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工业互联网体系架构2.0

本文作者:郭仁贤 2019-08-31 23:15
导语:在发布1.0的时候,很多內容和细节不够完善。

工业互联网体系架构2.0

今年2月,美国发布了由总统特朗普亲自主持制定的未来工业发展规划,将人工智能、先进的制造业技术、5G和量子信息科学列为“推动美国繁荣和保护国家安全”的四项关键技术,可以说对工业的发展空前的重视。

而中国,也迎来了智能制造发展的破局时刻,作为先进制造业后来者,中国制造正在以中国速度和中国智慧加速追赶。

2016年9月,工业互联网产业联盟发布了工业互联网产业体系架构1.0的版本,近日,中国信息通信硏究院副院长、工业互联网产业联盟秘书长余晓晖为行业人士揭晓了《工业互联网体系架构2.0》,具体新版本体系架构如下图所示:

工业互联网体系架构2.0

新的平台不断涌现

据工信部信息化和软件服务业司张轩表示,现阶段,国内越来越多的科技企业开展了工业互联网平台的建设,新的平台品牌不断涌现。例如中联重科推出云谷工业互联网平台ZValley OS,中国电子打造“中电云网″平台BachOS,联想推出LeapIOT平台,中油瑞飞深耕石油钻井、开采、运输、炼化等全流程,建设中国石油工业互联网平台,北汽新能源也打造“北汽云”等。

国内的工业互联网新的平台不断涌现,那么他的整个技术路线的设计、标准化和测试、商业实践,要如何去开展呢?

体系架构作为一个指导性的文件,在这里面会定义工业互联网的基本要素、基本元素、功能体系、相互的关系,以及部署的方法。

据了解,工业互联网产业体系架构1.0在分析业务需求基础上,指出网络、数据和安全是体系架构的三大核心。其中,在网络体系方面,提出工厂内部网络和工厂外部网络都将发生演进和变化,工厂内部网络呈现扁平化、IP化、无线化及灵活组网的发展趋势;IPv6将成为工业互联网发展的必然选择;对机器和产品进行识别的标识解析体系需要变革创新以适应工业智能化的需要。

工业互联网体系架构2.0

为什么要提出2.0版本?

雷锋网了解到,在发布1.0的时候,很多內容和细节不够完善,所以2.0版本的提出就很必要了。和1.0相比,2.0版本突出数字孪生基本功能和原理,融入网络、数据、安全新技术,具体而言:

  • 融入新技术原理,拓展工业垂直应用领域;

  • 丰富细化要素,强化产业指导;

  • 构建完整体系,加强国际对接。

此外,相较工业互联网体系架构1.0版本而言,2.0版本更是一个组合,原来定义的是功能架构,现在定义有业务指南、功能架构、实施框架、技术体系这四个部分:

  • 业务指南:体现工业互联网产业目标、商业价值、数字化能力和业务场景;

  • 功能架构:明确支撑业务实现的功能,包括基本要素、功能模块、交互关系和作用范围;

  • 实施框架:描述实现功能的软硬件部署,明确系统实施的层级结构、承载实体、关键软硬件和作用关系;

  • 技术体系:汇聚支撑工业互联网业务、功能和实施所需的关键技术。

工业互联网体系架构2.0

其中,功能架构是最核心的,实施框架围绕功能架构所产生,怎么去部署。

当开展工业互联网的项目时,就面临的业务需求和过去所提的信息化需求,余晓晖表示,

在新的互联网浪潮下,我们国家经济转型发展过程中,出现了产业升级的问题。对于企业来说,这个新的竞争环境下如何实现企业创新,获得竞争优势的问题,这些和过去10-20年前有什么不同呢?从本质上,原理上并没有很大的不同,利用新的信息技术改善传统产业。过去所追求的是流程的智能化,通过这种方式去提高生产力。现在很大的挑战,是外部的环境变得更为不确定性,变革更为迅捷,迭代更快速。

2.0版本:安全、数据、网络

据了解,这个工业化的功能架构,和1.0相比并没有本质的差别,从三个要素,例如安全、数据、网络来看。其中,网络是基础、数据是核心、安全是保障。

工业互联网体系架构2.0

在网络层面,基于信息模型的互通互操作成为支撑多元异构数据流转的集成核心;多方式、多QoS、智能化的网络互联是实现融合泛在互联的关键;“标识-解析-数据-应用”构成标识功能分层,实现跨企业、跨行业、跨地域,甚至跨国家的标识数据管理共享。

具体而言,2.0版本主要强化了网络互联能力,实现了所有的工业设备、资产、物理系统的连接;强化了数据互通能力,增强了应用层的通讯、信息模型、语音互操作,在连接的情况下,物体和物体之间的“对话”能力。

工业互联网体系架构2.0

在数据层面,感知控制、数字模型、决策优化是工业互联网数据功能的基本层次。其中,感知控制层实现资产数据感知识别和实时控制;数字模型层实现资产在虚拟空间的映射,管理数据和模型;决策优化层聚焦数据挖掘分析与价值转化。

此外,信息流与控制流闭环也得以基于数据实现物理空间与虚拟空间的交互优化。

工业互联网体系架构2.0

在安全层面,工业互联网安全功能关注包括可靠性、保密性、完整性、可用性、隐私保护等涵盖信息安全及功能安全在内的多个层面。此外此前需要被动升级的安全防范也将转向主动“进化”。

在安全层面,涉及在边缘层面怎么解决网络安全、控制安全、设备安全问题;在企业安全方面,有数据安全、应用安全、网络安全等。在产业安全层面,我们与国家、省的平台怎么建立企业的监测平台、管理平台是一个需要思考的问题。

工业互联网体系架构2.0

过去工业互联网里面最重要的是数字空间和物理空间如何交互,如何通过互相交互优化物理世界的运转。在2.0里面进一步强化,有一个数字孪生的闭环,从物理到数字,从数字再回到物理。

余晓晖表示,大家都知道,数字的孪生体是很重要的概念,在工业互联网里面完全通过这样一个数字孪生的闭环来实现各方面的优化。在这个过程中,这样的优化可以发生在设备,可以发生在车间,也可以发生在企业和产业链的环节。另外—方面,这样的方法也是通用的,可以是制造业,也可以是能源、医疗、交通等行业。构成了我们通过连接、通过数据智能和相关安全保障去用新的方法优化和改造物理世界的一个体系。这就是大体上我们理解的功能框架的基本定义。

当前5G、人工智能、边缘计算、区块链等新技术风起云涌,行业对工业互联网进一步落地实施的需求愈发强烈,产业发展已迎来融合的拐点,迫切需要对已有的工业互联网体系架构进行更新。

该体系架构面向数字化转型时代需求,融合工业互联网最新理念、价值、技术、功能、范式和流程,形成了指导国家、社会、产业、企业等多层面工作推进的一套综合性体系框架。

另附,工业互联网具体实施框架及案例:

工业互联网体系架构2.0

工业互联网体系架构2.0

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工业互联网体系架构2.0

工业互联网体系架构2.0

工业互联网体系架构2.0

注:文中图片来源于工业互联网产业联盟雷锋网(公众号:雷锋网)雷锋网雷锋网

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