工业互联网-互联网+制造业的一种范式
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二、工业互联网平台是新工业体系的“操作系统” ——扁平、灵活、软件定义的组织架构
三、工业互联网平台是资源集聚共享的有效载体 ——各方资源汇聚，社会化协同生产
四、工业互联网平台是打造制造企业竞争新优势的关键抓手 ——平台/生态成为企业垄断地位的标志
从信息网络视角看，工业互联网是计算机网络在工业的延伸
■ 按照计算机、网络、软件定义的思路，解构传统工业系统
2.工业互联网体系架构与内涵
工业互联网平台功能架构
——摘自《工业互联网平台白皮书（2017）》，工业互联网产业联盟
2.工业互联网体系架构与内涵
工业互联网平台功能架构
——摘自《工业互联网平台白皮书（2017）》，工业互联网产业联盟
2.工业互联网体系架构与内涵
从信息网络维度，对平台的四个定位：
一、工业互联网平台是传统工业云平台的迭代升级 ——大量工业用户参与的软件生态
实例：欧洲“Knowledge based Factory”项目
1.工业互联网的发展背景
制造业的需求
——以互联网为代表的新一代信息技术与制造系统深度融合
1.工业互联网的发展背景
互联网+第三产业释放巨大活力，成为重要经济增长极
报告内容
01 工业互联网的发展背景 02 工业互联网体系架构与内涵 03 平台的核心关键技术 04 工业互联网的应用范式 05 结语
■ 全球，燃气发电厂生产效率提高1%，将节约价值660亿美元燃油； 石油天然气勘探开发的资本利用率提高1%，每年将减少近900亿美元支出；
铁路、航空、医疗、电力、石油天然气行业提效1%，15年内带来2760亿美元增长
1.工业互联网的发展背景
传统制造系统存在的问题
③分析的综合预见性不足
■对工业运行数据的挖掘深度不足 ■导致决策不准确、盲目
工业互联网
——互联网+制造业的一种范式
报告内容
01 工业互联网的发展背景 02 工业互联网体系架构与内涵 03 平台的核心关键技术 04 工业互联网的应用范式 05 结语
1.工业互联网的发展背景
第一个工业互联网提案——美国GE“工业互联网”
— 2012年末，美国GE公司提出的关于产业设备与IT融合的概念
2.工业互联网体系架构与内涵
工业互联网本质内涵：“人-机-物”深度融合的智能网络空间
主要特征：
①三元融合 ■人行为模型 ■工业过程模型 ■信息系统模型 ②时空关联 ■实时反映工业过程的时空变化 ③平行演进 ■信息空间与物理空间同步演进 ④ 智能涌现 ■实现工业过程的自感知、自分 析、自优化、自执行
— 【工业互联网】设备、人和数据互联，三个过程 实时、并行开展，数据分析同步反映设备状态，实时 控制设备动作、精确优化运行效率
由此带来的“1%的威力”—1%提效创造1万亿美元市场：
■ 中国，未来15年燃气发电机组能耗降低1%，节约80亿美元燃料； 油气勘探开发的资本利用率提高1%，则能省下70亿美元； 铁路网络的运输行业运营效率提高1%，又能省下20亿美元燃料成本。
■遵循灵活、开放、生态的原则，重新组织工业系统运行
2.工业互联网体系架构与内涵
工业互联网本质内涵：“人-机-物”深度融合的智能网络空间
主要特征：
①三元融合 ■人行为模型 ■工业过程模型 ■信息系统模型 ②时空关联 ■实时反映工业过程的时空变化 ③平行演进 ■信息空间与物理空间同步演进 ④ 智能涌现 ■实现工业过程的自感知、自分 析、自优化、自执行
3.工作中 的人
将任何时间段工作和移 动的人员连接起来支撑 更加智能的设计，运作， 维护和更高的服务质量 和安全
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1.工业互联网的发展背景
工业互联网提出的背景
● GE要为大量的工业、航空、医疗装备提供运维服务 ● 借助互联网、大数据的，可以显著提高服务质量，实现增值
— 【传统方式】数据获取、计算分析和决策优化分 离，围绕历史数据分析的结果难以实时、精准作用到 设备 运行过程
— 定义：基于开放、全球化的网络，将设备、人和数据分析（工业互联网三要素）连接起来，用过对大数据 的利用与分析，升级航空、医疗装备等工业领域的智能化，降低能耗，提升效率。
通过先进的传感器， 控制和软件将全球 设备，机群和网络 连接起来
1.智能 机器人
工业 互联网
2.先进 分析
将基于物理世界的 分析预测算法，自 动化和专业领域知 识结合起来
2.工业互联网体系架构与内涵
背景与内涵
网络空间体系架构和演进 ——时延敏感网络新架构及网络行为特征
数据科学问题 ——多源异构、时空关联大数据分析
网络空间安全问题 ——信息与物理一体化安全
2.工业互联网体系架构与内涵
从智能制造维度，工业互联网不是一张网，是互联的工业系统
企业内部： ■制造系统互联：各类制造设备互联 ■管理—控制互联：业务系统与控制系统互联 跨企业间： ■产业链上下游企业互联，构成制造网络
互联工业系统的需求： ■互联的最终目的是为智能决策提供支撑，进而实现工业过程的运行优化 ■亟需大量与工业过程相关机理、运行、优化知识的高效获取、融合、处 理与应用
2.工业互联网体系架构与内涵
工业互联网发展的目标：
由“信息网络支撑的互联智能”向“知识驱动的自主智能”发展
当前状态
数字化深化应用 -全过程的数字化集成
当前目标
互联智能 -企业内互联
-跨企业互联 -生命周期互联
未来目标
自主智能
-工况自感知 -工艺自学习 -装备自执行 -系统自组织
制造信息空间
主导技术：
数字化
主导技术：
互联网 物联网
----
2020
视觉感知相比传统温度变送器： ■从检测“温度点“ ，到感知 “温度场” ■感知信息具有更高的维度和更大的信息量 ■为实时，精准优化制氢过程提供可能
1.工业互联网的发展背景
提升互联广度
实例：德国“数字工厂”项目
产品规划 产品设计 生产规划
试制
量产
使用
服务
数字工厂
1.工业互联网的发展背景
提升分析预见性
②互联广度不足
■跨领域信息孤岛难以互联互通 ■无法准确描述领域间复杂关联关系，决策全局性差
①感知深度不足
■传统仪表自动化系统仅感知过程变量 ■信息维度低、难以反映物理过程深层次动态特性
1.工业互联网的发展背景
提升感知深度
实例：美国“智能过程制造（SPM）”计划，制氢工厂
■通过多路摄像头感知对温度场建模、分析与实时调节
三、工业互联网平台是资源集聚共享的有效载体 ——各方资源汇聚，社会化协同生产
四、工业互联网平台是打造制造企业竞争新优势的关键抓手 ——平台/生态成为企业垄断地位的标志
从信息网络视角看，工业互联网是计算机网络在工业的延伸
■ 按照计算机、网络、软件定义的思路，解构传统工业系统
2.工业互联网体系架构与内涵
工业互联网平台功能架构
——摘自《工业互联网平台白皮书（2017）》，工业互联网产业联盟
2.工业互联网体系架构与内涵
工业互联网平台功能架构
——摘自《工业互联网平台白皮书（2017）》，工业互联网产业联盟
2.工业互联网体系架构与内涵
从信息网络维度，对平台的四个定位：
一、工业互联网平台是传统工业云平台的迭代升级 ——大量工业用户参与的软件生态
实例：欧洲“Knowledge based Factory”项目
1.工业互联网的发展背景
制造业的需求
——以互联网为代表的新一代信息技术与制造系统深度融合
1.工业互联网的发展背景
互联网+第三产业释放巨大活力，成为重要经济增长极
报告内容
01 工业互联网的发展背景 02 工业互联网体系架构与内涵 03 平台的核心关键技术 04 工业互联网的应用范式 05 结语
■ 全球，燃气发电厂生产效率提高1%，将节约价值660亿美元燃油； 石油天然气勘探开发的资本利用率提高1%，每年将减少近900亿美元支出；
铁路、航空、医疗、电力、石油天然气行业提效1%，15年内带来2760亿美元增长
1.工业互联网的发展背景
传统制造系统存在的问题
③分析的综合预见性不足
■对工业运行数据的挖掘深度不足 ■导致决策不准确、盲目
工业互联网
——互联网+制造业的一种范式
报告内容
01 工业互联网的发展背景 02 工业互联网体系架构与内涵 03 平台的核心关键技术 04 工业互联网的应用范式 05 结语
1.工业互联网的发展背景
第一个工业互联网提案——美国GE“工业互联网”
— 2012年末，美国GE公司提出的关于产业设备与IT融合的概念
2.工业互联网体系架构与内涵
工业互联网本质内涵：“人-机-物”深度融合的智能网络空间
主要特征：
①三元融合 ■人行为模型 ■工业过程模型 ■信息系统模型 ②时空关联 ■实时反映工业过程的时空变化 ③平行演进 ■信息空间与物理空间同步演进 ④ 智能涌现 ■实现工业过程的自感知、自分 析、自优化、自执行
— 【工业互联网】设备、人和数据互联，三个过程 实时、并行开展，数据分析同步反映设备状态，实时 控制设备动作、精确优化运行效率
由此带来的“1%的威力”—1%提效创造1万亿美元市场：
■ 中国，未来15年燃气发电机组能耗降低1%，节约80亿美元燃料； 油气勘探开发的资本利用率提高1%，则能省下70亿美元； 铁路网络的运输行业运营效率提高1%，又能省下20亿美元燃料成本。
■遵循灵活、开放、生态的原则，重新组织工业系统运行
2.工业互联网体系架构与内涵
工业互联网本质内涵：“人-机-物”深度融合的智能网络空间
主要特征：
①三元融合 ■人行为模型 ■工业过程模型 ■信息系统模型 ②时空关联 ■实时反映工业过程的时空变化 ③平行演进 ■信息空间与物理空间同步演进 ④ 智能涌现 ■实现工业过程的自感知、自分 析、自优化、自执行
3.工作中 的人
将任何时间段工作和移 动的人员连接起来支撑 更加智能的设计，运作， 维护和更高的服务质量 和安全
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1.工业互联网的发展背景
工业互联网提出的背景
● GE要为大量的工业、航空、医疗装备提供运维服务 ● 借助互联网、大数据的，可以显著提高服务质量，实现增值
— 【传统方式】数据获取、计算分析和决策优化分 离，围绕历史数据分析的结果难以实时、精准作用到 设备 运行过程
— 定义：基于开放、全球化的网络，将设备、人和数据分析（工业互联网三要素）连接起来，用过对大数据 的利用与分析，升级航空、医疗装备等工业领域的智能化，降低能耗，提升效率。
通过先进的传感器， 控制和软件将全球 设备，机群和网络 连接起来
1.智能 机器人
工业 互联网
2.先进 分析
将基于物理世界的 分析预测算法，自 动化和专业领域知 识结合起来
2.工业互联网体系架构与内涵
背景与内涵
网络空间体系架构和演进 ——时延敏感网络新架构及网络行为特征
数据科学问题 ——多源异构、时空关联大数据分析
网络空间安全问题 ——信息与物理一体化安全
2.工业互联网体系架构与内涵
从智能制造维度，工业互联网不是一张网，是互联的工业系统
企业内部： ■制造系统互联：各类制造设备互联 ■管理—控制互联：业务系统与控制系统互联 跨企业间： ■产业链上下游企业互联，构成制造网络
互联工业系统的需求： ■互联的最终目的是为智能决策提供支撑，进而实现工业过程的运行优化 ■亟需大量与工业过程相关机理、运行、优化知识的高效获取、融合、处 理与应用
2.工业互联网体系架构与内涵
工业互联网发展的目标：
由“信息网络支撑的互联智能”向“知识驱动的自主智能”发展
当前状态
数字化深化应用 -全过程的数字化集成
当前目标
互联智能 -企业内互联
-跨企业互联 -生命周期互联
未来目标
自主智能
-工况自感知 -工艺自学习 -装备自执行 -系统自组织
制造信息空间
主导技术：
数字化
主导技术：
互联网 物联网
----
2020
视觉感知相比传统温度变送器： ■从检测“温度点“ ，到感知 “温度场” ■感知信息具有更高的维度和更大的信息量 ■为实时，精准优化制氢过程提供可能
1.工业互联网的发展背景
提升互联广度
实例：德国“数字工厂”项目
产品规划 产品设计 生产规划
试制
量产
使用
服务
数字工厂
1.工业互联网的发展背景
提升分析预见性
②互联广度不足
■跨领域信息孤岛难以互联互通 ■无法准确描述领域间复杂关联关系，决策全局性差
①感知深度不足
■传统仪表自动化系统仅感知过程变量 ■信息维度低、难以反映物理过程深层次动态特性
1.工业互联网的发展背景
提升感知深度
实例：美国“智能过程制造（SPM）”计划，制氢工厂
■通过多路摄像头感知对温度场建模、分析与实时调节