工业互联网平台技术体系
工业互联网的概念、体系架构及关键技术
工业互联网的概念、体系架构及关键技术摘要：工业互联网是实现传统产业数字化转型的重要途径，目前已受到业界和业界的高度重视。
产业互联网涉及的领域很广，它的体系结构和关键技术也在不断演变和发展，目前存在着概念范畴模糊、体系结构不完善、关键技术不明确的问题。
本文在对工业互联网与工业物联网，工业4.0/5.0，智能制造之间的联系进行了梳理，阐述了工业互联网的基本概念，对工业互联网的体系结构和所涉及的技术进行了深入的剖析，并对其所面临的挑战进行了展望。
关键词：工业互联网；体系构架；关键技术中国工程院院士傅前矛在2018年两会期间表示，“经过三十年发展以后，我国从制造大国转变为全球制造业大国”。
要建设成为制造业强国就必须实现由数量和规模驱动向质量效益型转变。
他建议未来以信息技术为核心的新一轮技术革命与产业变革推动制造业转型升级和可持续发展；加快建设新型基础设施，提高基础设施服务能力；全面深化改革创新推动制造业高质量发展；加快科技成果转移转化促进形成新产业新动能；营造良好环境支持工业互联网发展壮大等方面提出了更高的要求。
工业互联网将成为我国推进智慧生产、加快信息通信基础设施建设以及推动企业数字化转型、智能制造实施水平提升的重要突破口和关键技术突破点。
一、什么是工业互联网傅前矛表示，“工业互联网”一词是从西方学者提出的，他们认为“工业”这个词，它的英文意思应该是 covery machine,简称 claim,意思是去工厂工作，它不能代表我们国家对制造业的理解。
事实上，它有很多来源，但我们没有研究清楚它的含义。
现在全球都在谈智能制造，其实我们并不是要把它们当成一个新名词来讲。
应该说大家对它并不是很了解。
因此我想我们首先对这件事应该有一个认识上的转变吧。
简单来说它主要涉及到一个网络技术或者说是信息技术和制造业相结合的过程。
我们可以把这个定义理解为是在网络技术上再往前走一步、再前一步发展一步。
二、工业互联网是企业实现智能化转型的“助推器”企业数字化、智能化的基础和关键，是企业管理水平提升的重要抓手一是要实现从低层次向高层次推进，向管理要效益，向价值创造要效率。
智能制造的核心技术之工业互联网平台
工业互联网及其层次结构工业互联网（industrial internet）概念最初由通用公司提出，它集成了大数据技术和各类分析工具，并通过无线网络将工业设备连接起来。
工业互联网将能快速适应不同任务的人工智能模型应用于分布式系统，通过云计算优化控制过程，实现更高程度的自动化，其核心含义与德国提出的“工业4.0”、中国提出的“中国制造2025”相同，即借助飞速发展的信息技术，在更高的层次将生产所涉及到的离散信息联结起来，利用大数据分析技术，优化生产过程，提高智能制造水平。
工业革命以来，机器生产取代人力，大规模工厂化生产取代个体工场手工生产。
传统手工生产时，人通过视觉、听觉、触觉等方式感知生产要素信息，在大脑中对信息进行整合、分析，以生产需求为驱动，对生产要素进行配置，从而满足生产要求。
进入机器大生产时代以来，生产分工越来越细致，一种产品往往是多家工厂共同协作生产而来。
生产设备的大幅度增加，导致生产涉及到大量的生产要素。
同时，生产设备朝着精密化、智能化的方向发展，描述单一设备的状态需要大量的信息，因此，传统的通过人的知觉感知全部生产要素是十分困难的。
此外，生产要素之间通常是跨越空间和时间的，人们感知到的信息通常具有局限性和延迟性，基于感知到的信息制定的决策，通常不是全局最优的策略。
随着智能传感器的广泛应用，人们可以实时感知离散的生产要素信息。
而物联网时代，能将这类信息在云平台上进行整合、分析，来优化制造过程，实现智能化生产，工业互联网平台也就应运而生。
工业互联网通过智能传感器，实时感知生产要素信息，并通过无线网络传输到工业互联网平台，工业互联网平台对信息进行分析、优化，然后对生产要素进行最优化配置，从而实现智能制造。
工业互联网层次结构可以分为4层，如图1所示。
主要包含边缘层、平台层、应用层以及IaaS层。
其中，边缘层解决数据采集的问题，其通过大范围、深层次的数据采集，以及异构数据的协议转换与边缘处理，构建工业互联网平台的数据基础；工业PaaS层解决工业数据处理和知识积累沉淀问题，依赖大数据分析技术，提供最优策略，形成开发环境，与之前不同的是会有云化的软件的应用；应用层解决工业实践和创新的问题，主要面向特定工业应用场景，激发全社会资源推动工业技术、经验、知识和最佳实践的模型化、软件化、再封装（即工业APP），用户通过对工业APP的调用实现对特定制造资源的优化配置；IaaS层通过虚拟化技术将计算、存储、网络等资源池化，向用户提供可计量、弹性化的资源服务。
工业互联网平台技术体系
工业互联网平台技术体系编写说明工业互联网平台作为工业全要素链接的枢纽与工业资源配置的核心，在工业互联网体系架构中具有至关重要的地位。
近期，国务院《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》明确将构建网络、平台、安全三大功能体系作为其重点任务。
在工业和信息化部信息化和软件服务业司的指导下，《工业互联网平台白皮书》希望加强研究与交流，与业界共同推动工业互联网平台发展。
白皮书主要分为五个部分。
第一部分重点提出了工业互联网平台的体系架构与关键要素，明确了工业互联网平台是什么，有哪些功能和作用。
第二部分提出了工业互联网平台的技术体系，并重点对平台层、边缘层与应用层的主要技术创新趋势进行了探讨。
第三部分明确了工业互联网平台的产业体系，提出当前平台布局的四种路径，以及平台与应用生态构建的主要模式。
第四部分提出了工业互联网平台的主要应用场景及案例。
第五部分则重点面向平台企业，提出了平台发展的相关建议。
目录一、把握工业互联网平台发展的战略机遇 (6)二、工业互联网平台技术体系 (17)（一）工业互联网平台七大核心技术交织融合 (17)（二）平台架构，PaaS 以其开放灵活特性成为主流选择. 21（三）应用创新，工业机理与数据科学走向融合 (25)（四）功能下沉，边缘与云端协同成为平台重要发展方向29（五）开发框架，微服务等新型架构大幅降低开发难度与创新成本33一、把握工业互联网平台发展的战略机遇工业互联网是新一代信息通信技术与现代工业技术深度融合的产物，是制造业数字化、网络化、智能化的重要载体，也是全球新一轮产业竞争的制高点。
党的十九大报告指出，“加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。
”2017 年 10 月 30 日，国务院常务会审议通过《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，促进实体经济振兴，加快转型升级。
工业互联网通过构建连接机器、物料、人、信息系统的基础网络，实现工业数据的全面感知、动态传输、实时分析，形成科学决策与智能控制，提高制造资源配置效率，正成为领军企业竞争的新赛道、全球产业布局的新方向、制造大国竞争的新焦点。
工业互联网体系架构
工业互联网体系架构1.边缘计算层：边缘计算是指将数据的处理和分析推向网络边缘，减少数据的传输延迟和带宽占用。
在工业互联网中，边缘计算层可以将边缘设备（如传感器、PLC、机器人等）与云平台连接，实现实时数据采集、处理和分析。
边缘计算还可以支持设备和系统的自主决策和智能调度，提高生产效率和响应速度。
2. 通信传输层：通信传输层是工业互联网的基础，用于实现设备之间的网络连接和数据传输。
通信传输层包括有线和无线通信技术，如以太网、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
通过通信传输层，边缘设备可以与其他设备、运营商、云平台等进行数据交互和通信。
3.云计算和大数据层：云计算和大数据是工业互联网的核心技术，用于存储、处理和分析海量的数据。
在云计算和大数据层，工业互联网平台提供了数据存储、计算和分析的基础设施和服务，支持企业进行数据挖掘、预测分析、模型优化等工作。
通过云计算和大数据技术，可以实现对生产过程、设备状态、能源消耗、产品质量等信息的实时监控和分析，为企业提供决策支持和优化方案。
4.应用层：应用层是工业互联网的核心功能层，用于实现各类应用场景。
在应用层，工业互联网平台可以提供包括生产计划管理、设备维护管理、供应链管理、质量管理、产品追溯等一系列应用功能。
通过应用层，企业可以实现生产过程的智能化、自动化和协同化，提高生产效率和产品质量。
5.安全和隐私保护层：工业互联网的安全和隐私保护层是保证数据安全和业务运行的重要保障。
在这一层面上，工业互联网平台需要采用多层次、多角度的安全措施，如身份认证、访问控制、数据加密、安全传输等。
安全和隐私保护层还需要考虑法律法规和业界标准的要求，确保企业和用户的数据安全和隐私不受侵犯。
总结起来，工业互联网体系架构包括边缘计算层、通信传输层、云计算和大数据层、应用层和安全和隐私保护层。
这一架构将边缘设备、通信技术、云计算和大数据技术、应用功能和安全保障有机地结合在一起，实现了工业生产、管理和服务的协同和智能化。
工业互联网三大体系
工业互联网三大体系
工业互联网三大体系
工业互联网包括三大体系：网络、平台和安全。
其中，网络体系是基础，平台体系是核心，安全体系是保障。
其本质就是数据加模型提供服务，服务内容包括协同设计、生产优化、质量检测、运营决策的全生命周期管理等。
三大体系各有侧重点。
网络基础方面，重点推动企业内外网改造升级，构建标识解析与标准体系，建设低时延、高可靠、广覆盖的网络基础设施，为工业全要素互联互通提供有力支撑。
平台体系方面，着力夯实平台发展基础、提升平台运营能力、推动企业上云和工业APP培育，形成“建平台”与“用平台”有机结合、互促共进的良好发展格局。
安全保障方面，着力提升安全防护能力、建立数据安全保护体系、推动安全技术手段建设，全面强化工业互联网安全保障能力。
工业互联网的四大层级
1、数据采集（边缘层）是基础。
其本质是利用泛在感知技术对多源设备、异构系统、运营环境、人等要素信息进行实时高效采集和云端汇聚。
。
2023-工业互联网技术体系架构方案-1
工业互联网技术体系架构方案随着互联网的普及和工业生产的数字化转型，工业互联网技术已经成为推动产业升级的重要工具。
在实现工业互联网的过程中，需要建立起一套完整的技术体系架构方案，为实现工业互联网的愿景奠定基础。
第一步：云计算云计算作为工业互联网技术的基础和基石，是将各种数据集中到云端进行处理和管理的重要手段。
在云计算的基础上，可以建立一套系统、完整、高效的数据管理体系，实现多样化的业务需求。
第二步：大数据大数据的意义在于可以通过庞杂的数据分析工具，快速获取产品生命周期、客户需求、市场变化等各种数据信息，从而实现智能化生产、个性化生产的目标。
大数据技术被广泛运用于智能制造、智能优化、智能预测等工业领域。
第三步：物联网物联网技术是将所有设备、机器、传感器等物理设备通过互联网连接起来，彼此之间实现数据共享、信息监控和自主运作。
物联网技术可以帮助工业生产中的物资管理和环境空气监管等方面，同时可以实现高效的智能制造和智能管理。
第四步：人工智能人工智能技术可以在工业设备监管、数据预警、产品检测等方面，实现精确化、自动化的操作模式，提高工业生产的智能水平。
人工智能技术还可以通过机器学习、深度学习等方式，为企业提供多元化的解决方案。
第五步：信息安全信息安全是工业互联网基础技术的重要一环，它涉及到工业信息传输的保密性、完整性、可用性等多个方面。
在实现全面信息化管理的过程中，必须要考虑到信息安全等方面的规划和铺垫。
综上所述，工业互联网技术体系架构方案需要对上述五个方面进行全面规划和设计，使其构成一个完整的技术体系，为工业生产的数字化转型开拓了广阔空间。
通过人工智能、物联网等重要技术的投入，工业生产可以更加高效、智能、安全地进行，最终实现行业的全面升级和发展。
工业互联网的基本概念和技术体系
工业互联网的基本概念和技术体系随着信息技术和数字技术的飞速发展，应用广泛的互联网日益渗透到了各个领域，企业也不例外。
在工业领域，经过长期的发展，逐渐形成了一种全新的产业模式，即工业互联网。
那么，什么是工业互联网？它有哪些特点？又应该如何构建和实施呢？下面我们来一起探讨这个话题。
一、工业互联网的基本概念工业互联网是将互联网与制造业深度融合，构建起一个智能、信息化的制造环境，它通过连接人、机、物、环境等要素，实现数据的实时采集、传输、处理和分析，从而提升生产效率、降低成本、提高质量、加强安全等方面的能力。
与传统的工业自动化相比，工业互联网更加注重数据和信息的共享和协同，将所有的生产设备和工序都纳入到一个信息网络中，实现全面的数据采集、数据分析和优化管理。
这种新型的工业制造模式，也被称作智能制造或工业4.0。
二、工业互联网的技术体系工业互联网是一个复杂的技术体系，它包括多个层次和环节，其中包括以下几个关键技术：1、感知层感知层是指各种传感器、执行器和其他物联网设备，它们能够实现对机器、设备、产品和环境等要素的实时感知和数据采集，从而为工业互联网提供稳定的数据源。
2、通信层通信层是指各种通信协议、网络传输技术和路由器、交换机等网络设备。
它们能够方便地将采集的数据传输到上层的云端系统，实现实时监测和控制。
3、网络层网络层是指云计算、边缘计算和大数据技术等，它们能够对海量数据进行实时处理、挖掘和分析，从而提供对生产运营的实时监测和控制。
4、应用层应用层是指智能制造、物联网平台、MES等应用系统，它们是工业互联网的最上层，为用户提供全面的生产和管理功能，例如，生产计划管理、质量控制、能源监测和环境管理等。
三、工业互联网的特点1、数据共享和协同工业互联网能够将生产设备、工序、产品和环境等各个要素进行全面的实时数据采集和共享，从而实现数据的协同分析和优化管理，提高生产效率、优化资源配置和降低成本。
2、实时监测和控制工业互联网的采集和分析能力非常强大，可以实现对生产过程的全面监测和控制。
工业互联网平台标准体系框架介绍
工业互联网平台标准体系框架-背景
为促进工业互联网平台有序健康发展，由工业和信息化部信息化和软件服务业司指导， 工业互联网产业联盟（以下简称AII）启动了工业互联网平台标准体系框架的研究。
基于《工业互联网标准体系框架（版本1.0）》和《工业互联网平台白 皮书（2017）》对工业互联网平台标准体系进行细化，提出了工业互联 网平台标准体系建设的总体思路、基本原则、标准体系框架、重点标准 化方向及标准化推进建议。
工业互联网平台标准亟需加快研制。
工业互联网平台标准化工作机制有待创新。
全球工业互联网平台相关标准竞争加剧。
建议
推动产业协作开展工业互联网平台标准研制。
探索工业互联网平台标准制定的新模式。
推进工业互联网平台标准验证和标准推广。
9
积极参与国际标准研制。
P A G E 43
THANKS
（机理建模、机器学习、可视化）
工
平台层
业
（ 工 业 PaaS）
工业大数据系统（工业数据清洗、管理、分析、可视化等）
安 全
通 用 PaaS平 台 资 源 部 署 和 管 理
防
护
设备管理
资源管理
运维管理
故障恢复
IaaS层 边缘层
云基础设施（服务器、存储、网络、虚拟化）
设备接入
协议解析
边缘数据处理
6
数据采集是基础。利用泛在感
工业互联网平台起步于2013年， 2015年开始呈井喷式发展
2017
装备和自动化企业发挥工业制造技术、产品、经验和数据等积累优势，构建工业 互联网平台，典型代表如GE、西门子、ABB、和利时等。
2016
生产制造企业将自身数字化转型经验以平台为载体对外提供服务，如三一重工/ 树根互联、海尔、航天科工等
工业互联网技术体系研究与应用分析
⼯业互联⽹技术体系研究与应⽤分析⼯业互联⽹是制造业与信息技术融合形成的应⽤结构，通过⼤数据分析、互联⽹技术与⽣产现场设备机器的全⾯结合，完成制造业和互联⽹融合的升级发展。
因此，主要从国内外⼯业互联⽹的发展状况、⼯业互联⽹典型的应⽤场景、框架结构进⾏分析，概括涵盖的关键技术主要包括⼯业数据采集、存取和利⽤技术、⼯业产品的智能化技术、异构⽹络的融合技术和⼯控安全的防护技术，然后通过技术和⾏业的实施分析说明⼯业互联⽹平台在⾏业中产⽣的效果。
⼯业互联⽹（Industrial Internet）是互联⽹和新⼀代信息技术在⼯业领域、全产业链、全价值链中的融合集成应⽤，是实现⼯业智能化的综合信息基础设施。
它的核⼼是通过⾃动化、⽹络化、数字化、智能化等新技术⼿段激发企业⽣产⼒，从⽽实现企业资源的优化配置，最终重构⼯业产业格局。
⼯业互联⽹建设已被列为上国家重点战略⼯作，具有巨⼤的经济价值，且随之产⽣了智能制造、M2M、信息物理系统（Cyber-physical system，CPS）、物联⽹、⼯业4.0等热门概念。
加速推动⼯业互联⽹核⼼技术创新突破，围绕⼯业互联⽹设备、控制、平台、数据，从⽹络、数据和安全3个⽅⾯有效地给企业赋能智慧制造，加强相关核⼼技术和产品的研发突破，加快技术成果转化和产品服务创新，通过物联⽹、互联⽹技术实现⼯业系统的互联互通，通过构建⼯业互联⽹安全框架和防护体系实现⼯业企业的安全防护，利⽤数据感知、采集与集成应⽤等技术，实现⽣产过程中运营管理优化、⽣产协同和资源的有效利⽤。
1、⼯业互联⽹发展现状⼯业互联⽹（Industrial Internet）是通⽤电⽓（General Electric，GE）提出的概念，由机器、设备和⽹络组成，能够在更深层⾯和连接能⼒、⼤数据、数字分析结合。
国外企业在⼯业互联⽹的技术概念、商业模式领域投⼊了⼤量⼈⼒、物⼒和财⼒，并且利⽤⾃⾝的优势搭建了⼯业互联⽹平台，其中最具有代表性的是GE的⼯业互联⽹操作系统Predix和西门⼦Siemens基于云的开放式物联⽹操作系统MindSphere。
工业互联网体系架构介绍
THANKS
[ 感谢观看 ]
网络层
总结词
数据传输与通信保障
详细描述
网络层负责将感知层采集的数据快速、可靠地传输到平台层，并确保数据在传输过程中的安全性和完整性。这一 层主要依赖于各种通信协议和网络技术，如5G、物联网、云计算等，为上层应用提供强大的通信保障。
平台层
总结词
数据处理与存储中心
详细描述
平台层负责对感知层采集的数据进行集中处理、存储和管理，通过数据分析和挖掘，提取有价值的信 息，为上层应用提供支持。这一层主要依赖于大数据处理技术和云计算技术，能够实现海量数据的快 速处理和存储。
应用层
总结词
行业应用与创新中心
VS
详细描述
应用层主要负责将平台层提供的数据和信 息服务应用于各个行业领域，推动工业互 联网的创新发展。这一层主要依赖于各行 业的专业知识和业务需求，通过开发各种 应用系统，实现智能化生产、个性化定制 、网络化协同等创新服务模式。
CHAPTER 03
工业互联网关键技术
工业互联网案例分析
案例一：智能制造的工业互联网应用
总结词
智能制造是工业互联网在制造业领域的重要应用，通过数据采集、分析和优化，实现生产过程的智能化和柔性化 。
详细描述
智能制造利用工业互联网技术，实现设备连接、数据采集和实时监控，优化生产流程，提高生产效率和产品质量 。同时，智能制造能够快速响应市场需求，实现个性化定制和柔性生产。
总结词
利用机器学习和深度学习等技术，使计算机 具有类似于人类的思维和学习能力。
详细描述
人工智能技术是工业互联网体系架构中的核 心驱动力。通过机器学习和深度学习等技术 ，使计算机具有类似于人类的思维和学习能 力，能够进行智能分析、预测和决策，为企 业提供智能化解决方案，帮助企业实现转型
工业互联网体系技术架构
工业互联网体系架构（一）工业互联网的内涵工业互联网的内涵用千界定工业互联网的范畴和特征，明确工业互联网总体目标，是研究工业互联网的基础和出发点，我们认为，工业互联网是互联网和新—代信息技术与工业系统全方位深度融合所形成的产业和应用生态，是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。
其本质是以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联为基础，通过对工业数据的全面深度感知、实时传输交换、快速计算处理和高级建模分析，实现智能控制、运营优化和生产组织方式变革。
工业互联网可以重点从“网络"、“数据“和“安全”三个方面来理解。
其中，网络是基础，即通过物联网、互联网等技术实现工业全系统的互联互通，促进工业数据的充分流动和无缝集成；数据是核心，即通过工业数据全周期的感知、采集和集成应用，形成基于数据的系统性智能，实现机器弹性生产、运营管理优化、生产协同组织与商业模式创新，推动工业智能化发展；安全是保障，即通过构建涵盖工业全系统的安全防护体系，保障工业智能化的实现。
工业互联网的发展体现了多个产业生态系统的融合，是构建工业生态系统、实现工业智能化发展的必由之路。
工业互联网与制造业的融合将带来四方面的智能化提升。
一是智能化生产，即实现从单个机器到产线、车间乃至整个工厂的智能决策和动态优化，显著提升全流程生产效率、提高质量、降低成本。
二是网络化协同，即形成众包众创、协同设计、协同制造、垂直电商等—系列新模式，大幅降低新产品开发制造成本、缩短产品上市周期。
三是个性化定制，即苤千互联网获取用户个性化需求，通过灵活柔性组织设计、制造资源和生产流程，实现低成本大规模定制。
四是服务化转型，即通过对产品运行的实时监测，提供远程维护、故障预测、性能优化等一系列服务，并反馈优化产品设计，实现企业服务化转型。
工业互联网驱动的制造业变革将是—个长期过程，构建新的工业生产模式、资源组织方式也并非—跋而就，将由局部到整体、由浅入深，最终实现信息通信技术在工业全要素、全领域、全产业链、全价值链的深度融合与集成应用。
2023-工业互联网平台技术架构方案-1
工业互联网平台技术架构方案随着信息化技术的快速发展，工业互联网成为了当前工业领域的热门话题。
而在工业互联网中，工业互联网平台则是构建整个工业互联网生态体系的重要组成部分。
为此，本文将从技术架构方案出发，分步骤阐述工业互联网平台技术架构方案。
第一步，数据采集工业互联网平台技术架构方案的第一个步骤就是数据采集。
在工业互联网中，数据来源非常多样化，涉及到各种主题和类型的数据，包括传感器数据、生产流程数据、设备维护数据、供应链数据等等。
因此，工业互联网平台需要从这些数据源中实时地采集数据，并将其进行有效组织和管理。
常见的数据采集方式包括自动化处理、自定义培训、直接连接设备、智能传感器等。
第二步，数据存储数据存储是工业互联网平台技术架构方案中不可或缺的一步。
在数据采集过程中，平台需要收集大量的数据，这些数据需要进行存储和处理，以保证数据的高效性和可靠性。
数据存储可以采用云存储技术，将数据存储在云端，以便于数据的实时共享和分析。
第三步，数据分析数据分析是工业互联网平台技术架构的重要一环。
通过数据分析，工厂可以实现对自身生产过程的精细化管控和优化设计。
工业互联网平台可以通过大数据分析、数据挖掘等技术手段，对采集的数据进行深入挖掘，从中发现生产过程中的瓶颈和短板，进而优化生产流程，提高生产效率和产品质量。
第四步，物联网平台物联网平台作为工业互联网平台的重要组成部分，负责将实际设备和网络进行连接，实现数据的实时传输和互联互通。
具体而言，物联网平台可以实现远程设备管理、批量调度等功能，从而提高设备的运行效率和管理效率。
第五步，安全性保障安全性保障是工业互联网平台技术架构方案中必不可少的一环。
工业互联网中，涉及到大量的关键信息和敏感数据，如生产流程、产品配方、设备运维等等。
因此，安全性保障是工业互联网平台的重要职责。
平台需要采用安全措施，保障敏感数据的安全性和可靠性。
综上所述，工业互联网平台技术架构方案是由多个步骤组成的，需要从数据采集、数据存储、数据分析、物联网平台到安全性保障等多个方面出发，确保整个工业互联网平台的高效、安全和可靠性。
工业互联网标准体系
一、工业互联网发展情况（一）工业互联网体系架构工业互联网通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系，打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施，形成智能化发展的新兴业态和应用模式，见图1所示。
图1 工业互联网体系架构其中，网络体系是工业互联网的基础，将连接对象延伸到工业全系统、全产业链、全价值链，可实现人、物品、机器、车间、企业等全要素，以及设计、研发、生产、管理、服务等各环节的泛在深度互联，包括网络联接、标识解析、边缘计算等关键技术。
平台体系是工业互联网的核心，是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体，其中平台技术是核心，承载在平台之上的工业APP技术是关键。
安全体系是工业互联网的保障，通过构建涵盖工业全系统的安全防护体系，增强设备、网络、控制、应用和数据的安全保障能力，识别和抵御安全威胁，化解各种安全风险，构建工业智能化发展的安全可信环境，保障工业智能化的实现。
新模式新业态是我国工业互联网的特色应用。
我国工业企业、信息通信企业、互联网企业积极开展工业互联网应用探索和模式创新，形成了智能化生产、个性化定制、网络化协同、服务化延伸等诸多新模式新业态。
（二）工业互联网重点领域标准化发展情况1 网络与联接在传统工业网络领域，虽然我国自主研发的工厂自动化用以太网（EPA）、面向工业过程自动化的无线网络（WIA-PA）等技术已成为国际标准，但在工业互联网整体产业和技术方面基础仍较为薄弱，急需制定相应标准。
目前，联盟已发布或在开展《工厂内网工业EPON系统技术要求》、《工业互联网标杆网络工厂外网技术要求》标准制定，随着工业互联网的发展，需要在时间敏感网络(TSN)、软件定义网络（SDN）、第五代移动通信技术（5G）、支持互联网协议第六版(IPv6) 、确定性网络（DetNet）、低功耗无线网络、工业无源光纤网络（PON）、工业无线等重点领域加快技术标准及产业布局。
工业互联网平台架构体系 三大核心 四大特性
工业互联网平台架构体系三大核心四大特性工业互联网——近一段时间被“新基建”带火的一个名词频频出现在我们视线里，随着中国智造2025的深入发展，工业互联网上升为我国的国家战略，工业互联网这个名词也被越来越多普通老百姓所熟悉。
什么是工业互联网？工业互联网常用的解释是链接工业全系统、全产业链、全价值链，支撑工业智能化发展的关键基础设施，是新一代信息技术与制造业深度融合所形成的新兴业态和应用模式。
工业互联网平台四个基本功能从工业互联网定义来看，工业互联网平台需要具备四个基本功能。
一是：需要实现将不同来源和不同结构的数据进行广泛采集；二是：需要具备并支撑海量工业数据处理的环境；三是：需要基于工业机理和数据科学实现海量数据的深度分析，并实现工业知识的沉淀和复用；四是：能够提供开发工具及环境，实现工业APP的开发、测试和部署。
因此，工业互联网平台体系架构必须能完全实现这四个功能，即涵盖边缘层、IaaS层、工业PaaS层、工业SaaS层以及贯穿上述各层级的安全防护。
其中，边缘层、平台层、应用层是工业互联网平台的三大核心层级。
工业互联网平台的四大特征2017年工业互联网产业联盟发布的《工业互联网平台白皮书》中，将泛在连接、云化服务、知识积累、应用创新归结为工业互联网平台的四大特征。
(1)泛在连接。
即具备对设备、软件、人员等各类生产要素数据的全面采集能力。
(2)云化服务。
即实现基于云计算架构的海量数据存储、管理和计算。
(3)知识积累。
即能够提供基于工业知识机理的数据分析能力，并实现只是的固化、积累和复用。
(4)应用创新。
能够调用平台功能及资源，提公开放的工业APP开发环境，实现工业APP 创新应用。
工业互联网的核心工业互联网的核心是基于全面互联而形成数据驱动的智慧，网络、数据、安全是工业和互联网两个视角的共性基础和支撑。
从工业智慧化发展的角度出发，工业互联网将构建基于网络、数据、安全的三大优化闭环。
一是：面向机器设备运行优化的闭环。
工业互联网平台的设计与开发
工业互联网平台的设计与开发一、引言工业互联网平台的兴起，为企业提供了基于数据的智能化决策和生产方式。
本文以工业互联网平台的设计与开发为主题，对其技术体系、数据流程、安全性及未来发展进行探讨。
二、工业互联网平台的技术体系工业互联网平台的技术体系主要由数据采集、传输、存储、处理、分析和应用展示等部分组成。
其中，数据采集、传输和存储是实现智能化决策和生产方式的基础。
1. 数据采集数据采集是基于各种传感器、控制器、智能设备等实时获取工业领域的各类数据，包括机器运行状态、温度、湿度、压力等重要参数。
因此，数据采集关系到工业互联网平台的数据质量和管理效率。
2. 数据传输数据传输是将采集到的数据通过各种网络传输协议传送到云端服务器或边缘计算节点的过程。
传输方式不同，会影响数据时效性和安全性。
因此，数据传输需要依据数据特性和网络环境进行合理选择和配置。
3. 数据存储数据存储是将传输的数据进行实时或历史存储，以供后续处理和应用。
数据存储方式主要分为关系型数据库和非关系型数据库两种，而数据存储的性能和可靠性直接影响工业互联网平台的应用展示和决策效果。
三、工业互联网平台的数据流程工业互联网平台在数据采集、传输、存储、处理、分析和应用等环节中，必须按照一定的数据流程进行管理和规范，才能确保数据的质量和价值。
1. 数据预处理数据预处理是原始数据进行清洗、去噪、校正、转换和标准化等处理，以便于后续处理和应用。
数据预处理包括数据采集前和采集后的处理内容。
2. 数据分析数据分析对采集、传输及存储的工业数据进行深入挖掘和分析，以获取业务数据，发现价值关联和隐藏的信息，为企业中长期发展和优化提供依据。
3. 数据应用数据应用是将分析处理得到的数据应用到工业领域的各个环节，包括质量管理、设备检测、异常预警、工艺优化等多个领域。
而数据应用关系到企业智能化发展的效果和成效。
四、工业互联网平台的安全性随着工业互联网平台在企业中的应用逐渐扩展，数据安全问题变得越来越突出。
工业互联网的基本概念和技术体系
工业互联网的基本概念和技术体系工业互联网是近年来不断涌现出来的概念，也是中国大力推广的一个概念。
它简单来说就是让所有的设备在生产中都可以通过互联网连接到一起，进行信息的传递和交换。
而与传统的互联网不同的是，在工业互联网中，设备不仅仅是用于人与人之间的通信，更重要的是设备与设备之间的通信，通过设备之间的交互，让生产效率得到提升，企业能够更好地把握市场变化和消费需求，从而更好的适应市场开拓。
那么，工业互联网的技术体系又是如何构成的呢？一、传感器技术工业互联网的核心技术就是传感器技术，它是整个工业互联网的重要基础，通过传感器技术，实现了生产设备之间的信息交互，让生产流程可以更好的管理。
传感器技术还可以实现环境监测，设备运行状态判断等。
二、物联网技术物联网技术是工业互联网的重要技术，它能够将生产设备之间实现无间的连接，让信息交互得以完成。
在工业互联网中，物联网技术可以实现远程监控控制、生产数据共享等。
三、大数据技术大数据技术也是工业互联网的重要技术，它可以为企业提供更好的数据分析、预测和决策，从而让企业在生产中更好的把握市场变化和消费需求。
四、云计算技术云计算技术在工业互联网中同样扮演着重要的角色，通过云计算技术，企业可以将海量的生产数据和信息进行存储和处理，从而实现数据共享、智能化分析等操作，让生产效率得到提升。
五、人工智能技术人工智能技术也是工业互联网中发展迅猛的技术，它可以通过对生产数据的分析和预测，让设备运行更加智能化，从而实现生产效率的提升和成本的降低。
综上所述，工业互联网是未来工业发展的一个趋势，通过以上的技术体系的支撑，工业互联网可以为企业提供更好的生产管理和市场开拓。
未来，工业互联网将成为重要的产业形态之一，将引领工业发展的趋势，更好的适应市场变化和消费需求。
工业互联网的技术体系与应用场景
工业互联网的技术体系与应用场景随着信息技术的飞速发展，人们对于未来数字化、智能化的制造模式提出了新的要求。
工业互联网作为其中的一个重要发展方向，由于具有集成化、智能化、安全性高等特点，在工业制造、工业协同、物流管理等领域得到了广泛应用。
本文将围绕工业互联网的技术体系和应用场景展开讨论。
一、工业互联网的技术体系（一）物联网技术工业互联网是由物联网技术构成的。
物联网技术包含多种技术手段，如传感器技术、射频识别技术、云计算技术等。
传感器技术可以收集设备、环境等信息，通过网络自动传输到云计算中心进行分析和处理；射频识别技术可以实现机器、产品、物流等无线区域内的自动识别和追踪；而云计算技术则提供了大容量、高效率的计算和存储服务，使数据处理更加高效。
（二）智能制造技术智能制造技术是工业互联网的“灵魂”，通过机器学习、深度学习和人工智能等技术手段进行智能化改造。
智能制造面向复杂、大规模生产环境，能够按照产品特征、工艺流程或者设备状态进行智能调度和调整，最大限度地实现生产线的效率和质量。
（三）网络安全技术在互联网时代，网络安全已经成为一个非常重要的话题。
工业互联网的安全性必须得到保障，否则将极大影响设备、资产和企业信息的保护。
网络安全技术包括身份验证、加密通信、访问控制等多项技术手段，可以全方位保护网络和设备的安全性，避免网络攻击和数据泄露的风险。
二、工业互联网的应用场景（一）智能工厂工业互联网可以实现机器设备之间的连接，从而可以监测和管理生产线和生产过程中各个环节的状态，从而优化生产，提高效率和品质。
智能工厂可以实现数字化、自动化、智能化生产。
例如，GE公司利用工业互联网技术实现了医疗设备和石油钻机的监控和预测，大幅提高了生产效率和产品品质。
（二）智能仓储在物流运输领域，工业互联网可以通过RFID等识别技术，实现快速追踪货物所在位置，保障货物的安全和运输质量。
同时，还可以将互联网和物联网技术应用于库房、配送中心等环节，实现快速的拣货、理货、包装和配送。
工业互联网的技术体系及应用研究
工业互联网的技术体系及应用研究一、引言作为现代工业的重要组成部分，工业互联网（Industrial Internet）可以被定义为将互联网技术应用于工业制造领域，实现设备之间全面互联、数据实时共享的全新方案。
互联网以其高效、智能、灵活、可靠等优势，在工业领域大力推广的发展，为提高工业生产力提供了巨大的支持。
本文将首先介绍工业互联网的技术体系，再探讨其应用研究。
二、工业互联网的技术体系工业互联网是建立在相互联通的传感器、计算机、网络、软件等技术平台之上。
为了更好地实现全面互联、数据实时共享等目标，它需要包括多种技术的配合。
以下将重点介绍工业互联网的技术体系。
1. 传感器技术工业互联网的通信是通过传感器进行的。
传感器是一种可以将监测对象的物理、化学、生物等过程转换为电信号输出量。
通过对不同传感器的控制和调节，工业互联网可以实现对生产环境的实时监测，以及设备工作状态的数据采集。
传感器技术的应用，是工业互联网实现全面互联和数据共享的基础。
2. 无线网络技术工业互联网的设备需要无缝地接入互联网，进行传输、存储和处理，这就需要有高效的无线网络技术。
目前，基于蜂窝数据通信、Wi-Fi、蓝牙等无线网络技术的应用广泛，它们可以为工业设备实现数据传输、实时控制和远程服务等功能。
无线网络技术的应用，是工业互联网推动数据共享和智能化的关键所在。
3. 云计算技术云计算技术可以为工业互联网的大数据处理和存储提供支持。
工业互联网通过云计算，可以实现多层次的数据处理和管理，从而对产品生命周期、生产流程等方面进行全面的掌握和分析。
云计算技术也可以为产品服务提供支持，比如远程诊断和维护等功能。
云计算技术的应用，是工业互联网实现信息化和数字化的重要手段。
4. 人工智能技术工业互联网的最终目标是实现灵活、高效、低成本的生产制造，这需要有先进的智能化技术。
人工智能技术可以为工业互联网的智能化管理、自主控制、预测管理等方面提供支持。
借助人工智能技术，工业互联网可以实现生产自动化和质量控制，提高生产效率和产品质量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工业互联网平台技术体系目录一、工业互联网平台的内涵 (1)（一）工业互联网平台发展背景 (1)（二）工业互联网平台体系架构 (3)（三）工业互联网平台核心作用 (5)二、工业互联网平台技术体系 (7)（一）工业互联网平台七大核心技术交织融合 (7)（二）平台架构，PaaS 以其开放灵活特性成为主流选择 (11)（三）应用创新，工业机理与数据科学走向融合 (13)（四）功能下沉，边缘与云端协同成为平台重要发展方向 .. 15 （五）开发框架，微服务等新型架构大幅降低开发难度与创新成本 (17)一、工业互联网平台的内涵（一）工业互联网平台发展背景1.制造业变革与数字经济发展实现历史性交汇金融危机后，全球新一轮产业变革蓬勃兴起，制造业重新成为全球经济发展的焦点。
世界主要发达国家采取了一系列重大举措推动制造业转型升级，德国依托雄厚的自动化基础，推进工业4.0。
美国在实施先进制造战略的同时，大力发展工业互联网。
法、日、韩、瑞典等国也纷纷推出制造业振兴计划。
各国新型制造战略的核心都是通过构建新型生产方式与发展模式，推动传统制造业转型升级，重塑制造强国新优势。
与此同时，数字经济浪潮席卷全球，驱动传统产业加速变革。
特别是以互联网为代表的信息通信技术的发展极大地改变了人们的生活方式，构筑了新的产业体系，并通过技术和模式创新不断渗透影响实体经济领域，为传统产业变革带来巨大机遇。
伴随制造业变革与数字经济浪潮交汇融合，云计算、物联网、大数据等信息技术与制造技术、工业知识的集成创新不断加剧，工业互联网平台应运而生。
2.制造业智能化对平台工具提出新需求当前制造业正处在由数字化、网络化向智能化发展的重要阶段，其核心是基于海量工业数据的全面感知，通过端到端的数据深度集成与建模分析，实现智能化的决策与控制指令，形成智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸等新型制造模式。
这一背景下，传统数字化工具已经无法满足需求。
一是工业数据的爆发式增长需要新的数据管理工具。
随着工业系统由物理空间向信息空间、从可见世界向不可见世界延伸，工业数据采集范围不断扩大，数据的类型和规模都呈指数级增长，需要一个全新数据管理工具，实现海量数据低成本、高可靠的存储和管理。
二是企业智能化决策需要新的应用创新载体。
数据的丰富为制造企业开展更加精细化和精准化管理创造了前提，但工业场景高度复杂，行业知识千差万别，传统由少数大型企业驱动的应用创新模式难以满足不同企业的差异化需求，迫切需要一个开放的应用创新载体，通过工业数据、工业知识与平台功能的开放调用，降低应用创新门槛，实现智能化应用的爆发式增长。
三是新型制造模式需要新的业务交互手段。
为快速响应市场变化，制造企业间在设计、生产等领域的并行组织与资源协同日益频繁，要求企业设计、生产和管理系统都要更好支持与其他企业的业务交互，这就需要一个新的交互工具，实现不同主体、不同系统间的高效集成。
海量数据管理、工业应用创新与深度业务协同，是工业互联网平台快速发展的主要驱动力量。
3.信息技术加速渗透并深刻影响制造业发展模式新型信息技术重塑制造业数字化基础。
云计算为制造企业带来更灵活、更经济、更可靠的数据存储和软件运行环境，物联网帮助制造企业有效收集设备、产线和生产现场成千上万种不同类型的数据，人工智能强化了制造企业的数据洞察能力，实现智能化的管理和控制，这些都是推动制造企业数字化转型的新基础。
开放互联网理念变革传统制造模式。
通过网络化平台组织生产经营活动，制造企业能够实现资源快速整合利用，低成本快速响应市场需求，催生个性化定制、网络化协同等新模式新业态。
平台经济不断创新商业模式。
信息技术与制造技术的融合带动信息经济、知识经济、分享经济等新经济模式加速向工业领域渗透，培育增长新动能。
互联网技术、理念和商业模式成为构建工业互联网平台的重要方式。
（二）工业互联网平台体系架构工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台，包括边缘、平台（工业PaaS）、应用三大核心层级。
可以认为，工业互联网平台是工业云平台的延伸发展，其本质是在传统云平台的基础上叠加物联网、大数据、人工智能等新兴技术，构建更精准、实时、高效的数据采集体系，建设包括存储、集成、访问、分析、管理功能的使能平台，实现工业技术、经验、知识模型化、软件化、复用化，以工业 APP 的形式为制造企业各类创新应用，最终形成资源富集、多方参与、合作共赢、协同演进的制造业生态。
供应链业务运行IaaS层云基础设施（服务器、存储、网络、虚拟化）图 1：工业互联网平台功能架构图第一层是边缘，通过大范围、深层次的数据采集，以及异构数据的协议转换与边缘处理，构建工业互联网平台的数据基础。
一是通过各类通信手段接入不同设备、系统和产品，采集海量数据；二是依托协议转换技术实现多源异构数据的归一化和边缘集成；三是利用边缘计算设备实现底层数据的汇聚处理，并实现数据向云端平台的集成。
第二层是平台，基于通用 PaaS 叠加大数据处理、工业数据分析、工业微服务等创新功能，构建可扩展的开放式云操作系统。
一是提供工业数据管理能力，将数据科学与工业机理结合，帮助制造企业构建工业数据分析能力，实现数据价值挖掘；二是把技术、知识、经验等资源固化为可移植、可复用的工业微服务组件库，供开发者调用；三是构建应用开发环境，借助微服务组件和工业应用开发工具，帮助用户快速构建定制化的工业 APP。
第三层是应用，形成满足不同行业、不同场景的工业 SaaS 和工业 APP，形成工业互联网平台的最终价值。
一是提供了设计、生产、管理、服务等一系列创新性业务应用。
二是构建了良好的工业APP 创新环境，使开发者基于平台数据及微服务功能实现应用创新。
除此之外，工业互联网平台还包括 IaaS 基础设施，以及涵盖整个工业系统的安全管理体系，这些构成了工业互联网平台的基础支撑和重要保障。
泛在连接、云化服务、知识积累、应用创新是辨识工业互联网平台的四大特征。
一是泛在连接，具备对设备、软件、人员等各类生产要素数据的全面采集能力。
二是云化服务，实现基于云计算架构的海量数据存储、管理和计算。
三是知识积累，能够提供基于工业知识机理的数据分析能力，并实现知识的固化、积累和复用。
四是应用创新，能够调用平台功能及资源，提供开放的工业 APP 开发环境，实现工业 APP 创新应用。
（三）工业互联网平台核心作用工业互联网平台能够有效集成海量工业设备与系统数据，实现业务与资源的智能管理，促进知识和经验的积累和传承，驱动应用和服务的开放创新。
可以认为，工业互联网平台是新型制造系统的数字化神经中枢，在制造企业转型中发挥核心支撑作用。
当前来看，工业互联网平台已成为企业智能化转型重要抓手。
一是帮助企业实现智能化生产和管理。
通过对生产现场“人机料法环”各类数据的全面采集和深度分析，能够发现导致生产瓶颈与产品缺陷的深层次原因，不断提高生产效率及产品质量。
基于现场数据与企业计划资源、运营管理等数据的综合分析，能够实现更精准的供应链管理和财务管理，降低企业运营成本。
二是帮助企业实现生产方式和商业模式创新。
企业通过平台可以实现对产品售后使用环节的数据打通，提供设备健康管理、产品增值服务等新型业务模式，实现从卖产品到卖服务的转变，实现价值提升。
基于平台还可以与用户进行更加充分的交互，了解用户个性化需求，并有效组织生产资源，依靠个性化产品实现更高利润水平。
此外，不同企业还可以基于平台开展信息交互，实现跨企业、跨区域、跨行业的资源和能力集聚，打造更高效的协同设计、协同制造，协同服务体系。
未来，工业互联网平台可能催生新的产业体系。
如同移动互联网平台创造了应用开发、应用分发、线上线下等一系列新的产业环节和价值，当前工业互联网平台在应用创新、产融结合等方面已显现出类似端倪，未来也有望发展成为一个全新的产业体系，促进形成大众创业、万众创新的多层次发展环境，真正实现“互联网+先进制造业”。
二、工业互联网平台技术体系（一）工业互联网平台七大核心技术交织融合工业互联网平台需要解决多类工业设备接入、多源工业数据集成、海量数据管理与处理、工业数据建模分析、工业应用创新与集成、工业知识积累迭代实现等一系列问题，涉及七大类关键技术，分别为数据集成和边缘处理技术、IaaS 技术、平台使能技术、数据管理技术、应用开发和微服务技术、工业数据建模与分析技术、安全技术。
图 2：工业互联网平台关键技术体系图1.数据集成与边缘处理技术设备接入：基于工业以太网、工业总线等工业通信协议，以太网、光纤等通用协议，3G/4G、NB-IOT 等无线协议将工业现场设备接入到平台边缘层。
协议转换：一方面运用协议解析、中间件等技术兼容 ModBus、OPC、CAN、Profibus 等各类工业通信协议和软件通信接口，实现数据格式转换和统一。
另一方面利用 HTTP、MQTT 等方式从边缘侧将采集到的数据传输到云端，实现数据的远程接入。
边缘数据处理：基于高性能计算芯片、实时操作系统、边缘分析算法等技术支撑，在靠近设备或数据源头的网络边缘侧进行数据预处理、存储以及智能分析应用，提升操作响应灵敏度、消除网络堵塞，并与云端分析形成协同。
2.I aaS 技术基于虚拟化、分布式存储、并行计算、负载调度等技术，实现网络、计算、存储等计算机资源的池化管理，根据需求进行弹性分配，并确保资源使用的安全与隔离，为用户提供完善的云基础设施服务。
3.平台使能技术资源调度：通过实时监控云端应用的业务量动态变化，结合相应的调度算法为应用程序分配相应的底层资源，从而使云端应用可以自动适应业务量的变化。
多租户管理：通过虚拟化、数据库隔离、容器等技术实现不同租户应用和服务的隔离，保护其隐私与安全。
4.数据管理技术数据处理框架：借助 Hadoop、Spark、Storm 等分布式处理架构，满足海量数据的批处理和流处理计算需求。
数据预处理：运用数据冗余剔除、异常检测、归一化等方法对原始数据进行清洗，为后续存储、管理与分析提供高质量数据来源。
数据存储与管理：通过分布式文件系统、NoSQL 数据库、关系数据库、时序数据库等不同的数据管理引擎实现海量工业数据的分区选择、存储、编目与索引等。
5.应用开发和微服务技术多语言与工具支持：支持 Java、Python、JavaScript、Ruby 和 PHP 等多种语言编译环境，并提供 Eclipse integration，JBoss Developer Studio、git 和 Jenkins 等各类开发工具，构建高效便捷的集成开发环境。
微服务架构：提供涵盖服务注册、发现、通信、调用的管理机制和运行环境，支撑基于微型服务单元集成的“松耦合”应用开发和部署。