工業(yè)互聯(lián)網（工廠里的萬維網）工業(yè)互聯(lián)網概述01目錄工業(yè)互聯(lián)網內涵與特征02工業(yè)互聯(lián)網體系架構03工業(yè)互聯(lián)網知識認知0401任務1

工業(yè)互聯(lián)網概述1.1工業(yè)發(fā)展歷史機械化時代電氣化時代數(shù)字化時代智能化時代第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命分別以蒸汽機和電力的發(fā)明和應用為20世紀初根本動力，極大地提高了生產力，人類社會進入了現(xiàn)代工業(yè)社會。第三次工業(yè)革命，以計算、通訊、控制等數(shù)字化技術的創(chuàng)新與應用為標志，持續(xù)將工業(yè)發(fā)展推向新高度。第四次工業(yè)革命蒸汽機技術電力技術數(shù)字化技術智能化技術18世記末20世記初20世記中葉現(xiàn)在第三次工業(yè)革命第二次工業(yè)革命第一次工業(yè)革命1.1工業(yè)發(fā)展歷史新一代人工智能突破和應用進一步提升了制造業(yè)數(shù)字化網絡化智能化的水平，從根本上提高工業(yè)知識產生和利用的效率，極大地解放人的體力和腦力，創(chuàng)新的速度大大加快，應用的范圍更加泛在，從而推動制造業(yè)發(fā)展步入新階段，即數(shù)字化網絡化智能化制造——新一代智能制造。機械化時代電氣化時代數(shù)字化時代智能化時代第四次工業(yè)革命蒸汽機技術電力技術數(shù)字化技術智能化技術18世記末20世記初20世記中葉現(xiàn)在第三次工業(yè)革命第二次工業(yè)革命第一次工業(yè)革命1.1工業(yè)發(fā)展歷史如果說數(shù)字化網絡化制造是新一輪工業(yè)革命的開始，那么新一代智能制造的突破和廣泛應用將推動形成這次工業(yè)革命的高潮，重塑制造業(yè)的技術體系、生產模式、產業(yè)形態(tài)，并將引領真正意義上的“工業(yè)4.0”實現(xiàn)第四次工業(yè)革命。機械化時代電氣化時代數(shù)字化時代智能化時代第四次工業(yè)革命蒸汽機技術電力技術數(shù)字化技術智能化技術18世紀末20世紀初20世紀中葉現(xiàn)在第三次工業(yè)革命第二次工業(yè)革命第一次工業(yè)革命1.1工業(yè)發(fā)展歷史第一次機器革命（動力革命）第二次機器革命（信息革命）1.3工業(yè)互聯(lián)網與物聯(lián)網第一層:產品的智能化和智能服務，從而實現(xiàn)商業(yè)模式的創(chuàng)新。這一層工業(yè)互聯(lián)網可以支撐企業(yè)開發(fā)智能互聯(lián)產品，基于物聯(lián)網提供智能服務;第二層:如何應用智能裝備、部署智能產線、打造智能車間、建設智能工廠，從而實現(xiàn)生產模式的創(chuàng)新。這一層工業(yè)互聯(lián)網技術可以幫助企業(yè)從設備聯(lián)網到產線的數(shù)據(jù)采集，從車間的智能監(jiān)控到生產無紙化等;智能制造金字塔模型工業(yè)互聯(lián)網在智能制造中的作用1.1工業(yè)發(fā)展歷史1.3工業(yè)互聯(lián)網與物聯(lián)網第三層:智能研發(fā)、智能管理和智能物流供應鏈，實現(xiàn)企業(yè)運營模式的創(chuàng)新。這一層工業(yè)互聯(lián)網的主要作用是實現(xiàn)企業(yè)內的信息集成和企業(yè)間的供應鏈集成;第四層:智能決策。這一層次工業(yè)互聯(lián)網的作用是實現(xiàn)異構數(shù)據(jù)的整合與實時分析。工業(yè)互聯(lián)網在智能制造中的作用1.1工業(yè)發(fā)展歷史智能制造金字塔模型工業(yè)互聯(lián)網是鏈接工業(yè)全系統(tǒng)、全產業(yè)鏈、全價值鏈，支撐工業(yè)智能化發(fā)展的關鍵基礎設施，是新一代信息技術與制造業(yè)深度融合所形成的新興業(yè)態(tài)和應用模式，是互聯(lián)網從消費領域向生產領域、從虛擬經濟向實體經濟拓展的核心載體。1.1工業(yè)發(fā)展歷史1.2中國工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中國制造2025第一章工業(yè)互聯(lián)網概述2015年3月，中國國務院總理李克強在《政府工作報告》時正式提出了“中國制造2025”計劃，目標在于改變中國制造業(yè)“大而不強”的局面，使中國成為制造強國。“中國制造2025”提出重點發(fā)展的十個行業(yè)，包括新一代信息技術產業(yè)、高檔數(shù)控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、農機裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械。1.2中國工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略新一代信息技術在工業(yè)互聯(lián)網時代的作用如下：1）構建了數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化的基礎支撐體系，使絕大部分工業(yè)互聯(lián)網系統(tǒng)可以基于統(tǒng)一的方法論和技術組合構建。2）打通了互聯(lián)網領域與制造領域技術創(chuàng)新的邊界，統(tǒng)一的技術基礎使互聯(lián)網中的通用技術創(chuàng)新可以快速滲透到工業(yè)互聯(lián)網中。1）2016年8月，中國工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網體系架構（版本1.0）》，提出了中國特色的工業(yè)互聯(lián)網體系由網絡、平臺、安全三大體系構成。2）2019年10月，工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟與5G應用產業(yè)方陣聯(lián)合發(fā)布了《5G與工業(yè)互聯(lián)網融合應用發(fā)展白皮書》，提出了將5G與工業(yè)互聯(lián)網相融合。3）2020年3月，中共中央政治局常務委員會召開會議提出“加快5G基建、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網等領域的新型基礎設施建設進度”。據(jù)相關部門預測，新基建總投資額達34萬億元，工業(yè)互聯(lián)網再一次走進人們的視野。4）2020年4月，中國工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網體系架構（版本2.0）》白皮書在技術體系中重點闡述了以5G、邊緣計算、區(qū)塊鏈、工業(yè)人工智能、數(shù)字孿生等為代表的新一代信息技術與工業(yè)領域的深度融合。我國工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展的時間節(jié)點：1.2中國工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略02任務2

工業(yè)互聯(lián)網內涵與特征工業(yè)互聯(lián)網定義第一章工業(yè)互聯(lián)網概述2.1工業(yè)互聯(lián)網的內涵工業(yè)互聯(lián)網的本質就是通過開放的、全球化的通信網絡平臺，把人（員工、供應商、客戶）、數(shù)據(jù)（工廠、倉庫、產品）和機器（設備、生產線）緊密地連接起來，共享工業(yè)生產流程中的各生產要素資源，形成跨設備、跨系統(tǒng)、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的互聯(lián)互通，使其數(shù)字化、網絡化、自動化、智能化，從而實現(xiàn)效率提升和成本降低。2.1工業(yè)互聯(lián)網的內涵工業(yè)互聯(lián)網是全球工業(yè)系統(tǒng)與高級計算、分析、感應技術以及互聯(lián)網連接融合的結果，其本質是把人、數(shù)據(jù)和機器連接起來，所以其中最關鍵的三個要素是人、數(shù)據(jù)和機器。工業(yè)互聯(lián)網定義工業(yè)互聯(lián)網的核心是“工業(yè)”+“互聯(lián)網”?！肮I(yè)”是基本對象，是指工業(yè)所涉及的各類人、機、物、信息、數(shù)據(jù)資源與工業(yè)能力。“互聯(lián)網”是關鍵手段，是綜合利用物聯(lián)網、信息通信、云計算、大數(shù)據(jù)等信息技術，推動各類工業(yè)資源與能力的開放接入，進而支撐由此而衍生的新型制造模式與產業(yè)生態(tài)。2.1工業(yè)互聯(lián)網的內涵工業(yè)互聯(lián)網定義可以從構成要素、核心技術和產業(yè)應用三個層面去了解工業(yè)互聯(lián)網的內涵。構成要素（有什么）核心技術（會什么）產業(yè)應用（做什么）2.1工業(yè)互聯(lián)網的內涵1.構成要素工業(yè)互聯(lián)網是機器、數(shù)據(jù)、人等生產要素的有機融合，其中：1）機器：在工業(yè)生產中，各種機器、設備組和設施通過傳感器、嵌入式控制器和應用系統(tǒng)與網絡相連接，構建形成基于“云—網—端”的新型復雜體系架構。2）數(shù)據(jù)：隨著生產的推進，數(shù)據(jù)在體系架構內源源不斷地產生和流動，通過采集、傳輸、分析和處理，實現(xiàn)向信息資產的轉換和商業(yè)化應用。3）人：既包括企業(yè)內部的產業(yè)工人、領導者和遠程協(xié)同的研究人員等生產參與者，也包括企業(yè)之外的消費者、供應商、銷售商等相關利益的參與者，這些參與者彼此間建立網絡連接并頻繁交互，完成設計、操作、維護以及高質量的服務。2.1工業(yè)互聯(lián)網的內涵2.核心技術從核心技術角度看，工業(yè)互聯(lián)網的核心驅動力是工業(yè)大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經歷了產生、收集、傳輸、分析、整合、管理、決策等階段，需要集成應用各類技術和各類軟硬件，完成感知、識別、遠近距離通信、數(shù)據(jù)挖掘、分布式處理、智能算法、系統(tǒng)集成、平臺應用等連續(xù)性任務，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)價值的技術集成。2.1工業(yè)互聯(lián)網的內涵1）原始生產數(shù)據(jù)是來源于工業(yè)生產線中的設備、機器、產品等多方面的數(shù)據(jù)，包括設備的運行數(shù)據(jù)、生產環(huán)境數(shù)據(jù)等，多由PLC（邏輯控制系統(tǒng)）進行采集產生。2）生產管理數(shù)據(jù)是指傳統(tǒng)信息管理系統(tǒng)中產生的數(shù)據(jù)，如：CAD（計算機設計系統(tǒng)）、CRM（客戶關系管理系統(tǒng)）、MES（生產信息化管理系統(tǒng)）等。3）外部數(shù)據(jù)是指來源于工廠外部的數(shù)據(jù)，主要包括來自互聯(lián)網的市場、環(huán)境、客戶、政府、合作伙伴等外部的信息和數(shù)據(jù)。2.1工業(yè)互聯(lián)網的內涵2.核心技術3.產業(yè)應用工業(yè)互聯(lián)網構建了龐大而復雜的網絡制造生態(tài)系統(tǒng)，為企業(yè)提供了全面的感知、移動應用、云端資源和大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)各類制造要素和資源的信息交互，以及數(shù)據(jù)集成，釋放數(shù)據(jù)價值，主要表現(xiàn)在以下幾方面：1）工業(yè)互聯(lián)網的信息交互，有效地驅動了企業(yè)在技術研發(fā)、開發(fā)制造、組織管理、生產經營等方面開展全方位的創(chuàng)新，實現(xiàn)產業(yè)間的融合與產業(yè)生態(tài)的協(xié)同發(fā)展。2）工業(yè)互聯(lián)網的生態(tài)系統(tǒng)為企業(yè)發(fā)展智能制造，構筑了先進的組織形態(tài)，為社會化大協(xié)作生產搭建了深度互聯(lián)的信息網絡。3）工業(yè)互聯(lián)網的數(shù)據(jù)集成以及數(shù)據(jù)價值，可以為其他行業(yè)智慧應用、智慧服務等基礎平臺提供支撐。2.1工業(yè)互聯(lián)網的內涵2.2工業(yè)互聯(lián)網的特征工業(yè)互聯(lián)網結合信息技術（InformationTechnology，IT）、通信技術（CommunicationTechnology，CT）與操作技術（OperationTechnology，OT）的全面融合和升級。它既是一張網絡，也是一個平臺，更是一個系統(tǒng)。實現(xiàn)了工業(yè)生產過程所有要素的泛在連接和整合。工業(yè)互聯(lián)網按照其組成結構，分為企業(yè)內網和企業(yè)外網。2.2工業(yè)互聯(lián)網的特征1）OT在底層，負責數(shù)據(jù)采集和動作執(zhí)行，類似于四肢。2）CT連接所有節(jié)點，負責數(shù)據(jù)傳輸，類似于血管和神經。3）IT在上層，負責數(shù)據(jù)運算和分析，類似于大腦。4）數(shù)據(jù)是雙向流動的，類似于血液，通過血管流向各終端。5）大腦（IT）通過神經系統(tǒng)（CT）向終端（OT）下達各種指令，從而形成了一個整體。2.2工業(yè)互聯(lián)網的特征信息技術通信技術操作技術1）企業(yè)外網：即互聯(lián)網，用戶和合作伙伴通過互聯(lián)網實現(xiàn)與企業(yè)之間互聯(lián)互通。2）企業(yè)內網：企業(yè)內網從整體上看，呈現(xiàn)“兩層三級”結構。“兩層”為OT網絡和IT網絡；“三級”為現(xiàn)場級、車間級、企業(yè)級，每層之間由通信網絡相連接，實現(xiàn)互聯(lián)互通，2.2工業(yè)互聯(lián)網的特征03任務3

工業(yè)互聯(lián)網體系架構3工業(yè)互聯(lián)網體系架構工業(yè)互聯(lián)網體系架構包括業(yè)務視圖、功能架構、實施框架三大板塊。這是以商業(yè)目標和業(yè)務需求為牽引，進而明確系統(tǒng)功能定義與實施部署方式的設計思路，是自上向下層層細化和深入的。3.1業(yè)務視圖3.1工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務視圖業(yè)務視圖包括產業(yè)層、商業(yè)層、應用層、能力層四個層次。其中，產業(yè)層主要定位于產業(yè)整體數(shù)字化轉型的宏觀視角，商業(yè)層、應用層和能力層則定位于企業(yè)數(shù)字化轉型的微觀視角?！爱a業(yè)層”主要闡釋了工業(yè)互聯(lián)網在促進產業(yè)發(fā)展方面的主要目標、實現(xiàn)路徑與支撐基礎。從發(fā)展目標看，工業(yè)互聯(lián)網通過將自身的創(chuàng)新活力深刻融入各行業(yè)、各領域，最終將有力推進工業(yè)數(shù)字化轉型與經濟高質量發(fā)展。1.產業(yè)層新型生產力、新型生產關系、新業(yè)態(tài)共同構成了產業(yè)高質量發(fā)展的新動能，同時也是工業(yè)互聯(lián)網價值創(chuàng)造的關鍵路徑。3.1工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務視圖2.

商業(yè)層“商業(yè)層”主要明確了企業(yè)應用工業(yè)互聯(lián)網構建數(shù)字化轉型競爭力的愿景理念、戰(zhàn)略方向和具體目標。商業(yè)層主要面向CEO等企業(yè)高層決策者，用以明確在企業(yè)戰(zhàn)略層面，如何通過工業(yè)互聯(lián)網保持和強化企業(yè)的長期競爭優(yōu)勢。從目標愿景來看，在數(shù)字化發(fā)展趨勢下，企業(yè)應加快依托工業(yè)互聯(lián)網來構建數(shù)字化轉型的競爭優(yōu)勢，形成以數(shù)據(jù)為核心驅動的新型生產運營方式、資源組織方式與商業(yè)模式，以支撐企業(yè)不斷成長壯大。3.1工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務視圖1）在提升價值方面：工業(yè)互聯(lián)網可以幫助企業(yè)更好對接客戶，通過產品創(chuàng)新實現(xiàn)更高附加價值。2）在創(chuàng)新模式方面：工業(yè)互聯(lián)網促進企業(yè)創(chuàng)造新的業(yè)務模式，實現(xiàn)產品創(chuàng)造價值轉型為服務創(chuàng)造價值，進一步可升級為數(shù)據(jù)創(chuàng)造價值。3）在降低成本方面：工業(yè)互聯(lián)網通過數(shù)據(jù)驅動的智能，可以幫助企業(yè)在提高生產效率、降低生產消耗等一系列關鍵環(huán)節(jié)和場景發(fā)揮作用。2.

商業(yè)層3.1工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務視圖“應用層”主要明確了工業(yè)互聯(lián)網賦能于企業(yè)業(yè)務轉型的重點領域和具體場景。應用層主要面向企業(yè)首席信息官（CIO）、首席技術官（CTO）、首席數(shù)據(jù)官（CDO）等信息化主管與核心業(yè)務管理人員，幫助企業(yè)在工業(yè)互聯(lián)網中開展各項生產經營業(yè)務與應用模式。企業(yè)最為關注的核心業(yè)務是產品鏈、價值鏈、資產鏈等鏈條，也包括這三者所交匯的生產環(huán)節(jié)，工業(yè)互聯(lián)網賦能于三大鏈條的創(chuàng)新優(yōu)化變革，推動企業(yè)業(yè)務層面數(shù)字化發(fā)展。3.

應用層3.1工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務視圖4.

能力層“能力層”描述了企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網實現(xiàn)業(yè)務發(fā)展目標所需構建的核心數(shù)字化能力。能力層主要面向工程師等具體技術人員，幫助其定義企業(yè)所需的關鍵能力并開展實踐。3.1工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務視圖3.2功能架構3.2工業(yè)互聯(lián)網功能架構工業(yè)互聯(lián)網的核心功能原理是基于數(shù)據(jù)驅動的物理系統(tǒng)與數(shù)字空間全面互聯(lián)與深度協(xié)同，以及在此過程中的智能分析與決策優(yōu)化。通過網絡、平臺、安全三大功能體系構建，工業(yè)互聯(lián)網全面打通設備資產、生產系統(tǒng)、管理系統(tǒng)和供應鏈條，基于數(shù)據(jù)整合與分析實現(xiàn)IT與OT的融合和三大體系的貫通。工業(yè)互聯(lián)網以數(shù)據(jù)為核心，數(shù)據(jù)功能體系主要包含感知控制、數(shù)字模型、決策優(yōu)化三個基本層次，以及一個由自下而上的信息流和自上而下的決策流構成的工業(yè)數(shù)字化應用優(yōu)化閉環(huán)。1.工業(yè)互聯(lián)網核心功能原理在工業(yè)互聯(lián)網的數(shù)據(jù)功能實現(xiàn)中，數(shù)字孿生已經成為關鍵支撐，通過資產的數(shù)據(jù)采集、集成、分析和優(yōu)化來滿足業(yè)務需求，形成物理世界資產對象與數(shù)字空間業(yè)務應用的虛實映射，最終支撐各類業(yè)務應用的開發(fā)與實現(xiàn)。1.工業(yè)互聯(lián)網核心功能原理3.2工業(yè)互聯(lián)網功能架構2.

工業(yè)互聯(lián)網網絡功能視圖網絡體系由網絡互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通和標識解析三部分組成。網絡互聯(lián)實現(xiàn)要素之間的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)互通實現(xiàn)要素之間傳輸信息的相互理解，標識解析實現(xiàn)要素的標記、管理和定位。3.2工業(yè)互聯(lián)網功能架構3.

工業(yè)互聯(lián)網平臺功能視圖為實現(xiàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化閉環(huán)，驅動制造業(yè)智能化轉型，工業(yè)互聯(lián)網需要具備海量工業(yè)數(shù)據(jù)與各類工業(yè)模型管理、工業(yè)建模分析與智能決策、工業(yè)應用敏捷開發(fā)與創(chuàng)新、工業(yè)資源集聚與優(yōu)化配置等一系列關鍵能力，這些傳統(tǒng)工業(yè)數(shù)字化應用所無法提供的功能，正是工業(yè)互聯(lián)網平臺的核心。按照功能層級劃分，工業(yè)互聯(lián)網平臺包括邊緣層、PaaS層和應用層三個關鍵功能組成部分。3.2工業(yè)互聯(lián)網功能架構4.

工業(yè)互聯(lián)網安全功能視圖為解決工業(yè)互聯(lián)網面臨的網絡攻擊等新型風險，確保工業(yè)互聯(lián)網健康有序發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網安全功能框架充分考慮了信息安全、功能安全和物理安全，聚焦工業(yè)互聯(lián)網安全所具備的主要特征，包括可靠性、保密性、完整性、可用性及隱私和數(shù)據(jù)保護。3.2工業(yè)互聯(lián)網功能架構3.3實施框架3.3.1實施框架總圖工業(yè)互聯(lián)網實施框架是整個體系架構中的操作方案，解決“在哪做”“做什么”“怎么做”的問題。在當前階段工業(yè)互聯(lián)網的實施以傳統(tǒng)制造體系的層級劃分為基礎，適度考慮未來基于產業(yè)的協(xié)同組織，按“設備、邊緣、企業(yè)、產業(yè)”四個層級開展系統(tǒng)建設，指導企業(yè)整體部署。設備層對應工業(yè)設備、產品的運行和維護功能，關注設備底層的監(jiān)控優(yōu)化、故障診斷等應用；邊緣層對應車間或產線的運行維護功能，關注工藝配置、物料調度、能效管理、質量管控等應用；企業(yè)層對應企業(yè)平臺、網絡等關鍵能力，關注訂單計劃、績效優(yōu)化等應用；產業(yè)層對應跨企業(yè)平臺、網絡和安全系統(tǒng)，關注供應鏈協(xié)同、資源配置等應用。3.3.2網絡實施框架工業(yè)互聯(lián)網網絡建設目標是構建全要素全系統(tǒng)全產業(yè)鏈互聯(lián)互通的新型基礎設施。從實施架構來看，在設備層和邊緣層建設生產控制網絡，在企業(yè)層建設企業(yè)與園區(qū)網絡，在產業(yè)層建設國家骨干網絡，全網構建信息互操作體系。3.3.3標識解析實施框架工業(yè)互聯(lián)網標識實施貫穿設備、邊緣、企業(yè)和產業(yè)四個層面，形成了以設備層和邊緣層為基礎，以企業(yè)層和產業(yè)層節(jié)點建設為核心的部署架構。3.3.4平臺實施框架工業(yè)互聯(lián)網平臺部署實施總體目標是，打造制造業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化發(fā)展的載體和中樞。其實施架構貫穿設備、邊緣、企業(yè)和產業(yè)四個層級，通過實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)采集、開展邊緣智能分析、構建企業(yè)平臺和打造產業(yè)平臺，形成交互協(xié)同的多層次、體系化建設方案。3.3.5安全實施框架安全實施框架體現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網安全功能在“設備、邊緣、企業(yè)、產業(yè)”的層層遞進，包括邊緣安全防護系統(tǒng)、企業(yè)安全防護系統(tǒng)和企業(yè)安全綜合管理平臺，以及省/行業(yè)級安全平臺和國家級安全平臺。3.4工業(yè)互聯(lián)網技術體系以人工智能、5G為代表的新技術加速融入工業(yè)互聯(lián)網技術體系，不斷地拓展工業(yè)互聯(lián)網的能力內涵和作用邊界，已遠遠的超出了單一學科和工程的范圍，屬于跨領域、跨學科之間的技術融合，是功能實現(xiàn)或系統(tǒng)建設所需重點技術集合。新時期工業(yè)互聯(lián)網技術體系的核心是通過更大范圍、更深層次的連接實現(xiàn)對工業(yè)系統(tǒng)的全面感知，并通過對獲取的海量工業(yè)數(shù)據(jù)建模分析，形成智能化決策，其技術體系由制造技術、信息技術以及兩大技術交織形成的融合技術組成。3.4工業(yè)互聯(lián)網技術體系3.4工業(yè)互聯(lián)網技術體系1.制造技術制造技術支撐構建了工業(yè)互聯(lián)網的物理系統(tǒng)，以新材料、新工藝為基礎，疊加工業(yè)視覺、測量傳感等感知技術，以及執(zhí)行驅動、自動控制、監(jiān)控采集等控制技術，面向運輸、加工、檢測、裝配、物流等需求，構成了工業(yè)機器人、數(shù)控機床、增材制造（俗稱3D打?。┑戎悄苎b備技術，進而組成產線、車間、工廠等智能制造系統(tǒng)。3.4工業(yè)互聯(lián)網技術體系2.信息技術1）以5G、TSN、SDN等新一代通信技術構建了數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化的基礎支撐體系，使絕大部分工業(yè)互聯(lián)網系統(tǒng)可以基于統(tǒng)一的方法論和技術組合構建。2）以邊緣計算、云計算、高性能計算等新一代計算技術打通了互聯(lián)網領域與制造領域技術創(chuàng)新的邊界，統(tǒng)一的技術基礎使互聯(lián)網中通用技術創(chuàng)新可以快速滲透到工業(yè)互聯(lián)網中。3.4工業(yè)互聯(lián)網技術體系3.融合技術1）融合技術構建出符合工業(yè)特點的數(shù)據(jù)采集、處理、分析體系，推動信息技術不斷向工業(yè)核心環(huán)節(jié)滲透，滿足海量工業(yè)數(shù)據(jù)存儲、管理、治理需求。2）基于工業(yè)人工智能技術形成更深度的數(shù)據(jù)洞察力，與工業(yè)知識整合共同構建數(shù)字孿生體系，支撐分析預測和決策反饋。3.4工業(yè)互聯(lián)網技術體系04任務4

工業(yè)互聯(lián)網知識認知4.1網絡與聯(lián)接4.1網絡與聯(lián)接遵從工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟（AII）網絡連接框架，包括兩個級別的網絡互連和數(shù)據(jù)互通。其中，網絡互連包括廠內網絡和廠外網絡。數(shù)據(jù)互通是指在各種元素和系統(tǒng)之間無縫實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的傳輸，使異構系統(tǒng)能夠在數(shù)據(jù)級別實現(xiàn)數(shù)據(jù)互操作和信息集成。57網絡互連工廠內網絡的“兩層三級”的結構?！皟蓪印保杭夹g異構的工廠IT網絡和工廠OT網絡；“三級”是指目前的管理層級，“現(xiàn)場級”、“車間級”和“工廠/企業(yè)級”三級，每級之間的網絡配置和管理策略相對獨立。工業(yè)控制領域常用的通信協(xié)議：現(xiàn)場總線工業(yè)以太網工業(yè)無線網協(xié)議。4.1網絡與聯(lián)接有線網絡，按協(xié)議層劃分：第一層是物理層，主要包括單對雙絞線以太網和工業(yè)PON；第二層是鏈路層，主要包括對時間敏感的網絡TSN。第三層是網絡層，主要包括確定性網絡DetNet。無線網絡：優(yōu)點：在工廠中，可以消除電纜在車間中纏結和纏結的危險，使工廠環(huán)境更安全，更清潔，并且具有成本低，易于部署，易于使用且靈活的優(yōu)點。應用：廠內信息化，設備信息收集和一些非實時控制。主要技術：它使用Wi-Fi，ZigBee，WirelessHART，WIA-PA和其他技術。這些技術主要基于短距離（例如IEEE802.11）或短距離（例如IEEE802.15）標準。4.1網絡與聯(lián)接網絡互連數(shù)據(jù)互通同一系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以在一定程度上互連，但是跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信非常困難?！钡瞧髽I(yè)對數(shù)據(jù)互通的需求越來越強烈，主要呈現(xiàn)如下趨勢：一是，實現(xiàn)信息的標準化；二是，加強與云的連接；三是，實現(xiàn)現(xiàn)場級設備的互通。OPCUA是一套安全、可靠且獨立于制造商和平臺，它使來自不同制造商的不同操作系統(tǒng)和設備之間能夠進行數(shù)據(jù)交互。它是適用于工業(yè)通信的數(shù)據(jù)交互規(guī)范。OPCUA的目的是為工廠車間和企業(yè)之間的數(shù)據(jù)和信息傳輸提供獨立于平臺的互操作性標準。解決方案：4.1網絡與聯(lián)接4.2標識解析標識解析體系，是全球工業(yè)互聯(lián)網安全運行的核心基礎設施之一；通過“統(tǒng)一編碼”和“公共解析”，為機器、產品等物理資源和算法、工藝等虛擬資源賦予唯一“身份證”并進行快速定位和信息查詢，實現(xiàn)跨企業(yè)、跨行業(yè)、跨地域的信息資源集成共享；可助力實現(xiàn)工業(yè)全要素、各環(huán)節(jié)信息互通共享，成為可跨地域、跨行業(yè)、跨企業(yè)信息互通的關鍵樞紐。4.2標識解析什么是標識解析？什么是標識解析？標識解析體系類似互聯(lián)網領域的域名解析（DNS），是全球工業(yè)互聯(lián)網安全運行的核心基礎設施之一。全球存在多種標識解析體系，例如GS1體系、OID體系、Handle體系、Ecode體系、UID體系等。第一，標識編碼，以前互聯(lián)網的域名只是識別網站網頁。今天工業(yè)互聯(lián)網的編碼可以識別機器產品的物理實體，也可以識別算法這樣的虛擬對象。第二，解析系統(tǒng)，也是節(jié)點這樣一個名字。它追求是通過標識編碼作為唯一入口，把工業(yè)標識編碼背后對應的工業(yè)數(shù)據(jù)和他們所豐富的信息關聯(lián)起來，從而支撐全球的供應鏈系統(tǒng)和企業(yè)生產系統(tǒng)對接。第三，標識關聯(lián)的數(shù)據(jù)服務，也是標識解析體系非常重要的內容。標識體系的核心要素：釋義：4.2標識解析實現(xiàn)工業(yè)全要素、各環(huán)節(jié)信息互通的關鍵樞紐。通過給每一個對象賦予標識，并借助工業(yè)互聯(lián)網標識解析系統(tǒng)，實現(xiàn)跨地域、跨行業(yè)、跨企業(yè)的信息查詢和共享。工業(yè)互聯(lián)網標識解析系統(tǒng)應用如下：標識解析體系：4.2標識解析什么是標識解析？標識解析體系建設總體方案4.2標識解析工業(yè)互聯(lián)網標識解析體系整體架構功能視角：基于業(yè)務歸納出所需的功能層次；資源視角：規(guī)范了工業(yè)互聯(lián)網中標識資源的分配方式；角色視角：梳理了參與業(yè)務的多利益相關方；部署視角：描述了各利益相關方為了實現(xiàn)業(yè)務所需的功能，需要進行的物理部署；管理視角：定義了對資源（標識）和設施（解析節(jié)點）的管理機構、管理方式。4.2標識解析工業(yè)互聯(lián)網標識解析體系的技術發(fā)展趨勢服務主體細到物品和信息：工業(yè)互聯(lián)網標識解析，本質是將工業(yè)互聯(lián)網標識解析映射到物體或者相關信息服務器的地址，并在此基礎上增加了查詢物品信息的能力。服務功能增加信息的管理：工業(yè)互聯(lián)網標識解析要考慮數(shù)據(jù)的異主、異地、異構。服務性能強調高效和彈性：工業(yè)互聯(lián)網標識解析既要考慮滿足工業(yè)企業(yè)對低時延、高可靠的性能要求，又要具備較強的兼容性和擴展性。服務對象需要異構互操作：工業(yè)互聯(lián)網是全球性的服務網絡，為跨企業(yè)、跨行業(yè)、跨地區(qū)提供標識解析服務需要在不同技術方案見保持互聯(lián)互通和互操作。服務保障追求安全和公平：工業(yè)互聯(lián)網標識解析將為包括制造業(yè)在內眾多國計民生關鍵領域提供支持，更需重點加強安全保障。4.2標識解析工業(yè)互聯(lián)網標識解析體系的重點工作方向(1)建設工業(yè)互聯(lián)網標識解析節(jié)點：構建高效、穩(wěn)定、可靠的標識解析網絡基礎設施，包括國家頂級節(jié)點、二級及以下其他服務節(jié)點等；建設注冊備案、解析監(jiān)測、數(shù)據(jù)備災、解析托管、解析應急、安全保障等公共服務能力，為政府主管部門提供必要的管理手段。(2)營造工業(yè)互聯(lián)網標識解析技術創(chuàng)新環(huán)境：組織相關企業(yè)和研究機構，重點圍繞標識數(shù)據(jù)采集、傳輸、解析、共享所涉及的芯片、設備、軟件等核心關鍵技術，開展研發(fā)、驗證、轉化與推廣，培養(yǎng)工業(yè)互聯(lián)網標識解析產業(yè)生態(tài)。(3)推動工業(yè)互聯(lián)網標識解析集成創(chuàng)新應用：通過政策和資金引導，鼓勵工業(yè)企業(yè)、信息化企業(yè)、互聯(lián)網企業(yè)等積極合作，建設工業(yè)互聯(lián)網標識解析二級節(jié)點，實施工業(yè)互聯(lián)網標識解析系統(tǒng)與工業(yè)企業(yè)信息化系統(tǒng)的集成創(chuàng)新工場，促進企業(yè)探索基于標識解析服務的關鍵產品追溯、多源異構數(shù)據(jù)共享、全生命周期管理等應用。4.2標識解析4.3邊緣計算什么是邊緣計算(1)邊緣計算定義：邊緣計算：指在網絡邊緣節(jié)點處處理和分析數(shù)據(jù)。邊緣節(jié)點：指在數(shù)據(jù)源和云中心之間具有計算和網絡資源的任何節(jié)點。例如，移動電話是人與云中心之間的邊緣節(jié)點，而網關是智能家居與云中心之間的邊緣節(jié)點。(2)邊緣計算范式：物聯(lián)網飛速發(fā)展下的邊緣計算范式。邊緣節(jié)點（包括智能設備，手機，平板電腦等）生成數(shù)據(jù)并將其上傳到云中心，服務提供商也生成數(shù)據(jù)以上傳到云中心。邊緣節(jié)點向云中心發(fā)送請求，云中心將相關數(shù)據(jù)返回到邊緣節(jié)點。4.3邊緣計算邊緣計算的優(yōu)點在人臉識別領域，響應時間由900ms減少為169ms。把部分計算任務從云端卸載到邊緣之后，整個系統(tǒng)對能源的消耗減少了30%-40%。數(shù)據(jù)在整合、遷移等方面可以減少20倍的時間。數(shù)據(jù)抽象海量異構數(shù)據(jù)：所生成的數(shù)據(jù)具有各種格式，因此格式化各種數(shù)據(jù)對于邊緣計算而言是一個挑戰(zhàn)。邊緣存儲空間有限：網絡邊緣僅定期收集數(shù)據(jù)，并發(fā)送到網關，但存儲空間有限，只能存儲最新數(shù)據(jù)，因此邊緣節(jié)點上的數(shù)據(jù)將經常刷新。解決方案：集成數(shù)據(jù)表用于存儲感興趣的數(shù)據(jù)。該表的內部結構可以由id，時間，名稱，數(shù)據(jù)等表示邊緣計算數(shù)據(jù)內部結構4.3邊緣計算服務管理(1)建設工業(yè)互聯(lián)網標識解析節(jié)點：為確保系統(tǒng)高效可靠，邊緣節(jié)點的服務管理應具有以下四個特征：差異性可擴展性隔離性可靠性私密性提供服務的現(xiàn)有方法是將移動終端用戶數(shù)據(jù)上傳到云中，然后使用云的強大處理能力來處理任務。在數(shù)據(jù)上傳過程中，有別有用心的人很容易收集數(shù)據(jù)。確保數(shù)據(jù)的私密性方法：在網絡邊緣處理用戶數(shù)據(jù)，以便僅在本地存儲，分析和處理數(shù)據(jù)。為不同的應用程序設置權限，并限制對私有數(shù)據(jù)的訪問。邊緣網絡是一個高度動態(tài)的網絡，需要有效的工具來保護網絡中的數(shù)據(jù)傳輸。4.3邊緣計算4.4平臺與數(shù)據(jù)工業(yè)互聯(lián)網平臺體系架構(1)工業(yè)互聯(lián)網平臺的基本功能：首先，需要實現(xiàn)來自不同來源和不同結構的大量數(shù)據(jù)收集；第二，擁有并支持大型工業(yè)數(shù)據(jù)處理環(huán)境；第三，基于產業(yè)機制和數(shù)據(jù)科學對海量數(shù)據(jù)進行深入分析，實現(xiàn)產業(yè)知識的沉淀和再利用。第四，它可以提供開發(fā)工具和環(huán)境來實現(xiàn)工業(yè)APP的開發(fā)，測試和部署。(2)工業(yè)互聯(lián)網平臺架構的基本結構：工業(yè)互聯(lián)網平臺架構必須能夠完全實現(xiàn)平臺的四個功能，包括邊緣層，IaaS層，工業(yè)PaaS層，工業(yè)SaaS層以及通過上述各層的安全保護。其中，邊緣層，平臺層和應用層是工業(yè)互聯(lián)網平臺的三個核心層。4.4平臺體系架構工業(yè)互聯(lián)網平臺應用場景(1)面向工業(yè)現(xiàn)場的生產過程優(yōu)化：工業(yè)互聯(lián)網平臺可以有效地收集和匯總現(xiàn)場生產數(shù)據(jù)，例如設備運行數(shù)據(jù)，工業(yè)參數(shù)，質量檢驗數(shù)據(jù)，材料分配數(shù)據(jù)和進度管理數(shù)據(jù)，以及通過對制造過程，生產過程，質量管理，設備維護，在能源管理等特定場景下實現(xiàn)優(yōu)化應用。(2)面向企業(yè)運營的管理決策優(yōu)化：借助工業(yè)互聯(lián)網平臺，可以連接生產現(xiàn)場數(shù)據(jù)