工业互联网标准体系建设(2.0)
智能制造控制单元IMCU简介
智能制造控制单元IMCU简介作者:杨志伟麦彬承尹静来源:《移动通信》2020年第09期【摘要】给出了一种基于5G、人工智能、标识解析技术替代PLC的新型工业控制产品——IMCU 的内涵定义、整体框架、主要功能、标准体系以及技术路线,探讨了IMCU改变传统工业控制现场和工厂整体调度控制5层结构的可行性,旨在通过技术的集成融合创新,解决工业控制核心技术短板以及数据互通“卡脖子”等问题,助力我国引领未来工业控制领域的规模化、自主化和高质量发展。
【关键词】新一代信息技术;工业控制系统;PLC;IMCU0 引言可编程逻辑控制器(PLC, Programmable Logic Controller),以其可靠性高、编程容易、组态灵活、功能模块齐全、安装方便等的优势,自1969年面世以来就得到了工业界的广泛认可。
为更加适应现代工业的需要,PLC不断提升控制规模、控制能力以及产品配套能力,目前在国内工业体系各个行业和领域广泛的应用。
据统计,2016年我国PLC市场规模达73亿元,预计2020年有望达100亿元。
然而,由于技术、市场等多方面原因,现在95%的国内市场由西门子、三菱、欧姆龙、霍尼韦尔、罗克韦尔等国外PLC厂家所占领,中、大型PLC产品几乎全部由国际上几大公司垄断。
1 我国工业控制系统(PLC)发展现状1.1 国内PLC技术尚不具备国际竞争力自上世纪70年代后期开始,我国PLC产业先后经历了成套设备引进、PLC引进应用、消化移植、合资生产的过程。
国产PLC品牌和利时、台达、汇川、江苏信捷等企业在国内PLC 中小型市场异军突起,经过多年发展,国产自主PLC产品仍未形成规模生产能力和完整的系列产品,尚不具有能够与国际巨头竞争的能力和实力。
与此同时,由于PLC核心技术掌握在国外厂商,不能满足我国关键技术自主可控的要求。
1.2 现有PLC技术无法满足现代工业的新需求工业控制系统已经成为驱动整个工业向前发展的中坚力量,随着计算机技术、通信技术和控制技术的融合发展,传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革,正在向智能化、网络化、集成化方向发展,多任务执行、网络能力强化、处理功能高速化、软件集成化、控制器微型化的趋势越发明显。
工业互联网综合标准化体系
工业互联网综合标准化体系建设指南2019年1月目录前言 (1)一、技术发展现状 (2)(一)网络体系 (3)(二)平台体系 (5)(三)安全体系 (7)(四)应用 (7)二、建设思路及目标 (9)(一)总体思路 (9)(二)基本原则 (9)(三)建设目标 (10)三、建设内容 (11)(一)工业互联网标准体系框架 (11)(二)重点标准化领域及方向 (13)四、组织实施 (21)附件1:工业互联网相关缩略语 (23)附件2:已发布、制定中和待制定的工业互联网标准 (26)前言工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,日益成为新工业革命的关键支撑和深化“互联网+先进制造业”的重要基石,对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性影响。
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,是推进制造强国和网络强国建设的重要基础,是全面建成小康社会和建设社会主义现代化强国的有力支撑。
工业互联网具有较强的跨领域综合性,正在形成全新和复杂的生态系统,急需加强工业互联网标准化工作,夯实工业互联网发展基础。
为落实《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》决策部署,指导当前和未来一段时间内工业互联网标准化工作,解决标准缺失、滞后、交叉重复等问题,工业和信息化部、国家标准化管理委员会组织制定《工业互联网综合标准化体系建设指南》,并进行动态更新完善,加快建立统一、综合、开放的工业互联网标准体系。
一、技术发展现状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工业互联网参考架构(一)网络体系网络体系是工业互联网的基础。
工业互联网网络体系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。
《工业互联网标识解析体系架构白皮书》及《工业互联网网络建设及推广指南》解读ppt课件
应 用 开 发 环 境
平 台 互 通 适 配
集
开成 服 发部 务
署
设 备 安 全
控 制 系 统 安 全
网 络 安 全
应 数 平用
据 台程
安 安序 全 全安
全
安 全 管 理
“建标识”:建设标识解析体系
Handle 国际根节点
OID、GS1 国际根节点
国家顶级节点
广上 北 重 武 州海 京 庆 汉
二级节点
“用标识”:拓展标识创新应用
提升 标识 解析 技术 产业 能力
打造标识解析创新开源社区
汇聚科研机构和企业等的研发资源, 加强前沿技术领域共创共享, 推进标识解析核心软硬件产品。
培育标识解析产业生态环境
结合区域性产业特色与资源优势, 围绕标识解析产业上下游的关键环节,
打造一批具有竞争力的龙头企业, 形成聚集各环节的产业生态。
平台与数据 工业APP
安全
设
工 厂 内 网
工 厂 外 网
备 / 产 品 联
网
网 网络互 络资联 设源互 备管通
理
编标
码 与 存
识 采
解 析
储集
设 交备 互与 处中 理间
件
异 构 标 识 互 操 作
资
边 缘 设 备
边 缘 智 能
能 力 开 放
数 据 采 集
源 管 理 与 配
工 业 大 数 据
置
工 业 微 服 务
二级节点
递
归
解
析
节
企
企
企
业
业
业
点
建立标识解析管理机制。 针对标识注册服务规范和标识解析节点运行要求,制定 工业互联网标识解析管理办法,建设一批面向重点行业或 区域的二级服务节点运营机构,建立国际根节点、国家顶 级节点、二级及以下其他服务节点的建设和运营的统筹协 调机制。 建设各级标识解析节点。 一是建设和运营国家顶级节点,提供顶级域解析服务, 与国内外各主要标识解析系统实现互联互通,形成备案、 监测等公共服务能力。 二是选择汽车、机械制造、新材料、能源化工、生物医 药、高端装备等领域,建设和运营一批标识解析二级节点。
工业互联网平台标准体系框架
工业互联网平台标准体系框架目录一、工业互联网平台产业发展情况 (1)二、工业互联网平台标准体系建设的思路及原则 (1)(一)总体思路 (1)(二)基本原则 (1)三、工业互联网平台标准体系框架 (2)(一)工业互联网平台标准体系框架 (2)(二)工业互联网平台重点标准化领域和方向 (3)1.总体标准 (3)2.共性支撑标准 (4)3 应用服务标准 (5)四、工业互联网平台标准化存在的问题和挑战 (5)五、工业互联网平台标准化工作推进建议 (5)一、工业互联网平台产业发展情况当前,全球工业互联网正加速深化发展,工业互联网平台作为工业互联网落地实施与生态构建的关键载体,正成为全球产业界布局重点。
一是装备制造和自动化企业,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;二是生产制造企业,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;三是工业软件企业,借助平台的数据汇聚与处理能力提升软件性能拓展服务边界,如 PTC、SAP、Oracle、用友等;四是信息通信技术企业,发挥 ICT 技术优势将已有平台向制造领域延伸,如 IBM、微软、华为、思科等。
此外,平台之间相互合作不断深化,如 GE Predix 与微软 Azure、西门子MindSphere 与SAP HANA,树根互联与腾讯,平台之间通过强强联合加速产业生态布局。
整体上,工业互联网平台尚处于发展初期,相关的技术标准和管理规范尚未建立,各种平台独立发展,平台与设备、智能产品等互联协议多且缺乏统一标准,数据转换与互认标准基本空白,对平台运行、平台资源、平台服务缺少规范化管理。
为避免碎片化发展,规范平台研发、建设、运行和服务,引导产业健康发展,亟需加快工业互联网平台相关标准制定,并协同推进标准的国际化。
二、工业互联网平台标准体系建设的思路及原则(一)总体思路抓住新一轮科技革命和产业变革契机,紧密结合我国工业互联网平台发展及标准化需求,按照“统筹规划、需求牵引、持续迭代、兼容并蓄”的原则,建立统一、综合、开放的工业互联网平台标准体系,明确工业互联网平台重点标准化领域和方向,协同推进国际标准制定,为我国工业互联网平台有序、快速发展提供支撑和保障。
咨询工程师继续教育培训《《工业互联网创新发展行动计划(2021—2023年)》解读》试题及答案
一、单选题【本题型共4道题】1.关键标准建设行动提出,到2023年要建设较为完善的工业互联网标准化工作机制,基本形成统一、融合、开放的工业互联网标准体系,完成()项以上的标准研制。
A.30B.40C.50D.60正确答案:[D]2.在产业协同发展方面,从产业()角度讲:面向重点行业、重点领域打造工业互联网系统解决方案。
A.需求B.供给C.发展D.协同正确答案:[B]3.2023年要基本建成国家工业互联网、大数据中心体系,建成()个区域分中心和10个行业分中心。
A.5B.10C.15D.20正确答案:[D]4.关于加大人才保障措施提到,要强化专业人才的培养,要支持和指导高等院校,包括职业院校,加强工业互联网相关学科的建设,要支持高校建设一批(),培育工业互联网领域未来科技创新领军人才。
A.科学技术学科B.未来技术学科C.专业技术学科D.通用技术学科正确答案:[B]二、多选题【本题型共2道题】1.《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》中提到的保障措施包括()。
A.加强组织实施B.健全数据管理C.开展产业监测评估D.拓展资金来源E.加大人才保障正确答案:[ABDE]2.工业互联网新模式推广工程,面向领先制造企业与特色中小企业组织新模式应用标杆遴选,依托龙头企业、研究机构等制定发布新模式应用实施指南,加强()等新模式、新业态的探索与推广。
A.智能化制造B.网络化协同C.个性化定制D.服务化延伸E.数字化管理正确答案:[ABCDE]三、判断题【本题型共4道题】1.关于网络体系建设方面,2017年以来,工业互联网网络体系建设加速建设,高质量的外网覆盖了全国100多个城市,连接了18万家工业企业。
Y.对N.错正确答案:[N]2.2018年7月9日,工信部印发了《工业互联网平台建设及推广指南》以及《工业互联网平台评价方法》。
Y.对N.错正确答案:[Y]3.工业互联网是全球统一的TCP/IP协议。
中国新基建七大建设领域概述
资料来源:中国信息通信研究院
3.2 人工智能-培育智能经济新形态-人工智能产业链
人工智能作为计算机科学的一个分支,旨在探寻智能的实质,在此基础上生产出与人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领 域的研究包括语言识别、图像识别、自然语言处理等。
人工智能产业链包括三层:基础层、技术层和应用层。其中,基础层是人工智能产业的基础,为人工智能提供数据及算力支撑;技 术层是人工智能产业的核心;应用层是人工智能产业的延伸,面向特定应用场景需求而形成软硬件产品或解决方案。
2020-2025年5G带动经济产出和就业机会情况(单位:万亿元,万个)
12
900
10.6 800
10
800
700
8
600
6.3
6.3
500
6
350
400
4
2
54 1.2
0.5
0 2020年
3.3 2025年
300 200
100 0 2030年
直接经济产出(万亿元)
间接经济产出(万亿元)
就业机会(万个)
数据中心规模划分(按机架规模)
2019年中国超大型、大型数据中心占比情况(单位:%)
数据中心规模 超大型数据中心 大型数据中心 中型数据中心 小型数据中心 微型数据中心(机房)
机架数量界定 >10000
3000-10000 500-3000 100-500 <100
36.1%
12.7% 存量占比
在建数量占比
面对数字化转型的浪潮,新兴数字技术的支撑作用愈发明显。5G技术以低延时、大宽带、广连接的优势,将成为数字经济时代的发 动机。
5G三大应用场景
eMBB增强移动宽带
工业互联网的标准体系建设及安全防护
工业互联网的标准体系建设及安全防护工业互联网的快速发展已经成为推动工业升级和转型的重要力量。
然而,随着工业互联网的普及应用,一系列标准体系建设和安全防护的问题也逐渐浮出水面。
本文将探讨工业互联网的标准体系建设以及相应的安全防护措施。
一、工业互联网的标准体系建设工业互联网的标准体系建设是确保网络通信和信息交互的有效性和可靠性的重要保证。
当前,工业互联网的标准主要涵盖以下几个方面:1. 协议与接口标准工业互联网的协议与接口标准化是不同设备之间实现信息交流和互操作的基础。
例如,Modbus、OPC UA等协议被广泛应用于工业控制系统中。
通过规范和定义这些标准,可以确保设备之间的互联互通。
2. 数据格式与编码标准工业互联网中的数据格式与编码标准化对于保证数据的准确性和一致性至关重要。
例如,JSON、XML等数据格式的标准化能够实现不同厂商之间的数据交换与共享。
3. 安全标准与认证体系随着工业互联网的普及,网络安全问题日益突出。
建立完善的安全标准与认证体系,对于保障工业互联网系统的安全、可靠运行至关重要。
例如,ISO 27001信息安全管理体系标准和IEC 62443工控系统安全标准是工业互联网领域常用的安全标准。
二、工业互联网的安全防护工业互联网的安全防护是确保系统运行安全、保护工业数据的重要环节。
以下是几个关键的安全防护措施:1. 网络安全设备网络安全设备包括防火墙、入侵检测系统(IDS)、入侵防御系统(IPS)等,用于监控和阻止恶意攻击。
通过有效配置和使用这些安全设备,可以提高系统的安全性。
2. 安全策略与权限管理建立完善的安全策略和权限管理制度是保护工业互联网系统的关键。
例如,采用强密码、定期更换密码,限制用户权限等措施可以有效减少潜在威胁。
3. 安全培训与意识提升工业互联网的安全不仅仅依赖于技术手段,也需要员工的积极参与和安全意识。
定期组织安全培训和意识提升活动,帮助员工了解和掌握安全防护的知识和技能。
工业互联网综合标准化体系建设指南(2021版)
工业互联网综合标准化体系建设指南(2021版)由于互联网物联系统迅速发展,在工业生产中已日益成为必备的技术。
有鉴于此,本指南旨在整理和完善工业互联网的综合标准化体系,以促进我国工业技术的可靠发展。
本指南的核心内容概括如下。
一、主要内容1、综合标准信息化体系架构:标准信息化体系的构建应基于现有的综合标准结构和实用的信息化标准进行更新,以支持工业互联网的技术发展,以及工业从传统制造向智能制造、智能运营转变。
2、综合标准体系内容:标准体系内容包括安全、性能、架构、接口、服务器、存储等各项规格。
3、标准实施要求:实施要求主要包括标准实施方案、标准测试规范、标准实施跟踪报告等。
二、实施进程1、标准实施过程:根据相关国家标准制定要求,对工业互联网标准化体系进行编制,并与相关机构进行协商,签署相关实施约定协议。
2、标准实施报告:实施过程中定期出具实施进度报告,着重分析标准实施中存在的问题,并提出相应的解决措施,及时跟踪标准生效情况,确保标准实施的有效性。
3、标准认证:实施完成后,需要将标准认证交由监管机构审核,确保标准符合国家质量要求,并获得认证资质。
三、注意事项1、遵守国家标准制定规范:严格遵守国家标准制定的规范,使标准体系在制定,实施,认证的各个环节都符合法规要求。
2、有效审核:进行有效的审核,确保标准实施过程和方法正确无误,以及标准认证机构能够有效监督。
3、将标准实施纳入现有体系:将新建的标准实施体系纳入现有的综合标准体系,使标准有规范的流程进行实施,以保证其安全性和可靠性。
四、联系方式本指南由XXX省XXX市XXX区XXX提供,具体有关事宜请致电XXXX-XXXX-XXXX或在线咨询,微信和微博客服:XXXX,网址:XXXX。
建设工业互联网新型基础设施实施方案
建设工业互联网新型基础设施实施方案工业互联网是以互联网为基础,以物联网和大数据技术为支撑,以工业互联网平台为核心的新型技术体系和商业模式,是产业转型升级的重要方向。
基础设施是支撑工业互联网建设的重要保障,为了推动工业互联网的快速发展,需要建设新型的基础设施。
下面是工业互联网新型基础设施实施方案一、建设物联网通信基础设施1.完善5G网络覆盖:加强5G网络建设,推动网络覆盖到更多的工业区域,并提供高速、低时延的网络连接,为工业互联网提供强大的通信支持。
2.建设工业物联网专网:建立工业物联网专网,通过专网的方式为工业设备提供独立的、安全稳定的通信网络,确保数据的可靠传输和设备的可追溯性。
二、构建大数据平台1.建设工业云平台:构建面向工业的云计算平台,为企业提供大数据存储和处理能力,支持工业设备的数据采集、存储、分析和挖掘,为企业的决策提供数据支撑。
2.构建工业大数据交换平台:建立工业大数据交换平台,实现多源数据的汇聚和交换,为企业提供数据共享和合作的平台,推动工业数据的融合和应用。
三、推进工业互联网安全1.建立安全管控体系:建立工业互联网安全风险防控体系,包括安全设备的购置、安全策略的制定和安全培训等,为工业互联网提供全方位的安全保障。
2.推进技术创新:加强对工业互联网安全技术的研究和创新,通过技术手段提升工业设备的安全性和可靠性,提高系统的抗攻击能力。
四、推动产业标准化1.制定工业互联网标准:加强与国内外标准组织的合作,制定统一的工业互联网标准,推动工业互联网各个环节的互操作性和数据共享。
2.建立标准体系:建立完善的工业互联网标准体系,包括物联网通信标准、数据标准、安全标准等,为工业互联网的发展提供规范和指导。
五、加强人才培养1.建设工业互联网人才培养基地:设立工业互联网人才培养基地,培养适应工业互联网需求的高级人才,包括技术人才、管理人才和创新人才等。
2.开展培训和交流活动:开展工业互联网相关的培训和交流活动,提升企业员工和相关从业人员的工业互联网应用能力,推动行业的技术进步和创新。
工业互联网体系架构 (版本2.0)202004
(版本 2.0)
2020 年 4 月
编写说明
当前,以新一代信息技术为驱动的数字浪潮正深刻重塑经 济 社会的各个领域,移动互联、物联网、云计算、大数据、人 工智 能等技术与各个产业深度融合,推动着生产方式、产品形 态、商 业模式、产业组织和国际格局的深刻变革,并加快了第 四次工业 革命的孕育与发展。而越来越清晰的是,工业互联网 是实现这一 数字化转型的关键路径,构筑了第四次工业革命的 发展基石。
本报告主要分为八个部分。第一部分介绍了工业互联网的内 涵与意义。第二部分回顾了体系架构 1.0 版本,并介绍 2.0 版本 的定位与作用。第三部分明确工业互联网体系架构 2.0 的设计方 法论,剖析工业互联网体系架构 2.0 的整体视图。第四部分深入 分析工业互联网体系架构 2.0 的业务视图,并给出产业、企业、 工厂等不同层面业务目标与应用方向。第五部分剖析工业互联网 体系架构 2.0 的功能架构,探究网络、平台、安全三大体系的功 能视图、现状分析、存在的问题,并指出未来的发展趋势。第六 部分着重分析工业互联网体系架构 2.0 的实施框架,描述网络 、 标识、平台、安全部分实施部署方式和关键要素。第七部分 对工 业互联网技术体系进行梳理。第八部分分析企业结合体系 架构互联网体系架构(版本 2.0)》编写过程中也获得了众 多专家的指导与帮助。特别感谢工业和信息化部信息通信管理局、 信息技术发展司、网络安全管理局等对报告的全面指导。报告编 制中,编写组就体系架构 2.0 设计关键问题先后征询了邬贺铨、 方滨兴、孙凝晖、于海斌、屈贤明、安筱鹏、吕卫锋、王飞跃、 韩秀成、赵敏、张俊等院士及专家意见,并结合意见对体系架构 2.0 进行了多次修改和完善。上海优也信息科技有限公司首席技 术战略官林诗万、上海宝信软件股份有限公司首席技术官丛力群、 华为集团标准与产业部首席产业规划专家史扬等专家为报告提 出了详细的建设性指导意见,为体系架构 2.0 研究和本报告撰写 提供了重要参考。此外,白皮书编写过程中也得到了联盟成员及 国内外众多企业的大力支持,结合自身实践经验提供大量素材, 对白皮书中观点的形成和完善提出了重要建议。
工业互联网体系架构2.0- 20200423
《工业互联网体系架构(版本 2.0)》编写过程中也获得了 众多专家的指导与帮助。特别感谢工业和信息化部信息通信管理 局、信息技术发展司、网络安全管理局等对报告的全面指导。报 告编制中,编写组就体系架构 2.0 设计关键问题先后征询了邬贺 铨、方滨兴、孙凝晖、于海斌、屈贤明、安筱鹏、吕卫锋、王飞 跃、韩秀成、赵敏、张俊等院士及专家意见,并结合意见对体系 架构 2.0 进行了多次修改和完善。上海优也信息科技有限公司首 席技术战略官林诗万、上海宝信软件股份有限公司首席技术官丛 力群、华为集团标准与产业部首席产业规划专家史扬等专家为报 告提出了详细的建设性指导意见,为体系架构 2.0 研究和本报告 撰写提供了重要参考。此外,白皮书编写过程中也得到了联盟成 员及国内外众多企业的大力支持,结合自身实践经验提供大量素 材,对白皮书中观点的形成和完善提出了重要建议。
工业互联网产业联盟 联系电话:010-62305887
邮箱:aii@
编写说明
当前,以新一代信息技术为驱动的数字浪潮正深刻重塑经济 社会的各个领域,移动互联、物联网、云计算、大数据、人工智 能等技术与各个产业深度融合,推动着生产方式、产品形态、商 业模式、产业组织和国际格局的深刻变革,并加快了第四次工业 革命的孕育与发展。而越来越清晰的是,工业互联网是实现这一 数字化转型的关键路径,构筑了第四次工业革命的发展基石。
2016 年,工业互联网产业联盟(AII)发布了《工业互联网 体系架构(版本 1.0)》,推动产业各界认识层面达成共识,为开 展工业互联网实践提供了参考依据。通过几年来的理论和实践探 索,工业互联网已从概念形成普及进入到应用实践推广的新阶段, 业界对工业互联网的发展方向已有高度的共识。在这一过程中, 国内外均形成了大量的探索实践,工业互联网几乎涵盖了工业的 各个行业、大中小各类企业乃至实体经济的各个领域,新一代信 息技术与制造、能源、交通、医疗、服务等技术的融合集成初步 显现了其巨大的生命力和创造力,为进一步创造新的生产力和发 展动能奠定了基础。
工业互联网垂直平台的信息安全保障体系构建
2021.01 /55工业互联网垂直平台的信息安全保障体系构建文│众能联合数字技术有限公司 张海港经过近4年的政策指引,工业互联网平台已经融合产业链上下游企业走向了市场化,并演变出双跨平台引领,垂直平台百花齐放的局面,其信息安全也出现了三个演进趋势:面向垂直平台保障的安全体系1.0向产业上下游融合保障的2.0体系;面向大数据、人工智能、物联网等先进技术的安全方案逐步走向落地;此外随着我国隐私数据法律法规的出台,隐私合规是工业互联网信息安全的第三个发展趋势。
本文将以典型工业垂直平台企业信息安全体系构建的案例,介绍三个趋势在实际落地的一些实践过程。
一、工业互联网平台发展趋势工业互联网的发展从智能制造政策导向,向2020年的各行业垂直领域市场导向演变。
2015年国务院先后发布了《中国制造2025》以及《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》,以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,围绕制造业与互联网融合的关键环节,促进产业转型升级。
2020年工信部发布《关于推动工业互联网加快发展的通知》,首要任务是加快新型基础设施建设,明确四项工作——改造升级工业互联网内外网络、增强完善工业互联网标识体系、提升工业互联网平台核心能力、建设工业互联网大数据中心,代表了工业互联网重点发展方向。
此外,国家“十四五”依然将工业互联网定位新基建的战略发展方向。
新基建为工业互联网基础设施建设指路,为融合应用做强“数字底座”,赋能制造业转型升级。
其过程中细分出各个垂直行业的特有创新业务模式,以价值链导向的业务多形态百花齐放。
二、垂直平台安全发展趋势工业互联网信息安全保障体系将工业互联网平台1.0中以网络、平台、安全的框架,延伸到工业互联网平台安全的全产业链保障,更多地面向物联网安全接入和平台上下游企业生态数据安全和行业安全扩展。
其中垂直平台数字化转型过程的安全保障趋势,目前初步形成三条落地路径,一是在垂直行业层面,通过对各种生产要素和资源的连接及优化配置,变革业务流程,形成新的商业模式。
加快推进产业数字化“三个全覆盖”实施方案(2022-2025年)
近期,为深入推进产业数字化的新内涵、新任务、新目标,加快推进规上工业企业数字化改造全覆盖、重点细分行业中小企业数字化改造全覆盖、百亿元以上产业集群工业互联网平台全覆盖(以下简称“三个全覆盖"),根据数字经济“一号工程”升级版和以“产业大脑+未来工厂”为引领推进制造业数字化转型等文件要求,浙江省数字经济发展领导小组研究制定了加快推进产业数字化“三个全覆盖”实施方案。
发展现状我省是制造业大省,工业企业数量众多,产业集群特征明显,截至2021年底,全省拥有规模以上工业企业约5.5万家、中小微企业约280万家,形成了150个左右规模以上工业企业产值超百亿元的县域产业集群。
持续深入实施数字经济“一号工程”,大力开展工业企业数字化改造,积极探索中小企业数字化改造模式,不断完善u l÷N"工业互联网平台体系,产业数字化发展水平领跑全国。
但我省还存在规上工业企业数字化应用深度不够、中小企业数字化应用普及不广、工业互联网平台赋能集群能力不足等问题,实现“三个全覆盖”仍面临诸多挑战。
主要目标深入贯彻落实省委省政府数字化改革决策部署,以“产业大脑+未来工厂”为引领,以规上工业企业、细分行业中小企业、百亿元以上产业集群为对象,以数据驱动业务流程再造、组织形态重组、商业模式重塑为导向,力争到2025年,实现全省规上工业企业数字化改造全覆盖、30个以上重点细分行业中小企业数字化改造全覆盖和百亿元以上产业集群工业互联网平台全覆盖,新一代信息技术与制造业在更广范围、更深程度、更高水平上融合发展,产业数字化发展水平继续保持全国前列。
(一)规上工业企业数字化改造全覆盖。
以提高工业企业数字化应用深度为重点,分层分级推动工业企业数字化水平逐步提升。
到2025年,全省规上工业企业实现数字化改造1.0全覆盖,数字化改造2.0覆盖率达到80%,工业企业数字化向集成应用、创新应用更高水平发展。
(二)细分行业中小企业数字化改造全覆盖。
工业互联网平台技术及常见应用场景-以海尔卡奥斯平台为例
工业互联网平台技术及常见应用场景2020年8月工业互联网概述1工业互联网平台技术2Contents目录卡奥斯数据治理3卡奥斯科学家工作台4应用案例501工业互联网概述工业互联网是新一代网络信息技术与制造业深度融合的产物,是实现产业数字化、网络化、智能化发展的重要基础设施,通过人、机、物的全面互联,全要素、全产业链、全价值链的全面连接,推动形成全新的生产制造和服务体系,是经济转型升级的关键依托、重要途径、全新生态。
工业互联网是什么?工业互联网体系架构2.0包括产业层、商业层、应用层、能力层4个层次,其中1个宏观视角;3个微观视角工业互联网的总体业务视图02工业互联网平台技术API-Gateway开放平台AB C D E FG H I J KSaaS通用功能PaaS云管平台算法模型库微服务治理开发者中心工业机理模型SaaS场景能力算法模型库大数据BI工具工业机理模型KAI机器学习CH平台核心能力海尔行业能力SaaS提质增效SaaS应用创新SaaS资源配置海尔七大节点能力NIAASIOT家电农业模具教育机械能源服装建陶房车大健康电子交通好品海智智慧城市化工定制PBEDSaaS通用公共能力FA微服务治理I开发者平台JL大数据BI工具M AI工具LM标识解析区块链N M标识解析o区块链OCR NP Q R 计算网络数据库S计量计费T日志告警U消息通知QR TS UV W IoT云设备管理边缘计算X加密芯片Y智能网关V X£Z终端设备Z工业协议YGPAASG QR TS UPAPAAS+大数据+AI安全防护层£数字孪生WSAAS€COSMO Store€企业/个人/开发者/政府门户平台架构云计算AI 应用AI 应用控制中心云端边端云端边端视频上传模型识别视频上传下发模型识别监控边缘计算带宽浪费延迟过高云端成本高昂隐私问题无法解决云计算1.0边缘计算3.0边缘计算2.0边端云端管理端(私有)进程进程进程进程边端云端管理端(私有)容器容器容器容器边端云端管理端(公有K8S )容器容器容器容器标准化:边缘能力:成本:标准化:边缘能力:成本:标准化:边缘能力:成本:COSMO 边缘计算平台边端云端管理端(K8S )数据清洗数据分析业务应用Ai 应用COSMO IoT➢原生集成COSMO IoT 平台➢基于K8S 技术,管理更高效➢边缘能力更强大,可将任何容器应用在边缘端运行起来➢接入成本低,充分利用现有资源,平台仅收取服务费➢繁荣的边缘应用市场,丰富的系统应用与第三方应用,支撑客户多样的需求COSMO 边缘计算平台边缘节点业务应用数据库➢边缘侧执行,实现产品实时预测,提升检测效率➢边云协同,实现AI 模型云端下发,节点状态统一监控➢局域网内可执行,减少数据上云基于机器视觉的质检方案,通过云端下发分析模型应用与边缘实时决策的结合,实现自动视觉检测,提升产品质量工业生产线海尔云边缘计算边云数据协同图片大数据Ai 模型边缘计算应用场景-工业视觉建设背景①政策背景——顶层设计需求根据国家《工业互联网发展行动计划(2018-2020)》,明确提出“标识解析体系构建行动”的发展目标为“2020年建成5个左右标识解析国家顶级节点,形成10个以上公共标识解析服务节点,标识注册量超过20亿”。
工业互联网标准体系(2.0)
6 工业互联网安全
工业互联网安全标准化工作应紧密围绕工业互联网各 安全防护对象,从防护对象、防护措施和防护管理三个维度 来开展。目前在工业互联网安全方面,联盟依托产业发展现 状,在联盟标准的制定与实施层面持续开展工作,目前已发 布《工业互联网安全总体要求》和《工业互联网平台安全防 护要求》两项联盟标准,并依据上述标准开展试点应用与培 训宣贯工作,促进产业对于工业互联网安全防护意识与防护 水平不断提升。
编写说明
工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,日益 成为新工业革命的关键支撑和深化“互联网+先进制造业”的重要基 石,对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性影响。“工业互联 网、标准先行”,标准化工作是实现工业互联网的重要技术基础。
为指导当前和未来一段时间工业互联网标准化工作,解决标准缺 失、滞后、交叉重复等问题,落实国务院“关于深化’互联网+先进 制造业’发展工业互联网的指导意见”,由工业和信息化部指导,在 紧密结合《工业互联网标准体系框架(版本 1.0)》、全面总结工业 互联网标准化需求基础上,工业互联网产业联盟(以下简称“联盟”) 组织撰写《工业互联网标准体系(版本 2.0)》,修订了工业互联网 标准体系框架及重点标准化方向,梳理了已有工业互联网标准及未来 要制定的联盟标准,形成统一、综合、开放的工业互联网标准体系。
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平台 接口模型》等平台架构类标准;在数据采集方面,联 盟已发布或正在制定制造资源/能力集成接入要求、工业设 备接入技术要求等标准;在应用开发环境和工业微服务方 面,已发布或正在制定《工业互联网平台 应用接口管理要 求》、《工业互联网平台 微服务框架》等标准;在工业互 联网平台测试与评估方面,发布或正在制定《工业互联网平 台 可信服务评估评测要求》、《工业互联网平台 测试验 证》等标准。
工业互联网标准体系(2.0)
中国信息通信研究院:续合元、石友康、李海花、黄颖、 沈彬、张恒升、罗松、刘默、刘棣斐、田慧荣、李艺、杜霖、 李南、刘棣斐、池程、田娟、陈洁、林欢
中国科学院沈阳自动化研究所:鹏、李栋、刘意杨、 刘阳、张华良
华为技术有限公司:秦尧、李汉涛、张朝辉、王雨晨、 彭炎、周亚灵、赵黎黎
海尔集团:陈录城、张维杰、王晓虎、任涛林、张海港 三一集团有限公司:贺东东、王锦霞 中国电信集团股份有限公司:杨震、孙健、王志宏、张 东、李洁、龚晟、张建雄、徐敏捷、程涛 北京奇安信科技有限公司:陶耀东 中国联合网络通信集团有限公司:陈晓天、许冬勇、巫 灵珊 中国移动通信集团有限公司:陈维、王荣、张峰 阿里云计算有限公司:刘松、张大江、刘欢、李俊平、 胡鑫、杨国彦、刘宇航 清华大学:王建民、王晨 北京索为系统技术股份有限公司:王战 中兴通讯股份有限公司:楚俊生、张博山、李斌、王继 刚 潍柴动力股份有限公司:曹志月、陆成长、高庆
编写说明
工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,日益 成为新工业革命的关键支撑和深化“互联网+先进制造业”的重要基 石,对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性影响。“工业互联 网、标准先行”,标准化工作是实现工业互联网的重要技术基础。
为指导当前和未来一段时间工业互联网标准化工作,解决标准缺 失、滞后、交叉重复等问题,落实国务院“关于深化’互联网+先进 制造业’发展工业互联网的指导意见”,由工业和信息化部指导,在 紧密结合《工业互联网标准体系框架(版本 1.0)》、全面总结工业 互联网标准化需求基础上,工业互联网产业联盟(以下简称“联盟”) 组织撰写《工业互联网标准体系(版本 2.0)》,修订了工业互联网 标准体系框架及重点标准化方向,梳理了已有工业互联网标准及未来 要制定的联盟标准,形成统一、综合、开放的工业互联网标准体系。
工业互联网标准体系
工业互联网标准体系(版本1.0)2017年2月编写说明工业互联网涉及工业和互联网等信息通信技术领域的各个环节和各个主体,正形成复杂和全新的生态系统,工业系统联网及协同需求的增加,又带来了大量新的标准化需求。
针对现有工业互联网相关标准缺失、滞后及交叉重复等问题,由工业和信息化部指导,工业互联网产业联盟(以下简称AII)启动了工业互联网标准体系的研究。
在紧密结合《工业互联网体系架构(版本1.0)》、全面总结工业互联网标准化需求基础上,撰写了工业互联网标准体系报告(版本1.0),提出了工业互联网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。
报告旨在为业界提供体系化、系统化的工业互联网标准化指导框架,为制修订工业互联网国家标准、行业标准、团体标准提供参考和依据,为工业互联网发展提供基础支撑。
工业互联网是一个长期发展和演进的过程,联盟将根据国内外工业互联网的发展情况,持续推进标准化需求研究,广泛吸纳产业界的反馈意见,适时修订和发布报告新版。
— 1—指导单位:工业和信息化部联合牵头编写单位:中国信息通信研究院、中国航天科工集团公司参与编写单位:中国信息通信研究院、中国航天科工集团公司、中国科学院沈阳自动化研究所、三一集团有限公司、青岛海尔工业智能研究院有限公司、华为技术有限公司、中国电信集团公司、阿里云计算有限公司、北京奇安信科技有限公司、中国大唐集团公司、上海华东电信研究院、中国移动通信集团公司、上海宝信软件股份有限公司、中国电子信息产业集团有限公司、北京机械工业自动化研究所、北京和利时智能技术有限公司、上海威派格智慧水务股份有限公司、清华大学、潍柴动力股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、树根互联技术有限公司、智能云科信息科技有限公司、中国联合网络通信有限公司网络技术研究院、石化盈科信息技术有限责任公司、工业和信息化部电子第一研究所、江苏徐工信息技术股份有限公司、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、浙江中控技术股份有限公司编写组成员:中国信息通信研究院:余晓晖、李海花、关欣、石友康、刘默、沈彬、李强、刘阳、张雪丽、魏凯、张恒升、黄颖、田洪川、李娜、蒋昕昊中国航天科工集团公司:魏毅寅、年丰、王宇宏、柴旭东、方滔、夏晶、朱虹、李潭、侯宝存、于文涛、谷牧、李润强、秦鹏、丁雨、陆小兵、刘振权、张亚琦中国科学院沈阳自动化研究所:于海斌、曾鹏、李栋、刘阳三一集团有限公司:贺东东、王锦霞青岛海尔工业智能研究院有限公司:陈录城、张维杰、于吉花华为技术有限公司:周亚灵、史扬、张维良中国电信集团公司:孙健、张东、刘希、夏艳、杨震阿里云计算有限公司:刘松、贾宁、郑王力、马铁宝、李俊平、田丰、刘云璐北京奇安信科技有限公司:谭晓生、陶耀东中国大唐集团公司:吕庭彦、丁罕上海华东电信研究院:郑忠斌、费海平中国移动通信集团公司:林琳、郭晓岩上海宝信软件股份有限公司:丛力群中国电子信息产业集团有限公司:李峻、白丽芳北京机械工业自动化研究所:谢兵兵北京和利时智能技术有限公司:朱毅明、龚涛上海威派格智慧水务股份有限公司:杨峰、丁凯清华大学:王建民、王晨潍柴动力股份有限公司:曹志月、陆成长、高庆— 3—中兴通讯股份有限公司:高峰、张博山、林兆骥、邵伟翔树根互联技术有限公司:文博武、张茂森智能云科信息科技有限公司:朱志浩、张晓中国联合网络通信有限公司网络技术研究院:荆雷、聂昌石化盈科信息技术有限责任公司:蔡善华、姚志康工业和信息化部电子第一研究所:何小龙、周剑、陈杰、邢腾飞、张健、李君、肖琳琳江苏徐工信息技术股份有限公司:杨勇、张启亮、郭辉机械工业仪器仪表综合技术经济研究所:刘丹、闫晓风、赵艳岭、谢素芬浙江中控技术股份有限公司:俞文光、陆卫军、黄文君目录编写说明一、工业互联网产业发展情况 (1)二、工业互联网标准体系建设的思路及原则 (3)(一)总体思路 (3)(二)基本原则 (3)三、工业互联网标准体系框架 (4)(一)工业互联网标准体系框架 (4)(二)重点标准化领域和方向 (6)四、工业互联网标准化推进建议 (14)(一)统筹部署协同推进工业互联网标准化 (14)(二)推进工业互联网标准验证和标准推广 (14)(三)加强国际标准化合作与交流 (15)工业互联网是满足工业智能化发展的关键网络基础设施,是新一代信息技术与现代工业全方位深度融合所形成的新兴业态与应用模式。
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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、
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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。
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3 边缘计算
边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧构建的 融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放体系和 关键技术,其国内外标准化工作刚刚进入起步阶段,国内正 在制定《工业互联网 边缘计算节点模型和技术要求 边缘控 制器》《工业互联网 边缘计算节点模型和技术要求 边缘网 关》等通信行业标准。目前,联盟尚未发布边缘计算相关标 准,正在加快推动边缘计算相关的总体架构、资源抽象和虚 拟化、边云协同、节点管理、设备资源开放等方面标准研制 工作。
2 标识解析
标识解析系统是工业互联网重要基础设施之一。目前, 国内外存在多种标识解析技术,包括标码(Handle)、对象 标识符(OID)、物联网统一标识(Ecode)编码、国际物品 编码(GS1)等。现有标识解析技术大部分面向物联网个别 领域应用,缺少针对工业互联网特定应用场景、复杂工序流 程等特定应用设计,在数据互认、互操作等方面也缺技术方 案,无法支撑构建统一管理、高效、安全可靠、互联互通的 网络基础设施。目前,CCSA 和工业互联网产业联盟正在制 定《工业互联网 标识解析 信息协同共享技术要求》等相关 标准,将从整体上构建一套体系完整、兼容性强、能够满足 各行业应用的工业互联网标识解析标准体系。
三、 工业互联网标准体系框架 ..............................................................8 (一)工业互联网标准体系框架 .....................................................8 (二)重点标准化领域和方向........................................................ 10
二、 工业互联网标准体系建设的思路及原则 ......................................6 (一)指导思想 .................................................................................. 6 (二)基本原则 .................................................................................. 7
4 平台与数据
工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化 需求,构建基于云平台的海量数据采集、汇聚、分析服务体 系,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置。全球工 业互联网平台发展迅速,涌现出一批优秀平台产品和创新应 用,但整体上看,当前平台发展还处于初级阶段,产业发展 与标准化共识正在形成,数据采集、资源管理与配置、工业 大数据、工业微服务、工业应用开发环境、平台互通适配等 领域成为标准化和产业推广布局的重点。目前,联盟已发布 《工业互联网工业互联网平台 通用要求》、《工业互联网
(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
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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。
四、工业互联网标准化推进及实施建议 ..............................................19 附件 1:工业互联网相关名词术语和缩略语 .......................................21 附件 2:工业互联网标准明细表 ...........................................................24
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。
目录
一、 工业互联网发展情况 ......................................................................1 (一)工业互联网体系架构.............................................................. 1 (二)工业互联网重点领域标准化发展情况 .................................2