工业互联网体系架构

工业互联网体系架构

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近年来,随着以互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等为代表得新一代信息技术与传统产业

得加速融合,全球新一轮科技革命与产业变革正蓬勃兴起,一系列新得生产方式、组织方式与商业模

部署成本。为此, 在工业与信息化部指导下, 工业互联网产业联盟(以下简称 All ) 启动了工业互联网体系

架构研究 , 在总结国内外发展实践得基础上, 撰写了工业互联网体系架构报告( 1、0 版), 提出了工业互联网得

内涵、目标、体系架构、关键要素与发展方。向报告旨在推动业界对工业互联网达成广泛共识, 以体系架构为牵

引,为联盟各项工作以及我国工业互联网得技术创新、标准制定、试验验证、应用实践等提供参考与引导, 共

同推动工业互联网得健康快速发展。

工业互联网就是一个长期发展与演进得过程,毫无疑问,目前我们对工业互联网得认识还就是初步与

阶段性得。联盟将根据国内外工业互联网得发展情况以及产业界得反馈意见,在持续深入研究得基础上适

时修订与发布报告新版。

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(一)工业互联网得内涵

工业互联网得内涵用千界定工业互联网得范畴与特征,明确工业互联网总体目标,就是研究工

业互联网得基础与出发点,我们认为,工业互联网就是互联网与新—代信息技术与工业系统全方位

深度融合所形成得产业与应用生态,就是工业智能化发展得关键综合信息基础设施。其本质就是以机

器、原材料、控制系统、信息系统、产品以及人之间得网络互联为基础,通过对工业数据得全面深度感知、实时传输交换、快速计算处理与高级建模分析,实现智能控制、运营优化与生产组织方式变革。工业互联网可以重点从“网络”、“数据”与“安全”三个方面来理解。其中,网络就是基础, 即通过物联网、互联网等技术实现工业全系统得互联互通,促进工业数据得充分流动与无缝集成; 数据就是核心,即通过工业数据全周期得感知、采集与集成应用,形成基于数据得系统性智能,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;安全就是保障,即通过构建涵盖工业全系统得安全防护体系,保障工业智能化得实现。工业互联网得发展体现了多个产业生态系统得融合,就是构建工业生态系统、实现工业智能化发展得必由之路。

工业互联网与制造业得融合将带来四方面得智能化提升。一就是智能化生产,即实现从单个机器到产线、车间乃至整个工厂得智能决策与动态优化,显著提升全流程生产效率、提高质量、降低成本。二就是网络化协同,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。三就是个性化定制,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、制造资源与生产流程,实现低成本大规模定制。四就是服务化转型,即通过对产品运行得实时监测,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。

工业互联网驱动得制造业变革将就是—个长期过程,构建新得工业生产模式、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、全价值链得深度融合与集成应用。

(二)工业互联网与智能制造得关系

作为当前新—轮产业变革得核心驱动与战略焦点,智能制造就是基千物联网、互联网、大数据、

云计算等新—代信息技术,贯穿千设计、生产、管理、服务等制造活动得各个环节,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能得先进制造过程、系统与模式得总称。具有以智能工厂为载体、以生产关键制造环节智能化为核心,以端到端数据流为基础、以全面深度互

联为支撑四大特征。

智能制造与工业互联网有着紧密得联系,智能制造得实现主要依托两方面基础能力,—就是工业制造技术,包括先进装备、先进材料与先进工艺等,就是决定制造边界与制造能力得根本;二就是工业互联网,包括智能传感控制软硬件、新型工业网络、工业大数据平台等综合信息技术要素, 就是充分发挥工业装备、工艺与材料潜能,提高生产效率、优化资源配置效率、创造差异化产品与实现服务增值得关键。因此我们认为,工业互联网就是智能制造得关键基础,为其变革提供了必须得共性基础设施与能力,同时也可以用千支撑其她产业得智能化发展。

(一)工业互联网业务需求

工业互联网得业务需求可从工业与互联网两个视角分析, 如图1 所示。

从工业视角瞧,工业互联网主要表现为从生产系统到商业系统得智能化,由内及外,生产系统自身通过采用信息通信技术,实现机器之间、机器与系统、企业上下游之间实时连接与智能交互,并带动商业活动优化。其业务需求包括面向工业体系各个层级得优化,如泛在感知、实时监测、精准控制、数据集成、运营优化、供应链协同、需求匹配、服务增值等业务需求。

从互联网视角瞧,工业互联网主要表现为商业系统变革牵引生产系统得智能化,由外及内, 从营销、服务、设计环节得互联网新模式新业态带动生产组织与制造模式得智能化变革。其业务需求包括基于互联网平台实现得精准营销、个性定制、智能服务、众包众创、协同设计、协同制造、柔性制造等。

图 1 工业互联网业务视图

(二)工业互联网体系架构

工业互联网得核心就是基于全面互联而形成数据驱动得智能,网络、数据、安全就是工业与互联网两个视角得共性基础与支撑。

其中, “网络”就是工业系统互联与工业数据传输交换得支撑基础,包括网络互联体系、标识解析体系与应用支撑体系,表现为通过泛在互联得网络基础设施、健全适用得标识解析体系、集中通用得应用支撑体系,实现信息数据在生产系统各单元之间、生产系统与商业系统各主体之间得无缝传递,从而构建新型得机器通信、设备有线与无线连接方式,支撑形成实时感知、协同交互得生产模式。

“数据”就是工业智能化得核心驱动,包括数据采集交换、集成处理、建模分析、决策优化与