向接口向工業(yè)SDN控制器提交數(shù)據(jù)的流量特征和傳輸需求,集中式的工業(yè)SDN控制器根據(jù)流量特征和傳輸需求,生成工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則,通過標(biāo)準(zhǔn)化的南向接口下達到工業(yè)SDN交換機中執(zhí)行,如圖2.6所示。(2)無線網(wǎng)絡(luò)工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心,也是工廠內(nèi)作為有線網(wǎng)絡(luò)的重要補充,我國自主研發(fā)的用于工業(yè)過程自動化的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)WIA-PA已成為IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。無線技術(shù)逐步向工業(yè)領(lǐng)域滲透,呈現(xiàn)從信息采集到生產(chǎn)控制,從局部方案到全網(wǎng)方案的發(fā)展趨勢。包括基于WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)的WLAN和基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)的移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)。IndustrialAutomation-FactoryAutomation)是由中科院沈陽自動化所推出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高可靠、超低功耗的智能多跳無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),提供一種自組織、自治愈的智能網(wǎng)絡(luò)路由機制,能夠適合于有距離遠(yuǎn)采樣點多、現(xiàn)場環(huán)境惡劣、臨時性應(yīng)用、運動部件檢測四種有線布放困難、投資大的應(yīng)用場景,為現(xiàn)場生產(chǎn)提供性能可靠、質(zhì)量穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡(luò)?,F(xiàn)場、手持等設(shè)備。支持C/S、P/S、R/S三種端到端透明通信模式,其中C/S通過單播方式傳輸;P/S、R/S通過單播或廣播方式傳輸,實現(xiàn)工廠內(nèi)數(shù)據(jù)采集和無線定位等功能。Wi-Fi定位是利用WLAN網(wǎng)絡(luò)無線信號,基于無線信號強弱實現(xiàn)定位的技術(shù)。定位算法分:傳播模型法和信號強度指紋法。傳播模型法,可實現(xiàn)5-10米定位精度。信號強度指紋法,可實現(xiàn)3-6米定位精度,但需采集大量指紋特當(dāng)室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜多變時,指紋庫維護成本較高。RFID定位是采用射頻識別技術(shù),通過RFID信號識別終端的定位技術(shù)。該定位由閱讀器獲取終端數(shù)據(jù),采用RSSI或者TDOA計算方法,實現(xiàn)終端位置的計算。RFID定位可識通過使用工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA-FA技術(shù),工業(yè)企業(yè)可以降低網(wǎng)絡(luò)投資和使用成本,通過對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實施優(yōu)化控制,實現(xiàn)提高產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)能降耗。主要應(yīng)用于石油、石化、冶金、環(huán)保、污水處理等領(lǐng)域。移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)的4G-LTE、NB-IoT、5G移動通信技術(shù),為工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)提供高帶寬、大連接、低時延移動網(wǎng)絡(luò)連接。4G-LTE網(wǎng)絡(luò)可以提供豐富的無線多媒體通信服務(wù),包括語音、數(shù)據(jù)、視頻等業(yè)務(wù),讓用戶可以在任何時間、任何地點接入到系統(tǒng)中,實現(xiàn)用戶的永遠(yuǎn)在線。NB-IoT網(wǎng)絡(luò)通過對LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)化滿足了物聯(lián)網(wǎng)為了提升小數(shù)據(jù)的傳輸效率,NB-IoT系統(tǒng)對現(xiàn)有LTE處理流程進行了增強,支持兩種優(yōu)化的小數(shù)據(jù)傳輸方案,可以使用控制信令來傳輸IP數(shù)據(jù)或非IP數(shù)據(jù),也可以通過簡化信令過程快速重建連接來傳輸數(shù)據(jù)。l可維護性強:NB-IoT方案網(wǎng)絡(luò)由運營商負(fù)責(zé)運維,對客戶而言系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也相對簡單,整體可靠性l網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣:NB-IoT比GSM提升20dB增益,減少組網(wǎng)設(shè)備數(shù)量,降低設(shè)備成本和人工布設(shè)成本。5G網(wǎng)絡(luò)的主戰(zhàn)場在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,5G的三大特性即靠低時延通信(uRLLC)助力工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程數(shù)字化生產(chǎn)需求,提升工業(yè)企業(yè)柔性制造能力,推動工業(yè)企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型適合于工業(yè)高清視頻、VR、AR應(yīng)用;mMTC可以提供百萬級密度的海量連接,將車間傳感器、總線、車床、儀表等數(shù)據(jù)實時采集、匯總分析并指導(dǎo)生產(chǎn);uRLLC可以滿足工業(yè)企業(yè)不同控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步要求,為工業(yè)遠(yuǎn)程控制提供了技術(shù)條件。采用5G+MEC構(gòu)建工業(yè)企業(yè)專網(wǎng)u數(shù)據(jù)不能出廠區(qū),需要新建MEC實現(xiàn)本地業(yè)務(wù)分流。u核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具備5GNSACU分離架構(gòu)能力,部署本地u對于企業(yè)內(nèi)需要生產(chǎn)數(shù)據(jù)與公眾數(shù)據(jù)隔離的需求,可以通過部署切片進行隔離。虛擬切片解決方案-虛擬切片整體業(yè)務(wù)流u對廠區(qū)客戶定義獨立subPLMN號碼,并單獨批量制u基于核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)CU分離架構(gòu),在園區(qū)建立獨立的本u基于NSA5G基站對廠區(qū)單獨定義獨立小區(qū)。u一個基站內(nèi),為廠區(qū)服務(wù)的小區(qū)用subPLMN,其他資源小區(qū)用公網(wǎng)PLMN,基站和兩個網(wǎng)關(guān)分別建立路由,采用MORAN模式,實現(xiàn)一個基站支持多個PLMN。u不同SIM卡用戶,在不同PLMN小區(qū)接入;業(yè)務(wù)過程中,根據(jù)APN/PLMN/TAC等,AMF/AMF(MME/GW-C)選擇對應(yīng)的UPF/GW-U,實現(xiàn)數(shù)據(jù)分離?;径ㄎ患夹g(shù)是基于4G/5G通信網(wǎng)絡(luò)和移動通信技術(shù),有效提高定位精度的定位技術(shù)。該技術(shù)采用TDOA算法,通過移動通信下行鏈路,實現(xiàn)終端的位置計算?;径ㄎ恢С职霃?-10公里的定位區(qū)域,可實現(xiàn)3米定位精度,特殊場景下支持1米定位精度?;径ㄎ辉从诜涓C通信網(wǎng)絡(luò),在定位基礎(chǔ)上,實現(xiàn)寬帶移動通信與室內(nèi)定位的有效合一,同時支持室外與室內(nèi)無縫覆蓋。2、工廠外網(wǎng)目前中國聯(lián)通專線產(chǎn)品種類較多,除了傳統(tǒng)SDH專線業(yè)務(wù)以外,包括云網(wǎng)一體新業(yè)務(wù)云組網(wǎng)、云專線、云寬帶等,以及2019發(fā)布的工業(yè)企業(yè)三大產(chǎn)品(政企精品網(wǎng)、云聯(lián)網(wǎng)和SD-WAN同類業(yè)務(wù)存在多種接入方式。工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建議結(jié)合各類接入技術(shù)的特點,為工業(yè)企業(yè)客戶提供基于IPv4和IPv6雙棧形式的網(wǎng)絡(luò)接入方式,同時服務(wù)于工業(yè)企業(yè)入實現(xiàn)覆蓋多場景的端到端接入能力。業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中,實現(xiàn)用戶和出廠產(chǎn)品與智能工廠的雙向訪問。目前由于IPv4地址空間不足,需要向IPv6的升級過渡,一是IPv6數(shù)據(jù)服務(wù)平臺網(wǎng)站轉(zhuǎn)換方式,二是IPv6云平臺網(wǎng)站上云方式,三是IPv4&IPv6雙棧改造方式。(2)PeOTN:適用于低時延、剛性管道的專線承載,定位高帶寬、高可靠、高安全、高私密性的專屬智能網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,屬于中國聯(lián)通提供的等級最高的專線產(chǎn)品,目標(biāo)客戶群建議是金融、政府、大型跨國企業(yè)等對安全可靠性要求較高的客屬于傳統(tǒng)的高可靠、高安全、高私密性的專屬網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。(4)工業(yè)企業(yè)智能專網(wǎng)SD-WAN:采用Overlay方式,定位于中小企業(yè)接入,滿足客戶分支一點入云的需求等。(5)M-CPE:采用Overlay方式,面向工業(yè)企業(yè)客戶提供跨域服務(wù),實現(xiàn)點到點、點到多點業(yè)務(wù),滿足快速開通、靈活帶寬調(diào)整。目前國際上現(xiàn)存的總線/工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)量高達40余種。存在工業(yè)企業(yè)采購的工業(yè)設(shè)備企業(yè),自動化控制直接采用私有協(xié)議實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的信息交互,形成了一個個豎井型的業(yè)務(wù)系統(tǒng),數(shù)據(jù)在通系統(tǒng)中可以互通,跨不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通非常困難,隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,工業(yè)企業(yè)對數(shù)據(jù)互通的需求越來越強烈。為了滿足數(shù)據(jù)互通的需求,通過構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)互通方式,即OPCUA、LwM2M、oneM2M,為工業(yè)企業(yè)提供工廠系統(tǒng)中各系統(tǒng)、各單元數(shù)據(jù)的無縫連接和集成。面向工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的OPCUA(統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口模型)是一套安全、可靠且獨立于制造商和平臺,可使不同操作系統(tǒng)和不同制造商的設(shè)備之間可以進行數(shù)據(jù)交互,適用于工業(yè)通訊的數(shù)據(jù)交互規(guī)范。OPCUA的目的是為工廠車間和企業(yè)之間的數(shù)據(jù)和信息傳遞提供一個與平臺無關(guān)的互操作性標(biāo)準(zhǔn)。OPCUA通過地址空間建模以及面向服務(wù)的架構(gòu)為搭建智能工廠提供了解決方案。OPCUA可以促進企業(yè)縱向集成,解決企業(yè)內(nèi)部的信息孤島,滿足信息網(wǎng)絡(luò)與物理設(shè)備之間的連通的需求。OPCUA技術(shù)還正在積極考慮與TSN等技術(shù)進行結(jié)合,提高數(shù)據(jù)互聯(lián)的實時性和可靠性,向現(xiàn)場設(shè)備端延伸。面向輕量級設(shè)備的LightweightM2M是一種輕量級的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理協(xié)議,協(xié)議定義了終端設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺/業(yè)務(wù)應(yīng)用之間的接口標(biāo)準(zhǔn),尤其適合工業(yè)領(lǐng)域的各種計量設(shè)備或儀表。此類設(shè)備通常是資源非常受限的嵌入式終端,無UI,計算能力和網(wǎng)絡(luò)通信能力都有限,而且數(shù)量巨大,種類眾多,尤其需要一種通用的輕量級設(shè)備管理協(xié)議。oneM2M通過定義統(tǒng)一的信息模型,以及不同行業(yè)協(xié)議和信息到oneM2M的映射,實現(xiàn)跨行業(yè)的互通。應(yīng)用可以通過調(diào)用oneM2M提供的公共能力,實現(xiàn)對不同行業(yè)數(shù)據(jù)的訪問、現(xiàn)對周邊相關(guān)跨行業(yè)的數(shù)據(jù)采集和分析,從而通過極大的豐富該行業(yè)可以提供的業(yè)務(wù)多樣性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系類似于互聯(lián)網(wǎng)域名系統(tǒng)(DNS),基于Handle、OID技術(shù)為全球制造業(yè)發(fā)展和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)普及提供關(guān)鍵資源和基礎(chǔ)服務(wù),以及跨國家、跨地域、跨行業(yè)、跨企業(yè)的全球信息互聯(lián)互通能力,是整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的根基,更是中樞神經(jīng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重要組成部分,是設(shè)備、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的關(guān)鍵。對機器和物品進行唯一性的定位和信息查詢,信息得以實現(xiàn)跨企業(yè)、跨行業(yè)、跨地域的共享和使用,企業(yè)得以實現(xiàn)全球供應(yīng)鏈系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)的精準(zhǔn)對接,實現(xiàn)智能化生產(chǎn)、個性化定制、重要產(chǎn)品追溯和產(chǎn)品全生命周期管理。我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系由國際根節(jié)點、國家頂級節(jié)點、二級節(jié)點、企業(yè)節(jié)點、遞歸節(jié)點等要素組成。具體關(guān)OID、GS1國際根節(jié)點OID、GS1國際根節(jié)點…Handle國際根節(jié)點工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)信息系統(tǒng)遞歸解析節(jié)點工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)信息系統(tǒng)遞歸解析節(jié)點國家頂級節(jié)點上海廣州重慶北京上海廣州重慶北京武漢二級節(jié)點二級節(jié)點二級節(jié)點企業(yè)企業(yè)企業(yè)國際根節(jié)點:是指一種標(biāo)識體系管理的最高層級服務(wù)節(jié)點,提供面向全球范圍公共的根層級的標(biāo)識服務(wù),并不限于特定國家或地區(qū),目前我國國家頂級節(jié)點已與國際根節(jié)點進國家頂級節(jié)點:是指一個國家或地區(qū)內(nèi)部最頂級的標(biāo)識服務(wù)節(jié)點,能夠面向全國范圍提供頂級標(biāo)識解析服務(wù),以及標(biāo)識備案、標(biāo)識認(rèn)證等管理能力。國家頂級節(jié)點既要與各種標(biāo)識體系的國際根節(jié)點保持連通,又要對接國內(nèi)的各種二級及以下其他標(biāo)識服務(wù)節(jié)點。二級節(jié)點:是面向特定行業(yè)或者多個行業(yè)提供標(biāo)識服務(wù)的公共節(jié)點。二級節(jié)點既要向上與國家頂級節(jié)點進行節(jié)點認(rèn)證及備案,又要向下為工業(yè)企業(yè)分配標(biāo)識編碼及提供標(biāo)識注冊、標(biāo)識解析、標(biāo)識數(shù)據(jù)服務(wù)等,同時滿足安全性、穩(wěn)定性和擴展性等方面的要求。作為推動標(biāo)識產(chǎn)業(yè)應(yīng)用規(guī)模性發(fā)展的主要抓手,二級節(jié)點是打造有價值的行業(yè)級標(biāo)識應(yīng)用、探索可持續(xù)發(fā)展業(yè)務(wù)模式的關(guān)鍵。企業(yè)節(jié)點:是指一個企業(yè)內(nèi)部的標(biāo)識服務(wù)節(jié)點,能夠面既可以獨立部署,也可以作為企業(yè)信息系統(tǒng)的組成要素。遞歸節(jié)點:是指標(biāo)識解析體系的關(guān)鍵性入口設(shè)施,能夠通過緩存等技術(shù)手段提升整體服務(wù)性能。遞歸節(jié)點可與國家頂級節(jié)點和各種二級節(jié)點對接,豐富終端業(yè)務(wù)應(yīng)用場景,提升終端的業(yè)務(wù)能力,做到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的解析體系的全覆蓋;通過緩存標(biāo)識解析結(jié)果的方式,減少解析過程,降低解析時延至毫秒級,且遞歸單臺設(shè)備支持百萬級QPS的解析能力,兼容多種標(biāo)識編碼技術(shù),解析成功率大于99.9%。此外,標(biāo)識解析服務(wù)的查詢觸發(fā),可以是來自企業(yè)信息系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP等多種不同形式。標(biāo)識分配機構(gòu)指負(fù)責(zé)GS1、Handle、OID、Ecode等標(biāo)識編碼分配的機構(gòu)。(一)二級節(jié)點建設(shè)規(guī)劃二級節(jié)點是面向特定行業(yè)或者多個行業(yè)提供標(biāo)識服務(wù)的公共節(jié)點。二級節(jié)點既要向上與國家頂級節(jié)點對接,又要向下為工業(yè)企業(yè)分配標(biāo)識編碼及提供標(biāo)識注冊、標(biāo)識解析、標(biāo)識數(shù)據(jù)服務(wù)等,同時滿足安全性、穩(wěn)定性和擴展性等方面的要求。作為推動標(biāo)識產(chǎn)業(yè)應(yīng)用規(guī)模性發(fā)展的主要抓手,二級節(jié)點是打造有價值的行業(yè)級標(biāo)識應(yīng)用、探索可持續(xù)發(fā)展業(yè)務(wù)模式的關(guān)鍵。(1)總體框架工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點建設(shè)是一個綜合性的系統(tǒng)工程,涉及標(biāo)識編碼分配和管理、信息系統(tǒng)建設(shè)和運營、標(biāo)識應(yīng)用對接和推廣等工作,整體架構(gòu)可劃分為管理、功能和應(yīng)用三大體系,其中二級節(jié)點行政管理機構(gòu)為省信息通信管理局信息。二級節(jié)點的總體框架如圖2.13所示:應(yīng)用應(yīng)用支撐能力供應(yīng)鏈管理重要產(chǎn)品追溯編碼規(guī)則編碼規(guī)則安全編碼規(guī)則編碼規(guī)則安全保障編碼規(guī)則編碼規(guī)則基礎(chǔ)設(shè)施(計算+存儲+通信)編碼規(guī)則技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)管理規(guī)范運營規(guī)范企業(yè)節(jié)點a.編碼規(guī)則二級節(jié)點需要向標(biāo)識分配機構(gòu)申請,獲取標(biāo)識編碼前綴資源,在此基礎(chǔ)上,為其服務(wù)對象提供標(biāo)識編碼的分配、管理和解析服務(wù)。二級節(jié)點進行下級編碼分配時,應(yīng)遵守國家有關(guān)法律法規(guī)要求以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系總體要求,并符合所在行業(yè)的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等(如所在行業(yè)無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時,應(yīng)積極推動編碼規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)的制定)。b.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為統(tǒng)一行業(yè)共識、簡化集成復(fù)雜度、加快標(biāo)識解析推廣應(yīng)用,二級節(jié)點應(yīng)在符合國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系總體要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,結(jié)合本行業(yè)的特色和實際需求,研制相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),例如面向特定行業(yè)的供應(yīng)鏈管理、重要產(chǎn)品追溯、產(chǎn)品全生命周期管理等應(yīng)用的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識編碼規(guī)范、面向特定行業(yè)原有應(yīng)用的標(biāo)識體系與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識體系的兼容與關(guān)聯(lián),面向特定行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點接入要求、面向特定行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點接口規(guī)范、面向特定行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識數(shù)據(jù)模型c.管理規(guī)范二級節(jié)點應(yīng)參照政府主管部門工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系的相關(guān)管理規(guī)范(如主管部門實施許可管理或有明確資質(zhì)要求時,則應(yīng)取得相應(yīng)的許可和具備必要的資質(zhì)對申請標(biāo)識的客戶進行身份核驗,對所獲取標(biāo)識前綴的使用、二級節(jié)點系統(tǒng)本身進行規(guī)范化管理,建立必要的流程、機制和制度,并指導(dǎo)下級編碼使用者遵守管理規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時建立業(yè)務(wù)與運營月報制度,及時向國家頂級節(jié)點同步相關(guān)情況。d.運營規(guī)范二級節(jié)點應(yīng)具備與標(biāo)識運營管理相匹配的技術(shù)能力和其他所需條件,保證持續(xù)投入,保障解析服務(wù)的安全穩(wěn)定運行,與行業(yè)主管部門和國家頂級節(jié)點保持常態(tài)化聯(lián)系。例如,建立運維管理規(guī)范,保障服務(wù)可用性和準(zhǔn)確性,建立信息安全管理、系統(tǒng)變更等方面的管理制度,按時進行安全及業(yè)務(wù)審計;建立業(yè)務(wù)管理規(guī)范,明確標(biāo)識申請、標(biāo)識分配、業(yè)務(wù)系統(tǒng)對接等業(yè)務(wù)流程和要求;建立和國家頂級節(jié)點的協(xié)同應(yīng)急處置流程,在出現(xiàn)受攻擊等行為時可協(xié)同處置。從功能視角出發(fā),二級節(jié)點主要由五部分組成,包括標(biāo)識注冊、標(biāo)識解析、業(yè)務(wù)管理、數(shù)據(jù)管理和安全保障。a.標(biāo)識注冊標(biāo)識注冊主要是指針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識編碼的規(guī)劃、申標(biāo)識分配使用情況的信息收集以及標(biāo)識關(guān)聯(lián)信息的采集等功能。此外,標(biāo)識注冊還可以提供企業(yè)標(biāo)識前綴、產(chǎn)品和設(shè)備標(biāo)識的注冊變更、刪除、實名審核、數(shù)據(jù)查詢、運營統(tǒng)計等服務(wù)功能。b.標(biāo)識解析二級節(jié)點的標(biāo)識解析功能主要是為其分配的標(biāo)識提供公共解析服務(wù)。對于由二級節(jié)點自身分配的標(biāo)識編碼,二級節(jié)點負(fù)責(zé)對其進行唯一性定位和標(biāo)識基礎(chǔ)應(yīng)用信息查詢。c.業(yè)務(wù)管理業(yè)務(wù)管理主要是指工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識注冊和標(biāo)識解析相關(guān)的用戶管理、計費管理、審核等功能。其中,用戶管理包括平臺管理員、企業(yè)用戶和審核員;計費管理主要用于對標(biāo)識注冊、解析過程中產(chǎn)生的費用進行記錄和結(jié)算;審核主要為確保企業(yè)注冊標(biāo)識的有效性,即該標(biāo)識對應(yīng)的產(chǎn)品、設(shè)備是否真實存在,需要對標(biāo)識進行審核。d.數(shù)據(jù)管理標(biāo)識數(shù)據(jù)管理是指二級節(jié)點對自身的標(biāo)識編碼屬性信息、標(biāo)識注冊信息、標(biāo)識分配信息、標(biāo)識解析日志等數(shù)據(jù)進行管理的功能。此外,二級節(jié)點的標(biāo)識數(shù)據(jù)管理還包括圍繞標(biāo)識業(yè)務(wù)標(biāo)識數(shù)據(jù)管理開展的標(biāo)識應(yīng)用數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)挖掘等管理。e.安全保障安全保障是指保障標(biāo)識解析二級節(jié)點的安全、穩(wěn)定、高效運行。安全保障建設(shè)主要內(nèi)容包括自身防護能力建設(shè)、安全能力建設(shè)兩個方面。其中自身防護能力建設(shè)主要針對二級節(jié)點自身部署安全防護措施,提升防護能力,主要包括標(biāo)識查詢與解析節(jié)點身份可信認(rèn)證、解析資源訪問控制、解析過程完整性保護、解析系統(tǒng)健壯性增強等方面;安全能力建設(shè)主要包括建設(shè)企業(yè)安全防護、安全監(jiān)測、安全審計、安全處置技術(shù)能力,具備體系化安全管理技術(shù)手段,具備向頂級節(jié)點和相關(guān)系統(tǒng)提供安全協(xié)同技術(shù)接口?;跇?biāo)識解析二級節(jié)點可以構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,不僅包括供應(yīng)鏈管理、全生命周期管理、產(chǎn)品追溯等典型應(yīng)用,也可與智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、規(guī)?;ㄖ?、服務(wù)化延伸等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式結(jié)合,通過對工業(yè)領(lǐng)域的人、機、物進行唯一身份標(biāo)識和解析,可以實現(xiàn)信息采集、信息關(guān)聯(lián)、信息共享。推動行業(yè)標(biāo)識應(yīng)用朝著規(guī)范化和規(guī)?;姆较虬l(fā)展,支撐萬物互聯(lián)和信息共享是二級節(jié)點的重要使命。與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺協(xié)同推進。二級節(jié)點建設(shè)可依托已有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的行業(yè)龍頭或領(lǐng)軍企業(yè),通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的行業(yè)應(yīng)用和二級節(jié)點的標(biāo)識解析深度整合,提升平臺互聯(lián)互通能力,催生新的應(yīng)用模式,同時,也可依托平臺快速推廣標(biāo)識應(yīng)用。基于已有標(biāo)識應(yīng)用擴展服務(wù)。目前很多企業(yè)內(nèi)部已經(jīng)開展了一些標(biāo)識應(yīng)用探索,如產(chǎn)品追溯、供應(yīng)鏈管理和全生命周期管理等,但呈現(xiàn)體量小、應(yīng)用分散、行業(yè)集中度不高、服務(wù)不夠規(guī)范等問題,缺乏與公共標(biāo)識解析體系的對接。通過發(fā)展二級節(jié)點,在規(guī)范化基礎(chǔ)上,可以形成應(yīng)用支撐能力,以應(yīng)用支撐能力為基礎(chǔ),打造多元化標(biāo)識應(yīng)用,從而實現(xiàn)標(biāo)識應(yīng)用和解決方案的快速推廣。探索信息共享需求創(chuàng)新應(yīng)用。利用標(biāo)識對機器和物品進行唯一性的定位和信息查詢,從而實現(xiàn)供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品全生命周期管理等各種智能化服務(wù),是很多企業(yè)或行業(yè)的共性需求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析這一基礎(chǔ)設(shè)施的出現(xiàn),為解決行業(yè)需求開展標(biāo)識應(yīng)用創(chuàng)新提供了基礎(chǔ)和支撐。二級節(jié)點在推廣標(biāo)識應(yīng)用的過程中,可以深挖標(biāo)識應(yīng)用場景和需求,研發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用和解決方案。(5)接口規(guī)范描述二級節(jié)點需要遵照我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系的體系架構(gòu)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來構(gòu)建。二級節(jié)點與國家頂級節(jié)點開展數(shù)據(jù)同步,其意義和作用主要體現(xiàn)在三個方面。一是保持互聯(lián)互通,通過將二級節(jié)點指向性信息同步至國家頂級節(jié)點,才能保證標(biāo)識解析查詢經(jīng)過國家頂級節(jié)點后能夠定位到正確的二級節(jié)點,從而形成統(tǒng)一的標(biāo)識解析網(wǎng)絡(luò),否則二級節(jié)點級節(jié)點全部注冊數(shù)據(jù)同步至國家頂級節(jié)點,便于政府主管部門了解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識分配情況,包括應(yīng)用在哪些領(lǐng)域、哪些地區(qū)、哪些主體等,可以在必要情況下加強監(jiān)管。三是保障業(yè)務(wù)穩(wěn)定,通過將二級節(jié)點全部注冊數(shù)據(jù)和解析數(shù)據(jù)同步至國家頂級節(jié)點,確保二級節(jié)點的業(yè)務(wù)連續(xù)性。借鑒互聯(lián)網(wǎng)DNS系統(tǒng)的運營經(jīng)驗,不應(yīng)該受二級節(jié)點運營服務(wù)機構(gòu)自身關(guān)閉等問題導(dǎo)致所連接企業(yè)丟失標(biāo)識解析數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù),在必要情況下,應(yīng)有國家頂級節(jié)點依托同步的注冊數(shù)據(jù)和解析數(shù)據(jù)來提供托管服務(wù)。此外,二級節(jié)點對外提供解析公共查詢接口服務(wù),原則上對于滿足我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、體系架構(gòu)的解析請求,二級節(jié)點都應(yīng)能夠提供解析查詢響應(yīng)。(二)聯(lián)通建設(shè)二級節(jié)點工作思路黑龍江聯(lián)通依托自身產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢,積極配合省通信管理局、省工信廳,依據(jù)信通院制定的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點建設(shè)導(dǎo)則,聯(lián)合中國一重、哈藥集團、建龍西鋼、九三集團、恒豐紙業(yè)、飛鶴乳業(yè)等龍頭企業(yè),參與黑龍江省通用標(biāo)識解析二級節(jié)點平臺的建設(shè)工作,以打造我省在裝備制造、農(nóng)產(chǎn)品深加工、醫(yī)藥、乳制品等垂直行業(yè)領(lǐng)域的全國領(lǐng)導(dǎo)者地位。(一)邊緣計算在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的位置工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)早期的架構(gòu),一般考慮云平臺統(tǒng)一部署,對現(xiàn)場設(shè)備和機器都進行集中控制。但由于工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω呖煽俊⒌蜁r延、確定性以及業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)安全性等的實際需求,當(dāng)前又呈現(xiàn)計算能力向邊緣分布的發(fā)展趨勢。未來的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中,業(yè)務(wù)不僅僅只部署于云端,在工業(yè)現(xiàn)場和云端均有部署變?yōu)榭赡?。工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備和機器,在網(wǎng)絡(luò)邊緣產(chǎn)生大量的上行數(shù)據(jù),處于網(wǎng)絡(luò)靠近工業(yè)現(xiàn)場的邊緣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,就要具備開放的數(shù)據(jù)處理能力,以及靈活的業(yè)務(wù)承載轉(zhuǎn)發(fā)能力。如圖2.14所示,工業(yè)現(xiàn)場中的邊緣計算所是工廠設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的第一個節(jié)點。邊緣計算的載體設(shè)備可以是工業(yè)控制器、傳感器、邊緣計算網(wǎng)關(guān)、邊緣云和智能生產(chǎn)裝備等各類設(shè)備,其應(yīng)用場景也不限于制造業(yè),而是可以廣泛應(yīng)用于采礦、物流、能源、零售等各大垂直行業(yè)中。將業(yè)務(wù)部署到工業(yè)現(xiàn)場中的邊緣設(shè)備,有助于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時處理,以及從現(xiàn)場設(shè)備節(jié)點到云端中心控制節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)端到端的保障。移動網(wǎng)邊緣計算MEC,為工業(yè)企業(yè)提供基于5G網(wǎng)絡(luò)的IT服務(wù)環(huán)境以及云計算能力,更進一步減小網(wǎng)絡(luò)時延,提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)效率,滿足工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)區(qū)域?qū)W(wǎng)絡(luò)的低時延、安全隔離、現(xiàn)場服務(wù)等要求。MEC的部署位置,即可與宏基站或者廠區(qū)室內(nèi)站共址,避免繞經(jīng)廣域網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)工廠網(wǎng)絡(luò)和計算服務(wù)不出廠。(二)邊緣計算與網(wǎng)絡(luò)連接的關(guān)系1、垂直行業(yè)現(xiàn)場的邊緣計算邊緣計算構(gòu)建豐富多樣的工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接能力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的邊緣側(cè),面向海量異構(gòu)的工業(yè)設(shè)備、終端設(shè)備接入:這些網(wǎng)絡(luò)大部分情況下采用不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,支持需求各異的功能或應(yīng)用;同時由于場景不同,設(shè)備終端可能通過多種不同形態(tài)的物理接口接入網(wǎng)絡(luò)。邊緣計算通過提供強大的通信、計算和存儲能力,在保障工業(yè)現(xiàn)場各異的物理接入的同時,可以實現(xiàn)靈活的協(xié)議轉(zhuǎn)換和互通,從而提供豐富多樣的現(xiàn)場接入能力,為用戶提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接邊緣計算使能低時延網(wǎng)絡(luò)連接。邊緣計算能夠為網(wǎng)絡(luò)連接提供超低時延和確定性時延的承載能力。工業(yè)現(xiàn)場業(yè)務(wù)往往對網(wǎng)絡(luò)實時性要求非常高,部分檢測和控制場景要求毫秒級甚至微秒級時延。如果檢測和控制邏輯都置于云端,則不邊緣設(shè)備進行快速、短周期的數(shù)據(jù)分析和輕量級的計算顯得尤為重要。邊緣計算得益于其部署位置和業(yè)務(wù)處理能力,能夠更好地支撐本地業(yè)務(wù)的智能化處理與執(zhí)行,以支持業(yè)務(wù)的低時延轉(zhuǎn)發(fā),保證工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)時延指標(biāo)滿足業(yè)務(wù)要求。邊緣計算提供網(wǎng)絡(luò)切片的接入能力。很多工業(yè)場景,需要網(wǎng)絡(luò)能夠提供定制化的、獨立的網(wǎng)絡(luò)能力,以滿足用戶諸如低時延、高帶寬、海量連接和高安全性等不同需求。切片將網(wǎng)絡(luò)存儲、計算和連接等資源分割成多個獨立而又隔離的網(wǎng)絡(luò)平面,為差異化的業(yè)務(wù)實現(xiàn)定制化的服務(wù)。處于工業(yè)現(xiàn)場的邊緣計算節(jié)點,可以把工業(yè)內(nèi)網(wǎng)中需要連接外網(wǎng)的業(yè)務(wù)進行標(biāo)識和分類,與不同的外網(wǎng)切片進行映射,為差異化的業(yè)務(wù)實現(xiàn)定制化的切片服務(wù)。與網(wǎng)絡(luò)切片結(jié)合,邊緣計算既能夠充分發(fā)揮其高實時性、安全性等優(yōu)勢,又可以借助網(wǎng)絡(luò)切片的專用資源,為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供端到端的網(wǎng)絡(luò)連接和業(yè)2、移動邊緣計算移動邊緣計算MEC,為工業(yè)企業(yè)提供了云端服務(wù)外的另一種近端服務(wù),通過該連接形態(tài),公眾網(wǎng)絡(luò)運營商可以對企業(yè)提供如下三種服務(wù):u低時延專網(wǎng)保障服務(wù):在未來5G網(wǎng)絡(luò)中,空口性能大到端低時延安全隔離的專網(wǎng)保障服務(wù);u數(shù)據(jù)本地分流服務(wù):即工業(yè)現(xiàn)場制造設(shè)備上采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)直接傳遞到企業(yè)本地平臺,由企業(yè)實現(xiàn)就近邏輯處理或者工業(yè)數(shù)據(jù)的集中解析、適配、存儲和策略制定,并能夠在毫秒級時延內(nèi)反饋給執(zhí)行系統(tǒng),實現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場閉環(huán)控制等;u現(xiàn)場高帶寬的監(jiān)控和分析服務(wù):即在工業(yè)現(xiàn)場為生產(chǎn)設(shè)備提供近端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的同時,也可以為廠區(qū)內(nèi)基于AR現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控、視頻監(jiān)控等提供高帶寬服務(wù)。移動網(wǎng)MEC適合應(yīng)用于具有較高計算需求、安全隔離需求以及工業(yè)現(xiàn)場服務(wù)需求的場景,其在工業(yè)領(lǐng)域典型的應(yīng)用場景如:碼頭自動化調(diào)度、倉儲自動化、工廠終端和平臺高密度協(xié)同、智慧園區(qū)管理等。2.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系2.3.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺總體介紹近一年多以來,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)深化,平進。對于黑龍江聯(lián)通建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為廣大工業(yè)企業(yè)提供云平臺服務(wù)的同時,逐步走向平臺運營。基于IT技術(shù)的平臺架構(gòu)與應(yīng)用開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新、以及通過數(shù)據(jù)模型、機理模型、業(yè)務(wù)模型的沉淀和場景化的數(shù)據(jù)挖掘開發(fā),所帶來的平臺服務(wù)功能提升,成為平臺建設(shè)的發(fā)展主線。一方面,容器、微服務(wù)與應(yīng)用開發(fā)技術(shù)不斷提升平臺的資源利用效率,推動功能解耦與復(fù)用,加速應(yīng)用開發(fā)與創(chuàng)新;另一方面,各類模型的沉淀、面向工業(yè)特點的數(shù)據(jù)管理和分析、以及平臺功能向工業(yè)現(xiàn)場的不斷下沉,持續(xù)提升平臺服務(wù)能力。2.3.2聯(lián)通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)規(guī)劃黑龍江聯(lián)通建設(shè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,不但要為政府提供經(jīng)濟運行數(shù)據(jù)分析,而且還要面向廣大工業(yè)企業(yè)提供“數(shù)字化”轉(zhuǎn)型賦能,推動企業(yè)運營能力提升、管理模式創(chuàng)新。黑龍江聯(lián)通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺建設(shè),將與國內(nèi)領(lǐng)先的工業(yè)互聯(lián)應(yīng)用開發(fā)、金融服務(wù)等各類服務(wù)。支持高端制造、農(nóng)產(chǎn)品加工、礦業(yè)、鋼鐵、石油石化等龍頭企業(yè)建設(shè)行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,助推黑龍江工業(yè)強省戰(zhàn)略。基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全三個方面,平臺功能建設(shè)工作可以從邊緣層、基礎(chǔ)設(shè)施層、服務(wù)層、應(yīng)用層4個層級(如圖2.16)著手建設(shè)。u邊緣層:通過大范圍、深層次的數(shù)據(jù)采集,以及異構(gòu)數(shù)據(jù)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與邊緣處理,構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。一是通過各類通信手段接入不同設(shè)備、系統(tǒng)和產(chǎn)品,采集海量數(shù)據(jù);二是依托數(shù)據(jù)互通能力實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的歸一化和邊緣集成;三是利用邊緣計算設(shè)備實現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的匯聚處理,并實現(xiàn)數(shù)據(jù)向云端平臺的集成。u基礎(chǔ)設(shè)施層:設(shè)備接入是基于工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)總線等工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò),以太網(wǎng)、光纖等網(wǎng)絡(luò)技術(shù),3G/4G/5G、NB-IOT等有線、無線接入技術(shù)將工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備接入到平臺及u服務(wù)層:解決工業(yè)數(shù)據(jù)處理和知識積累沉淀問題,形成開發(fā)環(huán)境,實現(xiàn)工業(yè)知識的封裝和復(fù)用,工業(yè)大數(shù)據(jù)建模和分析形成智能,促進工業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新開發(fā)。u應(yīng)用層:一方面解決工業(yè)實踐和創(chuàng)新問題,通過工業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)、管理等環(huán)節(jié)價值提升,借助開發(fā)社區(qū)等工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新方式塑造良好的開放、開源的創(chuàng)新環(huán)境,推動基于平臺的工業(yè)APP創(chuàng)新。另一方面通過重要企業(yè)數(shù)據(jù)匯集,借助平臺工業(yè)大數(shù)據(jù)能力將政府關(guān)注數(shù)據(jù)進行整合、分析,以圖表的直觀形式將管理數(shù)據(jù)展現(xiàn)至政府管理系統(tǒng)應(yīng)用中。平臺通用使能技術(shù)、工業(yè)數(shù)據(jù)建模和分析技術(shù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)計算技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)和微服務(wù)技術(shù)、平臺安全技術(shù)共同構(gòu)成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的技術(shù)體系,并且分為三個層次(如圖邊緣數(shù)據(jù)集成處理、通用平臺二次開發(fā)、工業(yè)機理與大數(shù)據(jù)融合、工業(yè)微服務(wù)組件調(diào)用。(一)PaaS(平臺即服務(wù))層:實現(xiàn)了云端部署、集成與應(yīng)用,滿足企業(yè)分布式管理和遠(yuǎn)程協(xié)作的需要。另外PaaS層提供應(yīng)用管理及微服務(wù)管理測試、發(fā)布軟件能夠更加地快捷、頻繁和可靠,支持應(yīng)用全生命周期管理服務(wù)。PaaS(平臺即服務(wù))層分為I-PaaS(集提供一個安全、靈活的環(huán)境,可以快速構(gòu)建應(yīng)用程序、開發(fā)應(yīng)用程序擴展、創(chuàng)建企業(yè)門戶或部署現(xiàn)成的可定制庫應(yīng)用程序。開發(fā)者平臺,支持工業(yè)微服務(wù)調(diào)用能力,具備豐富的開發(fā)工具、應(yīng)用框架和組件,以便開發(fā)者能夠快速開發(fā)和部署應(yīng)用。提供的服務(wù)開發(fā)能力為:快速界面布局、代碼生成、前端開發(fā)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化組件樣例、界面模板、服務(wù)開發(fā)模板、服務(wù)框架規(guī)范、服務(wù)注冊插件、業(yè)務(wù)服務(wù)等。是一個基于云的平臺,連接云內(nèi)或內(nèi)部的各種應(yīng)用程序、系統(tǒng)和技術(shù)。它允許部署和維護集成流,而不需要在組織內(nèi)部或組織與第三方軟件之間使用硬件或中間件??纱龠M開發(fā)、執(zhí)行和集成流治理同任何本地以及基于云的流程、服務(wù)、應(yīng)用和數(shù)據(jù)連接的服務(wù)。同時提供OpenAPI(開放接口與下層進行數(shù)據(jù)連接,也可與應(yīng)用層接入,提供數(shù)據(jù)展示。起到數(shù)據(jù)承上啟下的疏導(dǎo)作用。(二)IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))層:對所有設(shè)施的利用,包括處理、存儲、網(wǎng)絡(luò)、租戶、容包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。消費者不管理或控制任何云計算基礎(chǔ)設(shè)施,但能控制操作系統(tǒng)的選擇、儲存空間、部署的應(yīng)用,也有可能獲得有限制的網(wǎng)絡(luò)組件(例如,防火墻,負(fù)載均衡器等)的控制。支持接入各種終端設(shè)備,用戶可以在設(shè)備上通過客戶端其中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)PaaS云平臺是支持分布式計算、分布式存儲和多租戶共享技術(shù)的云架構(gòu)彈性基礎(chǔ)平臺,是連接應(yīng)用開發(fā)者和最終使用者的生態(tài)平臺,是支持開發(fā)人員快速開發(fā)云應(yīng)用、云化和自主部署傳統(tǒng)應(yīng)用的開發(fā)平臺,是具備資源調(diào)度、開發(fā)工具、運維監(jiān)控、運營管理和安全管理的能力支撐平臺,其主要提供的服務(wù)能力包括(如圖2.18平臺支持單租戶和多租戶服務(wù)方式,并提供多種接入云化方式,包括組件化接入、系統(tǒng)整體接入、遠(yuǎn)程SaaS接入、docker容器接入等。u平臺應(yīng)用APP開發(fā)能力:平臺提供的“開發(fā)者中心”具備豐富的開發(fā)工具、包括開源和定制的應(yīng)用框架和組件,支持開發(fā)者能夠快速開發(fā)和管理應(yīng)用,包括可視化流程建模工具、報表設(shè)計工具、表單工具、部署工具、客服工具等。u平臺運營及運維監(jiān)控能力:運維監(jiān)控管理包括云平臺及其SaaS應(yīng)用正常運行保障功能,包括操作系統(tǒng)監(jiān)控、內(nèi)存監(jiān)控、磁盤監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫監(jiān)控、中間件監(jiān)控、PaaS平臺監(jiān)控、租戶系統(tǒng)監(jiān)控、異常監(jiān)控等;運營管理包括參數(shù)配置、計費管理、帳套管理、用戶分析、租戶管理、合同管理等,這些監(jiān)控和管理運用短信、微信、系統(tǒng)消息等方式與平臺管理人員進行交互。u支持金融服務(wù)能力:為支持工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)運營中金融服務(wù)的要求,平臺應(yīng)該具有對接金融服務(wù)系統(tǒng)平臺能力,獲得金融服務(wù)以滿足工業(yè)企業(yè)對金融服務(wù)中涉及風(fēng)險投資、銀行信貸、資產(chǎn)評估、資產(chǎn)抵押、金融合同等各類服務(wù)。2.3.3平臺通用能力介紹工業(yè)大數(shù)據(jù)能力是基于工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊獲得設(shè)備運行數(shù)據(jù)、運營管理數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)等信息,通過大數(shù)據(jù)技術(shù)提供分析、管理、預(yù)測等數(shù)據(jù)服務(wù)。工業(yè)大數(shù)據(jù)是指在工業(yè)計劃、研發(fā)、設(shè)計、工藝、制造、采購、供應(yīng)、庫存、售后服務(wù)、運維等整個產(chǎn)品全生命周期中,所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)的總稱。系統(tǒng)以工業(yè)數(shù)據(jù)為核心價值,以平臺計算能力為提升數(shù)據(jù)價值手段,極大延展了傳統(tǒng)工業(yè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景,在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中大數(shù)據(jù)系統(tǒng)服務(wù)能力,以“模型+深度數(shù)據(jù)質(zhì)量管控、預(yù)測維護、工藝調(diào)優(yōu)等領(lǐng)域發(fā)揮了顯著的經(jīng)濟效工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)(圖2.19)以工業(yè)大數(shù)據(jù)的全生命周期為脈絡(luò),系統(tǒng)劃分為平臺和工具域、應(yīng)用和服務(wù)域。平臺和工具域主要面向工業(yè)大數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)規(guī)劃、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析等關(guān)鍵技術(shù),提供多源、異構(gòu)、高通量、強機理的工業(yè)大數(shù)據(jù)核心技術(shù)支撐;應(yīng)用和服務(wù)域則基于平臺域提供的技術(shù)支撐,面向智能化設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、智能化生產(chǎn)、智能化服務(wù)、個性化定制等場景,通過可視化、應(yīng)用開發(fā)等方式,滿足用戶應(yīng)用和服務(wù)需求,形成價值變現(xiàn)。工業(yè)大數(shù)據(jù)可以為工業(yè)數(shù)據(jù)采集及其他來源的工業(yè)數(shù)據(jù)進行采集、存儲、清洗、管理、分析、挖掘和表現(xiàn)等處理的平臺,同時提供大數(shù)據(jù)的應(yīng)用托管、系統(tǒng)集成等服務(wù)和可視化能力,平臺具備安全、可彈性伸縮、高可用、性價比高等特性。工業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)可提供管理物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)、應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和用戶行為運維數(shù)據(jù)等服務(wù),同時提供了數(shù)據(jù)分析算法管理框架、機理模型微服務(wù)管理及編排框架、可視化BI定義工具等。提供離線數(shù)據(jù)分析、實時數(shù)據(jù)/流數(shù)據(jù)分析能力,可以結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,基于已知工業(yè)機理構(gòu)建各類模型,實現(xiàn)融合應(yīng)用場景。工業(yè)大數(shù)據(jù)管理能力包含數(shù)據(jù)采集與交換、數(shù)據(jù)預(yù)處理與存儲、數(shù)據(jù)工程與數(shù)據(jù)建模四部分。工業(yè)大數(shù)據(jù)分析能力涵蓋支持離線批量計算和在線實時計算的分布式分析框架,以及工業(yè)領(lǐng)域分析會使用到的各類分析算法庫。工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)包括數(shù)據(jù)可視化和數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)技術(shù),綜合原始數(shù)據(jù)、加工數(shù)據(jù)和分析結(jié)果數(shù)據(jù),通過可視化技術(shù),將多來源、多維度數(shù)據(jù)以直觀簡潔的方式展示出來,易于用戶理解分析,提供決策效率。通過提供可視化展示、故障告警、預(yù)測分析的能力,極大延展了傳統(tǒng)工業(yè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍,為企業(yè)生產(chǎn)運營,數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供賦能。工業(yè)數(shù)據(jù)采集是利用泛在感知技術(shù)對多源設(shè)備、異構(gòu)系統(tǒng)、運營環(huán)境、人為等要素信息進行實時高效采集和云端匯聚。通過數(shù)據(jù)和通信網(wǎng)絡(luò)接入不同設(shè)備、系統(tǒng)和產(chǎn)品,采集大范圍、深層次的工業(yè)數(shù)據(jù)以及異構(gòu)數(shù)據(jù)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與邊緣處理,構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),工業(yè)數(shù)據(jù)采集技術(shù)架構(gòu)包括設(shè)備接入、協(xié)議轉(zhuǎn)換、邊緣數(shù)據(jù)處理,向下接入設(shè)備或智能產(chǎn)品,向上與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺/工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)進行對接進行數(shù)據(jù)分析、處理(如圖2.20)。u設(shè)備接入:通過工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)總線、聯(lián)通5G、NB-IoT等各類有線和無線通信技術(shù),接入各種工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備、智能產(chǎn)品/裝備,采集工業(yè)數(shù)據(jù)。u協(xié)議轉(zhuǎn)換:一方面運用協(xié)議解析與轉(zhuǎn)換、中間件等技術(shù)兼容各類工業(yè)通信協(xié)議,實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和統(tǒng)一;另一方面利用HTTP、MQTT等方式將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫藬?shù)據(jù)應(yīng)用分析系統(tǒng)或數(shù)據(jù)聚合平臺。u邊緣數(shù)據(jù)處理:基于高性能計算、實時操作系統(tǒng)、邊緣分析算法等技術(shù)支撐,在靠近設(shè)備或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)進行數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲應(yīng)用。并將處理后的數(shù)據(jù)通過開放式API傳輸至工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺/工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。2.3.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)構(gòu)想工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺現(xiàn)階段以專業(yè)服務(wù)、功能訂閱為最主要商業(yè)模式。專業(yè)服務(wù)即建設(shè)企業(yè)專有平臺是主要盈利手段,基于云平臺的系統(tǒng)集成是最主要服務(wù)方式。絕大部分與設(shè)備管理、能耗優(yōu)化、質(zhì)量提升相關(guān)的大數(shù)據(jù)分析平臺都以這種方式提供服務(wù)。功能訂閱即平臺IaaS資源訂購、PaaS功能組件訂購、以及SaaS工業(yè)軟件服務(wù)訂購,是現(xiàn)階段平臺盈利的重要補充,未來有可能成為平臺商業(yè)模式的核心。云服務(wù)平臺和通用PaaS平臺以訂閱模式為主,由資源訂閱逐步步發(fā)展關(guān)鍵在于豐富平臺的功能組件,并提供組件復(fù)用訂閱黑龍江聯(lián)通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)面向服務(wù)對象,將規(guī)劃為4個平臺:面向政府的公共服務(wù)平臺;面向工業(yè)企業(yè)的公有云平臺;面向規(guī)上企業(yè)的私有云平臺;提供工業(yè)企業(yè)的金融服務(wù)平臺:(一)面向政府的公共服務(wù)平臺公共服務(wù)平臺匯集重點企業(yè)數(shù)據(jù),搭建工業(yè)運行監(jiān)測系統(tǒng),推進省、市級經(jīng)濟運營數(shù)據(jù)庫橫向整合,省、市、縣數(shù)據(jù)縱向整合,為管理部門提供便捷的管理服務(wù)系統(tǒng),為領(lǐng)導(dǎo)決策提供及時、準(zhǔn)確、直觀的信息支撐。平臺主要包括4大部分(如圖2.21)u經(jīng)濟運行數(shù)據(jù)采集:通過采集和整合企業(yè)填報、統(tǒng)計局、其他相關(guān)業(yè)務(wù)處室經(jīng)濟運行數(shù)據(jù),形成市經(jīng)濟運行數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)庫,逐步實現(xiàn)“省、市、企業(yè)”三級串聯(lián)、雙向互動、交叉共享的實時數(shù)據(jù)平臺。u數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析:對各部門和企業(yè)報送的項目及資金申報等數(shù)據(jù)進行匯總歸檔,建立經(jīng)濟運行監(jiān)測分析模型庫,實現(xiàn)對行業(yè)、重點監(jiān)測企業(yè)的經(jīng)濟運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,預(yù)測工業(yè)經(jīng)濟走勢。u工業(yè)云圖:工業(yè)云圖可多維度、多粒度的對工業(yè)企業(yè)進行綜合分析、可視化展示,構(gòu)建政府工業(yè)態(tài)勢感知能力。u信息上報:包括企業(yè)數(shù)據(jù)上報、各園區(qū)運行情況上報等多個模塊。各企業(yè)報送重點產(chǎn)品產(chǎn)能、產(chǎn)量、庫存、平均價格及訂單、出口、用電、產(chǎn)值等各項指標(biāo)。(二)面向工業(yè)企業(yè)的公有云平臺中小企業(yè)上云已經(jīng)是創(chuàng)新發(fā)展的趨勢,可激發(fā)企業(yè)創(chuàng)新、助力業(yè)績增長、擴大企業(yè)發(fā)展規(guī)模。但是每個企業(yè)自建云平臺,需要投資機房、設(shè)備、軟件等資源,建設(shè)時間長,短期不見成效,運維成本高,需要投入大量人力成本進行運維,給企業(yè)造成很大的成本投入和運營支出。中小企業(yè)創(chuàng)新和數(shù)字化轉(zhuǎn)型所面臨的困難,可以通過使用公有云解決。公有云可直接向企業(yè)提供互聯(lián)網(wǎng)IT基礎(chǔ)服務(wù),企業(yè)無需投入資金購買設(shè)備和運維成本支出。企業(yè)投入較少的資金就可以獲得公有云豐富的資源,以及專業(yè)的運維服務(wù)。公有云具備海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析、應(yīng)用體系,以及整合行業(yè)企業(yè),產(chǎn)能共享服務(wù)的能力,對企業(yè)需求、供給、生產(chǎn)過程、倉儲、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)賦能,促進中小企業(yè)協(xié)同設(shè)計、供需交易、原料采集、數(shù)字工廠、生產(chǎn)委辦、產(chǎn)能共(三)面向規(guī)上企業(yè)的私有云平臺如今,公有云和私有云逐漸被廣泛地應(yīng)用于企業(yè),中小企業(yè)一般選取公有云作為日常業(yè)務(wù)處理與數(shù)據(jù)存儲平臺,一些規(guī)上企業(yè)對數(shù)據(jù)安全要求比較高,因此建設(shè)私有云,可在滿足安全合規(guī)要求的同時、實現(xiàn)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心云化、提高資源利用率和可管理性、企業(yè)應(yīng)用的云化。企業(yè)擁有基礎(chǔ)設(shè)施,并可以控制在此基礎(chǔ)設(shè)施上部署應(yīng)用程序的方式。更重要的是,很多企業(yè)已經(jīng)建立了較為完善的硬件設(shè)施,只要進行必要的升級和改造,這些硬件資源是可以在私有云的建設(shè)中被充分利用起來的。此外,在云計算環(huán)境下服務(wù)器的利用率的提高將極大的改善數(shù)據(jù)中心的工作效能,更靈活的應(yīng)用部署也帶來了管理效能的提升。針對產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié),設(shè)計個性化、標(biāo)準(zhǔn)化的金融服務(wù)產(chǎn)品及體系(如圖2.23為整個產(chǎn)業(yè)鏈上的所有企業(yè)提供金融綜合解決方案,并結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”理念,讓互聯(lián)網(wǎng)金融成為一種投融資的常態(tài),融入到企業(yè)內(nèi)部以及企業(yè)所在生態(tài)鏈的日常運轉(zhuǎn)中,全面支持企業(yè)全生命周期內(nèi)的營銷能力、制造能力、服務(wù)能力、創(chuàng)新能力和資源整合能力,不斷增強業(yè)企業(yè)的核心競爭力。u在線支付服務(wù)主要支撐工業(yè)云各類業(yè)務(wù)在線交易的支付功能,主要包括1)支付平臺對接功能,包含與各大銀行網(wǎng)銀、銀聯(lián)在線、第三方支付平臺的對接2)虛擬賬戶儲值功能,支持用戶充值和交易扣款。u供應(yīng)鏈金融服務(wù)支撐實現(xiàn)基于供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的融資服務(wù),主要包括1)基于核心企業(yè)授信融資服務(wù),基于企業(yè)與供應(yīng)鏈核心企業(yè)在平臺中的交易狀況進行評估授信(使用銀行給予核心企業(yè)的授信額度2)基于云網(wǎng)整體授信融資服務(wù),基于云網(wǎng)形成的“泛供應(yīng)鏈”交易狀況,對企業(yè)進行評估授信(使用銀行主要實現(xiàn)平臺用戶的征信信息收集及用戶的評價,主要對用戶進行信用評價2)第三方信用評價,與第三方征信機構(gòu)合作,對用戶進行信用評價。u投融資服務(wù)為平臺用戶提供在線投資、融資服務(wù),與銀行、第三方以便獲取社會資金支持2)網(wǎng)貸中介服務(wù),提供網(wǎng)絡(luò)貸款服務(wù)中介平臺,滿足投資、融資需求3)信貸服務(wù),基于征信的貸款服務(wù)4)融資租賃服務(wù),為用戶提供大型設(shè)備等大額資產(chǎn)的融資租賃。2.3.5工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用產(chǎn)品分析各應(yīng)用類型成熟度,應(yīng)用成熟度占比最大的為62%,對應(yīng)資產(chǎn)管理服務(wù)及生產(chǎn)過程管控服務(wù),對應(yīng)可打造的成熟應(yīng)用包括:預(yù)測性維護、AR/VR輔助裝配、視覺檢測、能耗管理、智慧物流、數(shù)字車間、智慧園區(qū)、AGV小車等。能耗的計量、監(jiān)測與管理,是實現(xiàn)節(jié)能減排的基礎(chǔ)?;谖锫?lián)網(wǎng)的能耗管理系統(tǒng),就是通過互聯(lián)網(wǎng)對各類能耗實行精細(xì)計量、實時監(jiān)測、智能處理和動態(tài)管控,達到精細(xì)化管理的目標(biāo)。采用物聯(lián)網(wǎng)、精細(xì)計量、數(shù)字傳感等先進技術(shù),能夠?qū)崟r、全面、準(zhǔn)確地采集水、電、油、氣等各種能耗數(shù)據(jù),動態(tài)監(jiān)測、分析能耗狀況、輔助制定并不斷優(yōu)化節(jié)能方案、實時準(zhǔn)確地核算節(jié)能量,具有在線計量、監(jiān)測、分析、管理等功能,為用能單位實施定額控制、制定節(jié)能措施、提高節(jié)能效率、核定節(jié)能收益提供科學(xué)、有效的實時管控手段,是精細(xì)化、智能化、現(xiàn)代化的節(jié)能減排管理不可或缺的重要保障。適用于智慧樓宇、工業(yè)園區(qū)等場景,實現(xiàn)全面的能耗計量、監(jiān)測、控制和管理,也能夠滿足各級政府的能源主管部門以及能源審計、評估、公正等第三方監(jiān)管機構(gòu)對加強用能管理、落實節(jié)能措施、開展節(jié)能工作、實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的需求。系統(tǒng)是由前端設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、管理平臺等主要部分構(gòu)成(如圖2.25功能上包含用電管理、用水管車輛管理、環(huán)境管理等若干個子系統(tǒng),并可根據(jù)用戶需求擴展其他的應(yīng)用子系統(tǒng),能夠完成能耗監(jiān)測、能耗審計、信息公示、能耗結(jié)算、數(shù)據(jù)上報、信息查詢、用戶服務(wù)等功能。聯(lián)通合作企業(yè)案例:杭州油墨廠、齊魯煉油廠、福建南平鋁預(yù)測性維護(簡稱PM是以狀態(tài)為依據(jù)的維護,在機器運行時,對其主要(或需要)部位進行定期(或連續(xù))的狀態(tài)監(jiān)測和

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