工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

1、WORD資料可編輯專業(yè)整理分亨專業(yè)整理分亨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)WORD資料可編輯WORD資料可編輯專業(yè)整理分亨專業(yè)整理分亨明編寫說近年來，隨著以互聯(lián)網(wǎng).物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的新L代信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的加速融合八全球新一輪科技革命和尸業(yè)變革正蓬勃興起一系列新的生產(chǎn)方式、組織方式和商業(yè)模ly式不斷涌現(xiàn)，工業(yè)4聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)面生，國(guó)內(nèi)外的探索也金面展開，正推動(dòng)全球工業(yè)體系的即能化變革工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涉及工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)等倍息通倍技術(shù)領(lǐng)域的乞個(gè)環(huán)M和各個(gè)主體，正形成復(fù)雜和全新的生態(tài)系統(tǒng)i對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)認(rèn)識(shí)和理解的差異，有訓(xùn)能導(dǎo)致技術(shù)選擇、標(biāo)準(zhǔn)路線上的分化，影響互操作性和部署成本o為此，在工業(yè)和信息化部

2、指導(dǎo)下:J、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（以下簡(jiǎn)稱All）啟動(dòng)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體*宀系架構(gòu)研究，在總結(jié)國(guó)內(nèi)外發(fā)展實(shí)踐的基礎(chǔ)上.撰寫了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)休系架構(gòu)報(bào)告（1.0版），提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵.口標(biāo).休系架構(gòu)、關(guān)鍵要素和發(fā)展方。向報(bào)告旨在推動(dòng)業(yè)界對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)達(dá)成廣泛共識(shí)，以體系架TOC o 1-5 h zI1I/構(gòu)為牽引，為聯(lián)盟各項(xiàng)工作以及我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)制定、試驗(yàn)驗(yàn)證、應(yīng)用實(shí)踐等提供參考和引導(dǎo)，共同推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的健康快速發(fā)展。V/_Vc1I工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期發(fā)展和演進(jìn)的過程亳無疑問，目前我們對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)還是初步和階一嚴(yán)持續(xù)深入研爼的基礎(chǔ)：re段性的O聯(lián)盟將根拯國(guó)內(nèi)外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展惜

3、況以及產(chǎn)業(yè)界的反饋意見時(shí)修訂和發(fā)布報(bào)告新版O*專業(yè)整理分亨專業(yè)整理分亨(-)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵用千界定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的范疇和特征，明確工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體目標(biāo)，是研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)，我們認(rèn)為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成的產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài)，是工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施。其本質(zhì)是以機(jī)器、原材料、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、產(chǎn)品以及人之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為基礎(chǔ)，通過對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知、實(shí)時(shí)傳輸交換、快速計(jì)算處理和高級(jí)建模分析，實(shí)現(xiàn)智能控制、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化和生產(chǎn)組織方式變革。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以重點(diǎn)從“網(wǎng)絡(luò)“、“數(shù)據(jù)”和“安全”三個(gè)方面來理解。其中，網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，

4、即通過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)全系統(tǒng)的互聯(lián)互通，促進(jìn)工業(yè)數(shù)據(jù)的充分流動(dòng)和無縫集成：數(shù)據(jù)是核心，即通過工業(yè)數(shù)據(jù)全周期的感知、采集和集成應(yīng)用，形成基于數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性智能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器彈性生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)管理優(yōu)化、生產(chǎn)協(xié)同組織與商業(yè)模式創(chuàng)新，推動(dòng)工業(yè)智能化發(fā)展：安全是保障，即通過構(gòu)建涵孟工業(yè)全系統(tǒng)的安全防護(hù)體系，保障工業(yè)智能化的實(shí)現(xiàn)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展休現(xiàn)了多個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的融合，是構(gòu)建工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能化發(fā)展的必Itl之路。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)的融合將帶來四方面的智能化提升。一是智能化生產(chǎn)，即實(shí)現(xiàn)從單個(gè)機(jī)器到產(chǎn)線、車間乃至整個(gè)工廠的智能決策和動(dòng)態(tài)優(yōu)化，顯著提升全流程生產(chǎn)效率、提高質(zhì)雖、降低成本。二是網(wǎng)

5、絡(luò)化協(xié)同，即形成眾包眾創(chuàng)、協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造、垂直電商等一系列新模式，大幅降低新產(chǎn)品開發(fā)制造成本、縮短產(chǎn)品上市周期。三是個(gè)性化定制，即荒千互聯(lián)網(wǎng)獲取用戶個(gè)性化需求，通過靈活柔性組織設(shè)計(jì)、制造資源和生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)低成本大規(guī)模定制。四是服務(wù)化轉(zhuǎn)型，即通過對(duì)產(chǎn)品運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提供遠(yuǎn)程維護(hù)、故障預(yù)測(cè)、性能優(yōu)化等一系列服務(wù)，并反饋優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的制造業(yè)變革將是一個(gè)長(zhǎng)期過程，構(gòu)建新的工業(yè)生產(chǎn)模式、資源組織方式也并非一跋而就，將由局部到整休、111淺入深，最終實(shí)現(xiàn)借息通信技術(shù)在工業(yè)全耍素、全領(lǐng)域、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的深度融合與集成應(yīng)用。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造的關(guān)系作為半前新

6、一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)和戰(zhàn)略焦點(diǎn)，智能制造是基千物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，貫穿千設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有信息深度口感知、智意優(yōu)化口決策、精準(zhǔn)控制口執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。具有以智能工廠為載體、以生產(chǎn)關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)、以全面深度互聯(lián)為支撐四大特征。智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有著緊密的聯(lián)系，智能制造的實(shí)現(xiàn)主要依托兩方面基礎(chǔ)能力，一是工業(yè)制造技術(shù)，包括先進(jìn)裝備、先進(jìn)材料和先進(jìn)工藝等，是決定制造邊界與制造能力的根本：二是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，包括智能傳感控制軟硬件、新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)等綜合掃息技術(shù)要素，是充分發(fā)揮

7、工業(yè)裝備、工藝和材料潛能，提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化資源配過效率、創(chuàng)造善異化產(chǎn)品和實(shí)現(xiàn)服務(wù)增值的關(guān)鍵。因此我們認(rèn)為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是智能制造的關(guān)鍵基礎(chǔ)，為其變革提供了必須的共性基礎(chǔ)設(shè)施和能力，同時(shí)也可以用千支撐其他產(chǎn)業(yè)的智能化發(fā)展。（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求可從工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)視角分析，如圖1所示。從工業(yè)視角看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主耍表現(xiàn)為從生產(chǎn)系統(tǒng)到商業(yè)系統(tǒng)的智能化，市內(nèi)及外，生產(chǎn)系統(tǒng)口身通過采用信息通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間、機(jī)器與系統(tǒng)、企業(yè)上下游之間實(shí)時(shí)連接與智能交互，并帶動(dòng)商業(yè)活動(dòng)優(yōu)化。其業(yè)務(wù)需求包括面向工業(yè)體系各個(gè)層級(jí)的優(yōu)化，如泛在感知、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)控制、數(shù)據(jù)集成、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化、供應(yīng)鏈協(xié)同、

8、需求匹配、服務(wù)増值等業(yè)務(wù)需求。從互聯(lián)網(wǎng)視角看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主耍表現(xiàn)為商業(yè)系統(tǒng)變革牽引生產(chǎn)系統(tǒng)的智陡化，ih外及內(nèi)，從營(yíng)銷、服務(wù)、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的互聯(lián)網(wǎng)新模式新業(yè)態(tài)帶動(dòng)生產(chǎn)組織和制造模式的智能化變革。其業(yè)務(wù)求包括基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的精準(zhǔn)營(yíng)銷、個(gè)性定制、智能服務(wù)、眾包眾創(chuàng)、協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造、性制造等。圖1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)視圖（二）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是基于全面互聯(lián)而形成數(shù)據(jù)馳動(dòng)的智能，網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、安全是工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)視角的共性基礎(chǔ)和支撐?；サ钠渲?，“網(wǎng)絡(luò)“是工業(yè)系統(tǒng)互聯(lián)和工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸交換的支撐基礎(chǔ)，包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)休系、標(biāo)識(shí)解析體系和應(yīng)用支撐體系，表現(xiàn)為通過泛在互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、健全適用的標(biāo)

9、識(shí)解析體系、集中通用的應(yīng)用支撐體系，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)在生產(chǎn)系統(tǒng)各單元之間、生產(chǎn)系統(tǒng)與商業(yè)系統(tǒng)各主休之間的無縫傳遞，從而構(gòu)建新型的機(jī)器通信、設(shè)備有線與無線連接方式，支撐形成實(shí)時(shí)感知、協(xié)同交生產(chǎn)模式?！皵?shù)據(jù)“是工業(yè)智能化的核心驅(qū)動(dòng)，包括數(shù)據(jù)采集交換、集成處理、建模分析、決策優(yōu)化和反饋控制等功能模塊，表現(xiàn)為通過海雖數(shù)據(jù)的采集交換、異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成處理、機(jī)器數(shù)據(jù)的邊緣計(jì)算、經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷墓袒?、基千云的大?shù)據(jù)計(jì)算分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀況、協(xié)作企業(yè)信息、市場(chǎng)用戶需求的精確計(jì)算和復(fù)雜分析，從而形成企業(yè)運(yùn)營(yíng)的管理決策以及機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的控制指令，驅(qū)動(dòng)從機(jī)器設(shè)備、運(yùn)營(yíng)管理到商業(yè)活動(dòng)的智能和優(yōu)化?！鞍踩蔷W(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)在工業(yè)中應(yīng)

10、用的安全保障，包括設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、控制安全、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全和綜合安全管理，表現(xiàn)為通過涵蓋整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的安全管理體系，避免網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和系統(tǒng)軟件受到內(nèi)部和外部攻擊，降低企業(yè)數(shù)據(jù)被未經(jīng)授權(quán)訪問的風(fēng)險(xiǎn)，確保數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)的安全性，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)的全方位保護(hù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)如圈2所示。用戶（消費(fèi)者/企業(yè)用戶）圖2匸業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)基千工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)與安全，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將構(gòu)建面向工業(yè)智能化發(fā)展的三大優(yōu)化閉環(huán)。一是面向機(jī)器設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化的閉環(huán)，核心是基千對(duì)機(jī)器操作數(shù)據(jù)、生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)感知和邊緣計(jì)算，實(shí)現(xiàn)機(jī)器設(shè)備的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整，構(gòu)建智能機(jī)器和柔性產(chǎn)線：二是面向生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)優(yōu)化的閉環(huán)

11、，核心是基丁信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、制造執(zhí)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)、控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集成處理和大數(shù)據(jù)建模分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整，形成各種場(chǎng)杲下的智能生產(chǎn)模式：三是面向企業(yè)協(xié)同、用戶交互與產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)化的閉環(huán)，核心是基于供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)、用戶需求數(shù)據(jù)、產(chǎn)品服務(wù)數(shù)據(jù)的綜合集成與分析，實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源組織和商業(yè)活動(dòng)的創(chuàng)新，形成網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制、服務(wù)化延伸等新模式。（-）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系框架隨著智能制造的發(fā)展.工廠內(nèi)部數(shù)字化.網(wǎng)絡(luò)化.智能化及其與外部數(shù)據(jù)交換需求逐步増加，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)以三類企業(yè)主休.七類互聯(lián)主休、八種互聯(lián)類型為特點(diǎn)的互聯(lián)體系，如圖3所示。圖3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)示&1194O三類企業(yè)主體包括工業(yè)制造企業(yè)、

12、工業(yè)服務(wù)企業(yè)（圍繞設(shè)計(jì)、制造.供應(yīng)、服務(wù)等環(huán)節(jié)提供服務(wù)的各類企業(yè)）和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，這三類企業(yè)的角色在不斷滲透、相互轉(zhuǎn)換。七類互聯(lián)主體包括在制品、智能機(jī)器、工廠控制系統(tǒng)、工廠云平臺(tái)（及管理軟件）、智能產(chǎn)品、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將互聯(lián)上體從機(jī)傳統(tǒng)的口動(dòng)化控制進(jìn)一步擴(kuò)展為產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)。八種互聯(lián)類型包括了七類互聯(lián)主體之間復(fù)雜多樣的互聯(lián)關(guān)系成為連接設(shè)計(jì)能力、生產(chǎn)能力、商業(yè)能力以及用戶服務(wù)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。以上互聯(lián)需求的發(fā)展，促便工廠網(wǎng)絡(luò)發(fā)生新的變革，形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所示。1weirI4圖4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)於體網(wǎng)絡(luò)體系目標(biāo)框架專業(yè)整理分亨專業(yè)整理分亨與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)包含互聯(lián)體系、DNS休系.

13、應(yīng)用服務(wù)休系三個(gè)休系相類似，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也包含三個(gè)重要體系。一是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)休系，即以工廠網(wǎng)絡(luò)IP化改造為基礎(chǔ)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系。包括工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和工廠外部網(wǎng)絡(luò)“兩大網(wǎng)絡(luò)”。工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用千連接在制品、智能機(jī)器、工業(yè)控制系統(tǒng)、人等主體，包含工廠IT網(wǎng)絡(luò)和工廠0T（工業(yè)生產(chǎn)與控制）網(wǎng)絡(luò)。工廠外部網(wǎng)絡(luò)用于連接企業(yè)上下游、企業(yè)與智能產(chǎn)品、企業(yè)與用戶等主休。二是地址與標(biāo)識(shí)休系，即由網(wǎng)絡(luò)地址資源、標(biāo)識(shí)、解析系統(tǒng)構(gòu)成的關(guān)鍵基礎(chǔ)資源休系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)，類似千互聯(lián)網(wǎng)域名，用千識(shí)別產(chǎn)品、設(shè)備、原材料等物體。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)，用千實(shí)現(xiàn)對(duì)上述物休的解析，即通過將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)翻譯為該物體的地址或其對(duì)應(yīng)信息服務(wù)器的地址

14、，從而找到該物休或其相關(guān)信息。三是應(yīng)用支撐體系，即工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用交互和支撐能力，包含工業(yè)云平臺(tái)和工廠云平臺(tái)，及其提供的各種資源的服務(wù)化表述、應(yīng)用協(xié)議。（二）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)體系匸廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（1）現(xiàn)狀分析工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)是在工廠內(nèi)部用千生產(chǎn)要素以及IT系統(tǒng)之間互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)?？傮w來看網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)兩層三級(jí)“的結(jié)構(gòu)，如圖5所示兩層”是指工廠0T網(wǎng)絡(luò)“和工廠IT網(wǎng)絡(luò)f三級(jí)”是根據(jù)目前工廠管理層級(jí)的劃分，網(wǎng)絡(luò)也被分為“現(xiàn)場(chǎng)級(jí)“、“車間級(jí)”、“工廠級(jí)/企業(yè)級(jí)“三個(gè)層次，每層之間的網(wǎng)絡(luò)配和管理策略相互獨(dú)立。其中,工廠0T網(wǎng)絡(luò)主要用千連接生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的控制器(如PLC、DCS、FCS)、傳感器、伺服器、監(jiān)控設(shè)備等部件。

15、工廠0T網(wǎng)絡(luò)的主耍實(shí)現(xiàn)技術(shù)分為現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)兩大類。工廠IT網(wǎng)絡(luò)主要ItlIP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，并通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)和工廠0T網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)和安全隔離。(2)存在的問題目前工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)“兩層三級(jí)“這種技術(shù)休系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互隔離的狀況使IT系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的通信存在較多障礙。一是工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與工廠信息網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各異，難以融合互通.二是工業(yè)生產(chǎn)全流程存在大雖”倍息死角”，亟需實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。三是工廠網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)配過、剛性組織的方式難以滿足未來用戶定制、柔性生產(chǎn)的需耍。(3)發(fā)展趨勢(shì)為適應(yīng)智能制造發(fā)展，工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)扁平化、IP化、無線化及靈活組網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)扁平化。一是隨著智能機(jī)器發(fā)

16、展和智能分析的集中，工廠0T系統(tǒng)將逐漸打破車間級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)分層次組網(wǎng)模式，智能機(jī)器之間將逐漸實(shí)現(xiàn)直接的橫向互聯(lián)。二是整個(gè)工廠管理控制系統(tǒng)扁平化，包括IT系統(tǒng)和0T系統(tǒng)部分功能融合(如HMI),或通過工業(yè)云平臺(tái)方式實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)控制功能下沉到智能機(jī)器，促使IT與0T網(wǎng)絡(luò)逐步融合為同一張全互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)/IP化趨勢(shì)。隨著工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)，現(xiàn)場(chǎng)總線正在逐步被工業(yè)以太網(wǎng)替代。未來，工業(yè)內(nèi)有線連接將被具有以太網(wǎng)物理接口的網(wǎng)絡(luò)主導(dǎo)，同時(shí)基千通用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)以太網(wǎng)逐步取代各種私有的工業(yè)以太網(wǎng)，并實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)同口傳輸。隨著以太網(wǎng)的廣泛便用，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的IP化趨勢(shì)將更為凸顯，IP技術(shù)將由IP網(wǎng)

17、絡(luò)向0T網(wǎng)絡(luò)延伸，實(shí)現(xiàn)倍息網(wǎng)絡(luò)的IP到底，從而使得IT與0T節(jié)點(diǎn)(機(jī)器)直接可達(dá)。而為解決大雖支持IP的裝備接入問題,IPv6技術(shù)將在工廠內(nèi)廣泛應(yīng)用。工廠內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)成為有線網(wǎng)絡(luò)的重要補(bǔ)充。無線技術(shù)逐步向工業(yè)領(lǐng)域滲透，呈現(xiàn)從信息采集到生產(chǎn)控制，從局部方案到全網(wǎng)方案的發(fā)展趨勢(shì)。目前無線技術(shù)上要用千信息的采集、非實(shí)時(shí)控制和工廠內(nèi)部信息化等，Wi-Fi、Zigbee、2G/3G/LTE、面向工業(yè)過程自動(dòng)化的無線網(wǎng)絡(luò)W1A-PA、WirelessHART及ISAI00.1Ia等技術(shù)己在工廠內(nèi)獲得部分使用。對(duì)千低功耗、廣覆蓋、大連接等工業(yè)信息采集和控制場(chǎng)員，NB-loT將會(huì)成為較好的技術(shù)選擇。同時(shí)無線技術(shù)

18、止逐步向工業(yè)實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域滲透，成為現(xiàn)有工業(yè)有線控制網(wǎng)絡(luò)有力的補(bǔ)充或替代，如5G己明確將工業(yè)控制作為其低時(shí)延、高可靠的重要應(yīng)用場(chǎng)景，3GPP也己開展相關(guān)的研究工作，對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景、需求、關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行全而的梳理，此外IEC正在制定工廠自動(dòng)化無線網(wǎng)絡(luò)WIA-FA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)靈活化組網(wǎng)。未來基千智能機(jī)器柔性生產(chǎn)將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)域根據(jù)需求進(jìn)行靈活重構(gòu)，智能機(jī)器可在不同生產(chǎn)域間遷移和轉(zhuǎn)換，并在生產(chǎn)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)即插即用。這需要工廠網(wǎng)絡(luò)的靈活組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層資源可編排能力,軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)是其中實(shí)現(xiàn)方式之一。(4)目標(biāo)架構(gòu)Lil門”IJnunvasMA4W5SsbimAn.rwerY圖6工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)架構(gòu)

19、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)方案將包括五個(gè)主要環(huán)節(jié)，如圖6所示，一是工廠IT網(wǎng)絡(luò)。為適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)也為了工廠內(nèi)龐大數(shù)雖的生產(chǎn)、監(jiān)控終端接入，IT網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該基千1PW或支持1FM/1F雙棧。二是工廠OT網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)以太網(wǎng)將逐步替代現(xiàn)場(chǎng)總線，實(shí)現(xiàn)e網(wǎng)到底同時(shí)在以太網(wǎng)向下延伸基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器、傳感器、執(zhí)行器等的IP化或IR6化。三是直達(dá)智能機(jī)器和在制品的連接。智能機(jī)器、傳感器、在制品等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、物品將實(shí)現(xiàn)到IT網(wǎng)絡(luò)的直達(dá)連接以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集等功能。四是泛在的無線連接。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的智能機(jī)器、在制品、傳感器、運(yùn)送設(shè)備等將通過各類無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)連接，根據(jù)設(shè)備能耗、傳送距離等可采用Z

20、igbee等短距離通信技術(shù)或Wi-Fi、LTE增強(qiáng)、NB-loT、5G等無線技術(shù)。五是基于SON的IT/0T組網(wǎng)方案。IT網(wǎng)絡(luò)和0T網(wǎng)絡(luò)采用SON技術(shù)，實(shí)現(xiàn)控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面的分離，通過SON控制器與制造控制系統(tǒng)(如MES等)協(xié)同進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度，支撐柔性制造和生產(chǎn)自組織。2、I：廠外部網(wǎng)絡(luò)(1)現(xiàn)狀分析工廠外部網(wǎng)絡(luò)主要是指以支撐工業(yè)全生命周期各項(xiàng)活動(dòng)為目的，用千連接企業(yè)上下游之間、企業(yè)與智能產(chǎn)品、企業(yè)與用戶之間的網(wǎng)絡(luò)。目前，大雖工業(yè)企業(yè)已經(jīng)與公眾互聯(lián)網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，TOC o 1-5 h z但互聯(lián)網(wǎng)為工業(yè)生產(chǎn)帶來的價(jià)值仍比較有限。從互聯(lián)形式上來看，工廠的生產(chǎn)流程和企業(yè)管理流程仍封閉在工廠內(nèi)部

21、，從公眾互聯(lián)網(wǎng)的角度來看，工廠內(nèi)部仍是一個(gè)“黑盒“。從應(yīng)用形式上看，工廠與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合主耍是在產(chǎn)品銷售和供應(yīng)鏈管理等環(huán)節(jié)，互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)全生命周期中的資源優(yōu)化配過作用仍未充分體現(xiàn)。(2)存在的問題目前以1FM公眾互聯(lián)網(wǎng)為主體的工廠外部網(wǎng)絡(luò)承載未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用存在四個(gè)方面主耍問題專業(yè)整理分亨專業(yè)整理分亨WORD資料可編輯-是網(wǎng)絡(luò)性能難以滿足。公眾互聯(lián)網(wǎng)沒有服務(wù)質(zhì)雖的保證.難以滿足工業(yè)生產(chǎn)與互聯(lián)網(wǎng)融合專業(yè)整理分亨專業(yè)整理分亨后對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出的低時(shí)延、高可靠、服務(wù)質(zhì)雖保證的需求。二是網(wǎng)絡(luò)承載能力難以滿足。目前的公眾互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)承載和隔離能力較弱，在VPN專網(wǎng)上能夠承載的VPN數(shù)雖也有限，難以滿足大雖工

22、業(yè)企業(yè)專線互連的要求。三是網(wǎng)絡(luò)安全威脅。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的要求進(jìn)一步提升，目前互聯(lián)網(wǎng)的安全能力有待提高。四是網(wǎng)絡(luò)地址空間有限。目前以IPv4為基礎(chǔ)的公眾互聯(lián)網(wǎng)自身而臨地址枯竭的局而，難以承載工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)以百億終端接入的耍求。(3)發(fā)展趨勢(shì)隨著網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)、服務(wù)模式的發(fā)展，原來局限在工廠內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)過程逐步擴(kuò)展到外部網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)生產(chǎn)信息系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)正在走向深度協(xié)同與融合，包括IT系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合、0T系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同、企業(yè)專網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合、產(chǎn)品服務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)的融合。企業(yè)IT系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)融合從網(wǎng)絡(luò)層面來看是工廠內(nèi)部IT網(wǎng)絡(luò)向外網(wǎng)的延伸。企業(yè)將其IT系統(tǒng)(如ERP、CRM等)托管在互聯(lián)網(wǎng)

23、的云服務(wù)平臺(tái)中，或利用Saas服務(wù)商提供的企業(yè)IT軟件服務(wù)。0T系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同從網(wǎng)絡(luò)層而看是部分0T系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向外網(wǎng)的延伸。在一些人力較難達(dá)到，且又需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程調(diào)整和維護(hù)的場(chǎng)景下，需要通過可靠的互聯(lián)網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的0T系統(tǒng)控制。目前互聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)雖:對(duì)千時(shí)延、抖動(dòng)、可靠性有極高耍求的實(shí)時(shí)控制還無法承載。企業(yè)專網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)融合是將在公眾網(wǎng)絡(luò)中為企業(yè)生成獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)平面，并可對(duì)帶寬、服務(wù)質(zhì)雖等進(jìn)行靈活快速定制。這類業(yè)務(wù)場(chǎng)杲需要提供獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)資源控制能力，開放的網(wǎng)絡(luò)可編程能力，以及定制化的網(wǎng)絡(luò)資源(如帶寬、服務(wù)質(zhì)雖等)。目前的互聯(lián)網(wǎng)尚不支持此類業(yè)務(wù)場(chǎng)杲，需耍網(wǎng)絡(luò)虛擬化及軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與部

24、署。產(chǎn)品服務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)融合將通過智能工業(yè)產(chǎn)品的借息采集和聯(lián)網(wǎng)能力為工業(yè)企業(yè)提供新的產(chǎn)品服務(wù)模式。工業(yè)企業(yè)基千這些平臺(tái)可以為用戶提供產(chǎn)品監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)性維護(hù)等延伸服務(wù)，從而延長(zhǎng)了工業(yè)生產(chǎn)的價(jià)值鏈。這類業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)是對(duì)海雖:產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)，需要通過無線等技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品的泛在接入。工廠與公眾網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)需求不斷增強(qiáng)和擴(kuò)展，新型互聯(lián)的出現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有公眾網(wǎng)絡(luò)不斷提出新的需求，一是支持百億終端接入，聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)裝備及產(chǎn)品數(shù)尼將達(dá)到百億級(jí)水平。二是支持百級(jí)業(yè)務(wù)平而，考慮工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)OT、IT各類應(yīng)用以及未來業(yè)務(wù)發(fā)展，不同質(zhì)雖:要求的業(yè)務(wù)平面應(yīng)達(dá)到數(shù)百級(jí)別。三是支持百萬(wàn)用戶隔離，全國(guó)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)雖在50到60萬(wàn)家左

25、右，每個(gè)企業(yè)按照3到5個(gè)VPN需求計(jì)，網(wǎng)絡(luò)的承載能力需達(dá)到百萬(wàn)級(jí)VPN水平。四是提供全程服務(wù)質(zhì)雖保證，滿足不同工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用端到端的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)雖可靠性要求。五是提供網(wǎng)絡(luò)編排能力，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)通過開放接口支持工業(yè)和其他行業(yè)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能和協(xié)議進(jìn)行口定義。六是提供內(nèi)嵌安全能力，實(shí)現(xiàn)內(nèi)生安全與網(wǎng)絡(luò)可溯源以便保障關(guān)鍵應(yīng)用安全。工業(yè)與外部網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步融合，將推動(dòng)個(gè)性化定制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能產(chǎn)品服務(wù)等全新的制造和服務(wù)模式。為此，工廠外部網(wǎng)絡(luò)需要具備更髙速率、更高丿貞雖:、更低時(shí)延、安全可靠、靈活組網(wǎng)等能力，這些需求在目前的互聯(lián)網(wǎng)上還無法滿足，需采用5G、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）等一系列新的網(wǎng)絡(luò)

26、技術(shù)研究和部署來支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。專業(yè)整理分亨專業(yè)整理分亨（4）目標(biāo)架構(gòu)jam（im/im）MBloT/CSEXSXS）圖7L廠外部網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下工廠外部網(wǎng)絡(luò)方案將包括四個(gè)主要環(huán)節(jié)如圖7所示，一是基千1R6的公眾互聯(lián)網(wǎng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的終端數(shù)雖將達(dá)到數(shù)百億雖級(jí),1PW在公眾互聯(lián)網(wǎng)中的部署勢(shì)在必行同時(shí)還盅要考慮1FM到IPv6的過渡網(wǎng)絡(luò)方案。二是基千SON的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)或VPN。對(duì)一些網(wǎng)絡(luò)質(zhì)雖:耍求較高,或比較關(guān)鍵的業(yè)務(wù)，需要用專網(wǎng)或VPN的方式來承載。專網(wǎng)中需要利用SON、NFV等技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)、流雖的隔離，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的開放可編程。三是泛在無線接入。利用NB-loT、LTE增強(qiáng)、5

27、G等技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)各類為滿足各類海雖:的智能產(chǎn)品的無線接入。四是支持工業(yè)云平臺(tái)的接入和數(shù)據(jù)采集。工廠外部網(wǎng)絡(luò)支持企業(yè)信息化系統(tǒng)、生產(chǎn)控制系統(tǒng)，以及各類智能產(chǎn)品向工業(yè)云平臺(tái)的數(shù)拯傳送和服務(wù)質(zhì)雖保證。（三）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)地址與標(biāo)識(shí)解析體系1標(biāo)識(shí)及標(biāo)漢解析體嬪（1）現(xiàn)狀分析如同域名系統(tǒng)（DNS）在互聯(lián)網(wǎng)中的作用一樣，標(biāo)識(shí)解析體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵神經(jīng)系統(tǒng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的標(biāo)識(shí)，就類似于互聯(lián)網(wǎng)中的域名，是識(shí)別和管理物品、信息、機(jī)器的關(guān)鍵基礎(chǔ)資源。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)，就類似互聯(lián)網(wǎng)中的域名解析系統(tǒng)，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施.目前國(guó)內(nèi)外存在多種標(biāo)識(shí)編碼及標(biāo)識(shí)解析方案。標(biāo)識(shí)編碼方面尚未統(tǒng)一，中小型

28、企業(yè)內(nèi)部大雖:使用口定義的私有標(biāo)識(shí)，而涉及流通環(huán)節(jié)的供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品溯源等應(yīng)用模式止在逐步嘗試跨企業(yè)的公有標(biāo)識(shí)。標(biāo)識(shí)解析方而總體可分成兩大發(fā)展路徑。以是否基千DNS區(qū)分，標(biāo)識(shí)解析休系發(fā)展存在兩條路徑（改良路徑和變革路徑）。改良路徑仍基千互聯(lián)網(wǎng)DNS系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)DNS系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)解析其中以美國(guó)GS1/EPCglobal組織針對(duì)EPC編碼專業(yè)整理分亨提出的ONS解析系統(tǒng)相對(duì)成熟。國(guó)際上主要的標(biāo)識(shí)解析體系在中國(guó)都授權(quán)設(shè)立了分支機(jī)構(gòu)，如電子標(biāo)準(zhǔn)化院組建的01D注冊(cè)中心，物品編碼中心負(fù)責(zé)國(guó)內(nèi)的EPC編碼分配。同時(shí)我國(guó)相關(guān)單位也在基于DNS系統(tǒng)積極探索其它改良方案，如中科院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信

29、息中心的物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)標(biāo)識(shí)解忻NIOT方案，中國(guó)信息通佇研究院CID編碼體系。國(guó)內(nèi)單位通過在我國(guó)家頂級(jí)域.CN下注冊(cè)二級(jí)域名，形成境內(nèi)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)。同時(shí)為改變域名解析系統(tǒng)長(zhǎng)期受制丁美國(guó)的局而，國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)(沢地互連公司)開展了根節(jié)點(diǎn)拓展實(shí)驗(yàn)“舌人計(jì)劃”。變革路徑采用區(qū)別于DNS的標(biāo)識(shí)解析技術(shù)，目前主要是數(shù)字對(duì)象名稱管理機(jī)構(gòu)(DONA基金會(huì))提出的Handle方案，未來還可能出現(xiàn)新的技術(shù)方案。Handle方案采用平行根技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各國(guó)共同管理和維護(hù)根區(qū)文件，現(xiàn)己在ITU、美、德及我國(guó)設(shè)迓了4個(gè)根服務(wù)器,既可以獨(dú)立于DNS又能夠與現(xiàn)有DNS兼容。電子一所負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)中國(guó)根。目前各方案在國(guó)內(nèi)均己?jiǎn)?dòng)并形成一

30、定規(guī)模布局，且不同方案之間己具備互通能力，可以互相兼容、互通和共存。存在的問題為支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，標(biāo)識(shí)解析體系面臨一些新的需求和挑戰(zhàn)，現(xiàn)有標(biāo)識(shí)解析休系尚難以完全滿足這些需求。一是功能方而，由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的主休對(duì)象來源復(fù)雜、標(biāo)識(shí)形式多樣、以統(tǒng)一，需要支持異構(gòu)兼容性和有效擴(kuò)展性。二是性能方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)將大大超過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)具有高效性和可靠性，針對(duì)工廠內(nèi)柔性制造等特定場(chǎng)景還需要保障較低的解析時(shí)延。三是安全方面，111千工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)中存儲(chǔ)了更多涉及到國(guó)計(jì)民生敏感數(shù)據(jù)，所以需要提供隱私保護(hù)、真實(shí)認(rèn)證、抗攻擊能力，攻擊溯源能力。四是管控方而，標(biāo)

31、識(shí)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重要的基礎(chǔ)資源，可以反映和統(tǒng)計(jì)分析工業(yè)運(yùn)行狀態(tài)，需耍更加公止平等的治理體系。目前主要標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)是否能夠滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在功能、性能、安全、管控等方而的需求還需要檢驗(yàn)。發(fā)展趨勢(shì)閉環(huán)的私有標(biāo)識(shí)及解析系統(tǒng)止在逐步向開環(huán)的公共標(biāo)識(shí)及解析系統(tǒng)演進(jìn)。目前標(biāo)識(shí)技術(shù)在資產(chǎn)管理、物流管理等部分環(huán)節(jié)得到應(yīng)用和推廣，并止在向生產(chǎn)環(huán)節(jié)滲透，如產(chǎn)線可以通過自動(dòng)讀取在制品標(biāo)簽標(biāo)識(shí)來匹配相應(yīng)的處理。隨著而向產(chǎn)品全生命周期管理及跨企業(yè)產(chǎn)品信息交互需求的增加，將推動(dòng)企業(yè)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)與公共標(biāo)識(shí)解析的對(duì)接。標(biāo)識(shí)對(duì)象也將隨著口動(dòng)化標(biāo)識(shí)技術(shù)的應(yīng)用逐步擴(kuò)展，初期可能側(cè)重產(chǎn)品標(biāo)識(shí)，逐步覆噩原材料、軟件系統(tǒng)等各種管理對(duì)象和耍素。多

32、種標(biāo)識(shí)解析體系在一定時(shí)期內(nèi)共存?；Ц牧悸窂降姆桨负突ё兏锫窂降姆桨冈趪?guó)內(nèi)外均己?jiǎn)?dòng)并形成一定規(guī)模布局。從口前看，己有的標(biāo)識(shí)類應(yīng)用現(xiàn)狀難以打破，短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)解析體系的統(tǒng)一。且目前多種方案已具備互通能力，可以相互兼容、互通和共存。公平對(duì)等是標(biāo)識(shí)解析的重要發(fā)展方向。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的治理格局長(zhǎng)期不變，DNS域名系統(tǒng)的最髙管理權(quán)掌握在少數(shù)國(guó)家手中，這種集中化的單邊管理機(jī)制既容易受到黑客攻擊，又存在控制權(quán)爭(zhēng)議問題。目前，國(guó)內(nèi)夕卜己經(jīng)提出并開始布局多種新型標(biāo)識(shí)解析休系方案，如ONS在2.0版本己經(jīng)支持并連根，Handle釆用平行根設(shè)計(jì)，其共同特征是傾向千分布式的多邊管理機(jī)制，更加強(qiáng)調(diào)公平、對(duì)等。2、1

33、：業(yè)互聯(lián)網(wǎng)地址工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需要大雖的IP地址。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要支撐海雖智能機(jī)器、智能產(chǎn)品的接入，而目前己趨千枯竭的IPv4地址難以滿足未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的海雖地址空間需求。因此IPv6是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然選擇。IPV6在解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)地址需求的同時(shí)，也能為工廠內(nèi)網(wǎng)各設(shè)備提供全球唯一地址，為更好的進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和信息整合提供了條件。1R6在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)和管理將成為研究熱點(diǎn)。IFV6雖然己經(jīng)研究了多年，但工業(yè)應(yīng)用有其特殊性，尤其是工廠內(nèi)網(wǎng)在安全性、可靠性、網(wǎng)絡(luò)性能等方而都有較高的耍求，因此IPv6與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的技術(shù)需要進(jìn)一步深入研究。同時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)關(guān)系國(guó)計(jì)民生，提前開展IPv6地址在

34、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中分配和管理的研究,將有利千提高主管部門的互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管水平。（四）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐體系（1）現(xiàn)狀分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐體系包括三個(gè)層面，一是實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、系統(tǒng)與設(shè)備之間數(shù)據(jù)集成的應(yīng)用使能技術(shù)，二是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，三是服務(wù)化封裝與集成。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、系統(tǒng)與設(shè)備集成的應(yīng)用使能技術(shù)是支掠工業(yè)企業(yè)內(nèi)部或工業(yè)企業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和互操作的基礎(chǔ)協(xié)議。與互聯(lián)網(wǎng)中的HTML等協(xié)議類似，工業(yè)互TOC o 1-5 h z聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用便能技術(shù)的主要作用是在異構(gòu)系統(tǒng)（不同的操作系統(tǒng)、不同的硬件架構(gòu)等）之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層而的相互“理解“，實(shí)現(xiàn)信息集成與互操作。OPC是目前應(yīng)用較

35、廣泛的工廠內(nèi)應(yīng)用便能技術(shù)，其定義了一套通用的數(shù)據(jù)描述和語(yǔ)法表達(dá)方法（信息模型），每個(gè)系統(tǒng)可以將各自的數(shù)據(jù)信息以O(shè)PC的格式進(jìn)行組織，從而可以被其他系統(tǒng)所獲取和集成。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)目前主要休現(xiàn)為可集成部署各類工業(yè)云服務(wù)能力和資源的平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)在線設(shè)計(jì)研發(fā)、協(xié)同開發(fā)等工業(yè)云計(jì)算服務(wù)。這類服務(wù)主要面向中小工業(yè)企業(yè)。一是通過在線的集成設(shè)計(jì)云服務(wù)可以為工業(yè)企業(yè)提供設(shè)計(jì)資源和工具服務(wù)。二是開展基千云平臺(tái)的多方協(xié)作、設(shè)計(jì)眾包等新型開發(fā)方式，實(shí)現(xiàn)制造資源高效整合。目前也逐步出現(xiàn)一些工業(yè)云服務(wù)平臺(tái)，通過利用應(yīng)用便能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的有效采集與分析，并將結(jié)果應(yīng)用千企業(yè)管理與決策。目前工業(yè)企業(yè)服務(wù)化

36、集成主要集中在工廠運(yùn)營(yíng)層倍息系統(tǒng)中，大型企業(yè)通過企業(yè)服務(wù)總線（ESB）將ERP、CRM、MES等信息系統(tǒng)通過SOA化的形式進(jìn)行資源組織，為企業(yè)運(yùn)營(yíng)提供基礎(chǔ)管理支撐。在此基礎(chǔ)上，向工廠/車間下沉的MES或者SCADA系統(tǒng)基木停留在業(yè)務(wù)邏輯預(yù)過開發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)為中心的交互模式，而底層設(shè)備、物料等生產(chǎn)資源仍無法實(shí)現(xiàn)SOA化的服務(wù)資源調(diào)度。(2)存在的問題目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐體系仍在發(fā)展的初期，存在三個(gè)主耍問題：一是工業(yè)云平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化問題。目前而向工業(yè)云平臺(tái)缺乏標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，企業(yè)可能會(huì)針對(duì)云服務(wù)商業(yè)務(wù)綁定、數(shù)據(jù)遷移、數(shù)據(jù)安全等問題有所顧慮。二是應(yīng)用使能技術(shù)通用性問題。目前OPC在工廠內(nèi)部獲得了較廣

37、泛的應(yīng)用，在一定程度上解決了設(shè)備與系統(tǒng)信息交互與集成問題，但是OPC僅規(guī)范了讀寫格式，對(duì)于設(shè)備與系統(tǒng)缺乏結(jié)構(gòu)化、模型化的規(guī)范化表示，因此對(duì)上層應(yīng)用系統(tǒng)來說仍然是獨(dú)立的XX變雖或功能，系統(tǒng)集成和業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜。三是服務(wù)化有待發(fā)展與探索。目前企業(yè)級(jí)各個(gè)信息系統(tǒng)己可以實(shí)現(xiàn)基千SOA的集成，但生產(chǎn)控制層而主要還是基千定制協(xié)議和定制邏輯，難以快速進(jìn)行服務(wù)組合與設(shè)計(jì)。此外如何實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)化，還需探索。(3)發(fā)展趨勢(shì)云計(jì)算逐步引入到工廠內(nèi)部和工廠外部。一是以laaS模式為基礎(chǔ)開展工廠私有云和公共云建設(shè)。云計(jì)算為工業(yè)企業(yè)IT建設(shè)提供了更加高效率、低成本、可擴(kuò)展的方式，通過laaS可以在

38、不對(duì)現(xiàn)有企業(yè)IT架構(gòu)進(jìn)行較大改變的情況下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)到云端的平滑遷移。一些大企業(yè)可以自建私有云平臺(tái)，或采用混合云模式充分利用公共云的能力，而中小企業(yè)則更多利用公共云服務(wù)，提升其IT建設(shè)能力。二是以PaaS平臺(tái)構(gòu)建工業(yè)應(yīng)用新模式。PaaS平臺(tái)既有后端強(qiáng)大計(jì)算、存儲(chǔ)能力的支撐，同時(shí)前端又可以以簡(jiǎn)單易用的REST接口實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的快速構(gòu)建，可以滿足工業(yè)企業(yè)對(duì)預(yù)測(cè)維護(hù)等創(chuàng)新應(yīng)用的快速開發(fā)、部署需求。對(duì)千傳統(tǒng)PaaS平臺(tái)來說，面對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、供應(yīng)等各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集能力，并在云端構(gòu)建面向工業(yè)各領(lǐng)域的特有分析模型和通用應(yīng)用支撐能力。三是以Saas平臺(tái)向企業(yè)直接提供IT應(yīng)用服務(wù)。目前

39、己經(jīng)有廠商針對(duì)企業(yè)管理、協(xié)同研發(fā)等領(lǐng)域提供Saas服務(wù)，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，面向工業(yè)領(lǐng)域的Saas服務(wù)將逐步豐富，形成覆蓋研發(fā)設(shè)計(jì)、協(xié)同制造、企業(yè)管理、產(chǎn)品服務(wù)等全流程的應(yīng)用產(chǎn)品。中小企業(yè)利用Saas服務(wù)可以快速構(gòu)建覆蓋全生命周期的多樣化應(yīng)用。應(yīng)用使能技術(shù)工廠內(nèi)外呈現(xiàn)不同趨勢(shì)。一是工廠內(nèi)不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成協(xié)議。工廠內(nèi)部以O(shè)PC-UA為代表的數(shù)據(jù)集成協(xié)議將得到更加廣泛的應(yīng)用，成為連接生產(chǎn)設(shè)備和IT系統(tǒng)的“數(shù)據(jù)總線，以解決由千制造控制系統(tǒng)、IT系統(tǒng)類型眾多、廠商各異，數(shù)據(jù)格式、模型不同，無法被其他系統(tǒng)所“理解“和處理的問題。二是工業(yè)設(shè)備、產(chǎn)品到云平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)集成協(xié)議。工業(yè)設(shè)備、產(chǎn)TOC o

40、1-5 h z品到云平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)集成協(xié)議則會(huì)形成以開放標(biāo)準(zhǔn)為主的協(xié)議集，為實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品制造、使用、維護(hù)等過程中數(shù)據(jù)的充分分析與利用，發(fā)揮生產(chǎn)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的最大價(jià)值，需要將來自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和智能產(chǎn)品的異構(gòu)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)或消息中間件的轉(zhuǎn)換形成統(tǒng)一模型的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到云端，實(shí)現(xiàn)集中分析處理。目前實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)到云端的應(yīng)用數(shù)據(jù)集成協(xié)議類型很多，如0ASIS的MQTT和AMQP,IETF的CoAP和XMPP等。專業(yè)整理分亨服務(wù)化封裝與集成成為解決異構(gòu)應(yīng)用、系統(tǒng)與設(shè)備協(xié)同的重耍乎段。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各種智能設(shè)備、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、智能產(chǎn)品等將在工廠內(nèi)部及整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)互聯(lián)與協(xié)作，通過對(duì)這些設(shè)備與系統(tǒng)的功

41、能進(jìn)行服務(wù)化封裝，如通過服務(wù)化將生產(chǎn)設(shè)備111傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)源變?yōu)榭芍亟M的服務(wù)單元，從而可以簡(jiǎn)化各類業(yè)務(wù)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，并正在成為重耍的發(fā)展方向。其中，基千語(yǔ)義的服務(wù)化封裝，可以有效解決異構(gòu)設(shè)備與系統(tǒng)的抽象與可認(rèn)知間題，而受到產(chǎn)業(yè)的積極推進(jìn)。4)0標(biāo)架構(gòu)公共工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用儈能化生產(chǎn)1代化定制網(wǎng)堵化協(xié)同吆務(wù)化轉(zhuǎn)塑專用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用IM化協(xié)酊公共工業(yè)云平臺(tái)用工業(yè)云平臺(tái)匸業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支用體系IT云*ft酬wag企平色工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下應(yīng)用支撐休系方案將包括四個(gè)主要環(huán)節(jié)，如圖8所示，一是工廠云平臺(tái)。在大型企業(yè)內(nèi)部建設(shè)專有云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)/工廠內(nèi)的IT系統(tǒng)集中化建設(shè)，并通過標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)集成，對(duì)內(nèi)開展數(shù)據(jù)分析和

42、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化。還可以考慮混合云模式，將部分?jǐn)?shù)據(jù)能力及信息系統(tǒng)移植到公共云平臺(tái)上，便千實(shí)現(xiàn)基千互聯(lián)網(wǎng)的信息共享與服務(wù)協(xié)作。二是公共工業(yè)云服務(wù)平臺(tái)。面向中小工業(yè)企業(yè)開展設(shè)計(jì)協(xié)同、供應(yīng)鏈協(xié)同、制造協(xié)同、服務(wù)協(xié)同等新型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式，及提供Saas類服務(wù)。三是而向行業(yè)或大型企業(yè)的專用工業(yè)云服務(wù)平臺(tái)。而向大型企業(yè)或特定行業(yè)，提供以工業(yè)數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)的專用云計(jì)算服務(wù)。四是工廠內(nèi)各生產(chǎn)設(shè)備、控制系統(tǒng)和IT系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成協(xié)議，以及生產(chǎn)設(shè)備.IT系統(tǒng)到工廠外云平臺(tái)間的數(shù)據(jù)集成和傳送協(xié)議。(-)工業(yè)大數(shù)據(jù)內(nèi)涵特征工業(yè)大數(shù)據(jù)是指在工業(yè)領(lǐng)域信息化應(yīng)用中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，是工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵。工業(yè)大

43、數(shù)據(jù)是基千網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，貫穿千工業(yè)的設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，便工業(yè)系統(tǒng)具備描述、診斷、預(yù)測(cè)、決策、控制等智能化功能的模式和結(jié)果。工業(yè)大數(shù)據(jù)從類型上主要分為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)是來源千工業(yè)生產(chǎn)線設(shè)備、機(jī)器、產(chǎn)品等方而的數(shù)據(jù)，多由傳感器、設(shè)備儀器儀表、工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行采集產(chǎn)生，包括設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)等。生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)是指?jìng)鹘y(tǒng)信息管理系統(tǒng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如SCM、CRM、ERP、MES等。外部數(shù)據(jù)是指來源千工廠外部的數(shù)據(jù)，主要包括來自互聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)、環(huán)境、客戶、政府、供應(yīng)鏈等外部環(huán)境的信息和數(shù)據(jù)。工業(yè)大數(shù)據(jù)具有五大特征。一是數(shù)據(jù)體雖巨大，大雖

44、機(jī)器設(shè)備的髙頻數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)持續(xù)涌入，大型工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)集將達(dá)到PB級(jí)甚至EB級(jí)別。二是數(shù)據(jù)分布廣泛，分布于機(jī)器設(shè)備、工業(yè)產(chǎn)品、管理系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)等各個(gè)環(huán)節(jié)。三是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，既有結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化的傳感數(shù)據(jù)，也有非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。四是數(shù)據(jù)處理速度需求多樣，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)耍求實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)間分析達(dá)到亳秒級(jí)，管理與決策應(yīng)用需要支持交互式或批雖數(shù)據(jù)分析。五是對(duì)數(shù)據(jù)分析的魚信度要求較高，相關(guān)關(guān)系分析不足以支撐故障診斷、預(yù)測(cè)預(yù)警等工業(yè)應(yīng)用，需要將物理模型與數(shù)據(jù)模型結(jié)合，追蹤挖掘因果關(guān)系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)功能架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)架構(gòu)，從功能視角看，主要由數(shù)據(jù)采集與交換、數(shù)據(jù)預(yù)處理與存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)建模、,如圖9所示。數(shù)據(jù)分析和數(shù)

45、據(jù)驅(qū)動(dòng)下的決策與控制應(yīng)用四個(gè)層次五大部分組成圖9匸業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)體系參考架構(gòu)10所示。用戶”數(shù)據(jù)采集與交換層主耍實(shí)現(xiàn)工業(yè)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的采集與交換，數(shù)據(jù)源既包會(huì)來自傳感器、SCADA、MES、ERP等內(nèi)部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，也包含來自企業(yè)外部的數(shù)據(jù)，主要包含對(duì)象感知、實(shí)時(shí)采集與批雖采集、數(shù)據(jù)核查、數(shù)據(jù)路111等功能。數(shù)據(jù)預(yù)處理與存儲(chǔ)層的關(guān)鍵目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的初步清洗、集成，并將工業(yè)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行關(guān)聯(lián)，主要包含數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。數(shù)據(jù)建模層根據(jù)工業(yè)實(shí)際元素與業(yè)務(wù)流程，在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上構(gòu)建用戶、設(shè)備、產(chǎn)品、產(chǎn)線、工廠、工藝等數(shù)字化模型，并結(jié)合數(shù)據(jù)分析層提供數(shù)據(jù)報(bào)表、可視化、知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)分析工具及

46、數(shù)據(jù)開放功能，為各類決策的產(chǎn)生提供支持。決策與控制應(yīng)用層主耍是基千數(shù)據(jù)分析結(jié)果，生成描述、診斷、預(yù)測(cè)、決策、控制等不同應(yīng)用，形成優(yōu)化決策建議或產(chǎn)生直接控制指令，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制、智能化生產(chǎn)、協(xié)同化組織和服務(wù)化制造等創(chuàng)新模式，并將結(jié)果以數(shù)據(jù)化形式存儲(chǔ)下來，最終構(gòu)成從數(shù)據(jù)采集到設(shè)備、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理持續(xù)優(yōu)化閉環(huán)。（三）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用覆蓋工業(yè)生產(chǎn)的全流程和產(chǎn)品的全生命周期。工業(yè)大數(shù)據(jù)的作用主耍表現(xiàn)為狀態(tài)描述、診斷分析、預(yù)測(cè)預(yù)警、輔助決策等方面，在智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制和服務(wù)化延伸四類場(chǎng)景下發(fā)揮著核心的驅(qū)動(dòng)作用。工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用示意如圖年臺(tái)協(xié)同平臺(tái):曠般

47、耐IT匸圖10工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用示專業(yè)整理分亨專業(yè)整理分亨專業(yè)整理分亨CAM等設(shè)過實(shí)物聯(lián)網(wǎng)利智能化生產(chǎn)中的工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)與虛擬制造。虛擬設(shè)計(jì)與虛擬制造是指將大數(shù)據(jù)技術(shù)與CAD、CAE、計(jì)工具相結(jié)合，深入了解歷史工藝流程數(shù)據(jù)，找出產(chǎn)品方案、工藝流程、工廠布局與投入之間的模式和關(guān)系，對(duì)過去彼此孤立的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析，建立設(shè)計(jì)資源模型庫(kù)、歷史經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛶?kù)，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、工廠布局規(guī)劃方案，并縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。生產(chǎn)工藝與流程優(yōu)化。生產(chǎn)工藝與流程優(yōu)化是指應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析功能，評(píng)估和改進(jìn)當(dāng)前操作工藝流程，對(duì)偏離標(biāo)準(zhǔn)工藝流程的淸況進(jìn)行報(bào)警，快速地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或者瓶頸所在，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中工

48、藝流程的快速優(yōu)化與調(diào)整。設(shè)備預(yù)測(cè)維護(hù)。設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)是指建立大數(shù)據(jù)平臺(tái)，從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中獲取設(shè)備振動(dòng)、溫度、壓力、流雖等數(shù)據(jù)，在大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理，進(jìn)一步通過構(gòu)建基千規(guī)則的故障診斷、基千案例的故障診斷、設(shè)備狀態(tài)劣化趨勢(shì)預(yù)測(cè)、部件剩余壽命預(yù)測(cè)等模型，通過數(shù)據(jù)分析進(jìn)行設(shè)備故障預(yù)測(cè)與診斷。智能生產(chǎn)排程。智能生產(chǎn)排成是指收集客戶訂單、生產(chǎn)線、人員等數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)現(xiàn)歷史預(yù)測(cè)與實(shí)際的偏差槪率，考慮產(chǎn)能約束、人員技能約束、物料可用約束、工裝模具約束，通過智能的優(yōu)化算法，制定預(yù)計(jì)劃排產(chǎn)，并監(jiān)控計(jì)劃與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的偏善，動(dòng)態(tài)的調(diào)整計(jì)劃排產(chǎn)。產(chǎn)品質(zhì)雖優(yōu)化。產(chǎn)品質(zhì)雖優(yōu)化是指通過

49、收集生產(chǎn)線、產(chǎn)品等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)建立大數(shù)據(jù)模型，對(duì)質(zhì)雖缺陷產(chǎn)品的生產(chǎn)全過程進(jìn)行回溯，快速甄別原因，改進(jìn)生產(chǎn)問題，優(yōu)化提升產(chǎn)品質(zhì)雖。能源消耗管控。能源消耗管控是指對(duì)企業(yè)生產(chǎn)線各關(guān)鍵環(huán)節(jié)能耗排放和輔助傳動(dòng)輸配環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，收集生產(chǎn)線、關(guān)鍵環(huán)節(jié)能耗等相關(guān)數(shù)據(jù)，建立能耗仿真模型，進(jìn)行多維度能耗型仿真預(yù)測(cè)分析，獲得生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)的節(jié)能空間數(shù)據(jù)，協(xié)同操作智能優(yōu)化負(fù)荷與能耗平衡，而實(shí)現(xiàn)整體生產(chǎn)線柔性節(jié)能降耗減排，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能耗的異?；蚍逯登闆r，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的能源消耗實(shí)時(shí)優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同中的工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用協(xié)同研發(fā)與制造。協(xié)同研發(fā)與制造主耍是基千統(tǒng)一的設(shè)計(jì)平臺(tái)和制造資源信息平臺(tái)，集成設(shè)計(jì)工具庫(kù)

50、、模型庫(kù)、知識(shí)庫(kù)及制造企業(yè)生產(chǎn)能力信息，不同地域的企業(yè)或分支機(jī)構(gòu)可以通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)訪問設(shè)計(jì)平臺(tái)獲取相同的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，也可獲得同類制造企業(yè)閑垃生產(chǎn)能力，現(xiàn)多站點(diǎn)協(xié)同、多任務(wù)并行、多企業(yè)合作的異地協(xié)同設(shè)計(jì)與制造耍求。供應(yīng)鏈配送體系優(yōu)化。供應(yīng)鏈配送體系優(yōu)化主要是通過RFID等產(chǎn)品電子標(biāo)識(shí)技術(shù)、技術(shù)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲得供應(yīng)商、庫(kù)存、物流、生產(chǎn)、銷售等完整產(chǎn)品供應(yīng)鏈的大數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定采購(gòu)物料數(shù)尼、運(yùn)送時(shí)間等，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈優(yōu)化。(3)個(gè)性化定制中的工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用用戶需求挖掘。用戶需求挖掘主要指建立用戶對(duì)商品需求的分析體系.挖掘用戶深層次的需求，并建立科學(xué)的商品生產(chǎn)方案分析系統(tǒng)，結(jié)合用戶需求

51、與產(chǎn)品生產(chǎn)，形成滿足消費(fèi)者預(yù)期的各品類生產(chǎn)方案等，實(shí)現(xiàn)對(duì)市場(chǎng)的預(yù)知性判斷。個(gè)性化定制生產(chǎn)。個(gè)性化定制生產(chǎn)主耍指采集客戶個(gè)性化需求數(shù)據(jù)、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、外部環(huán)境數(shù)據(jù)等信息，建立個(gè)性化產(chǎn)品模型，將產(chǎn)品方案、物料淸單、工藝方案通過制造執(zhí)行系統(tǒng)快速傳遞給生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行產(chǎn)線調(diào)整和物料準(zhǔn)備，快速生產(chǎn)出符合個(gè)性化需求的定制化產(chǎn)II口門Q（4）服務(wù)化延伸中的工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品遠(yuǎn)程服務(wù)。產(chǎn)品遠(yuǎn)程服務(wù)是指通過搭建企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)平臺(tái)，圍繞智能裝備、智能家居、可穿戴設(shè)備、智能聯(lián)網(wǎng)汽車等多類智能產(chǎn)品，采集產(chǎn)品數(shù)據(jù)，建立產(chǎn)品性能預(yù)測(cè)分析模型，提供智能產(chǎn)品的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、診斷與運(yùn)維服務(wù)，創(chuàng)造產(chǎn)品新的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)的服務(wù)化轉(zhuǎn)

52、型。（四）存在的問題工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的主耍障礙在千以下兒點(diǎn)：一是企業(yè)數(shù)據(jù)源較善，尤其是對(duì)千機(jī)器設(shè)備、生產(chǎn)線等實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集數(shù)尼、類型、精度以及頻率方面存在較大提升空間。二是企業(yè)間和企業(yè)內(nèi)部部門間倍息孤島普遍存在，數(shù)據(jù)的交互、共享和集成存在很大障礙，數(shù)據(jù)融合應(yīng)用價(jià)值難以有效挖掘利用。三是缺乏工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用成熟模式和燈塔式項(xiàng)目，盡管一些先進(jìn)企業(yè)止在進(jìn)行工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的嘗試，但仍處于初級(jí)階段，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累不多，尚未形成行業(yè)應(yīng)用推廣模式。四是工業(yè)大數(shù)據(jù)核心技術(shù)、軟件平臺(tái)產(chǎn)品，以及系統(tǒng)集成和應(yīng)用開發(fā)能力仍然有待加強(qiáng)，安全可控能力不足。（五）發(fā)展趨勢(shì)隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和應(yīng)用不斷深入，數(shù)據(jù)的價(jià)值與作用將越來

53、越凸顯，數(shù)據(jù)分析將向工業(yè)各環(huán)節(jié)滲透，預(yù)測(cè)、決策、控制等更智能的應(yīng)用成為發(fā)展方向，最終構(gòu)成從數(shù)據(jù)采集到設(shè)備、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理優(yōu)化的閉環(huán)。工業(yè)數(shù)據(jù)未來將呈現(xiàn)出以下幾個(gè)發(fā)展方向：一是跨層次跨環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)整合。當(dāng)前工業(yè)數(shù)據(jù)水平來看分?jǐn)≡谘邪l(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、企業(yè)經(jīng)營(yíng)等各個(gè)環(huán)節(jié)，垂直來看分敢在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、企業(yè)管理（MES、ERP）等不同層次，下一步數(shù)據(jù)在垂直和水平兩個(gè)方向都需要整合，為全局視圖分析奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。其中語(yǔ)義技術(shù)將發(fā)揮重要作用，利用語(yǔ)義可以對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的含義進(jìn)行標(biāo)注，使數(shù)據(jù)在異構(gòu)系統(tǒng)之間能夠被止確理解和處理。二是數(shù)據(jù)在邊緣的智能處理。在靠近數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)上，通過融合計(jì)算、存儲(chǔ)與控制

54、等功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的邊緣處理、分析與過濾，以滿足工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)連接、實(shí)時(shí)控制、實(shí)時(shí)分析、安全隱私等需求，并可以與云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。三是基于云平臺(tái)數(shù)據(jù)集成管理。將數(shù)據(jù)匯聚起來，上傳到云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行分析處理，是未來的主流方向，星于成熟的、經(jīng)驗(yàn)證的技術(shù)以及大數(shù)據(jù)平臺(tái)來支攥工業(yè)數(shù)*8的數(shù)據(jù)建檢、數(shù)握抽取ETL、査詢與計(jì)算，與傳統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)井、關(guān)系數(shù)搖庫(kù)和MPP數(shù)據(jù)混搭應(yīng)用，是云化的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建的主流方向.四是深度數(shù)據(jù)分析挖掘知識(shí)驅(qū)動(dòng)的分析方法，建立在工業(yè)系統(tǒng)的物理化學(xué)原理、工藝及管理經(jīng)驗(yàn)等知識(shí)之上.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的分析方法，完全在數(shù)搦空間中通過算法尋找規(guī)律和知識(shí).木來的發(fā)展若勢(shì)是更多的將述于知識(shí)的方法與數(shù)

55、據(jù)驅(qū)動(dòng)方法融合，滿足工業(yè)數(shù)據(jù)分析對(duì)高冒信度的要求.五是數(shù)據(jù)可視化.建立機(jī)器、生產(chǎn)流程、全生產(chǎn)周期等擬真數(shù)字化模型，并進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，使生產(chǎn)管理者、系統(tǒng)開發(fā)者和用戶能夠更加克觀全面地了解相關(guān)信息，支撐設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、產(chǎn)品流通與交易、產(chǎn)品服務(wù)等環(huán)節(jié)的決策水平.專業(yè)整理分亨專業(yè)整理分亨（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系框架工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全需求可從工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)視角分析。從工業(yè)視角看，安全的重點(diǎn)是保障智能化生產(chǎn)的連續(xù)性、可靠性，關(guān)注智能裝備、工業(yè)控制設(shè)備及系統(tǒng)的安全：從互聯(lián)網(wǎng)視角看，安全主要保障個(gè)性化定制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同以及服務(wù)化延伸等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的安全運(yùn)行以提供持續(xù)的服務(wù)能力，防止重要數(shù)據(jù)的泄露，重點(diǎn)關(guān)注工業(yè)應(yīng)用

56、安全、網(wǎng)絡(luò)安全、工業(yè)數(shù)據(jù)安全以及智能產(chǎn)品的服務(wù)安全。因此，從構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障體系考慮，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全休系框架上耍包括五大重點(diǎn)，設(shè)備安全.網(wǎng)絡(luò)安全.控制安全.應(yīng)用安全和數(shù)拯安全，如圖11所示。工廠外網(wǎng)金用安全;軟件安全/:平臺(tái)妬9如対協(xié)同蚌工業(yè)云平臺(tái)（公有云大敗分析）產(chǎn)品務(wù)曲J工廠內(nèi)網(wǎng)安全PenERP工業(yè)云平臺(tái)舉有云一、五大安全壷點(diǎn)、；1.設(shè)備安全!2.網(wǎng)絡(luò)安全；3.控制安全；4.應(yīng)用安全rj安全數(shù)據(jù)安全生產(chǎn)全生嚴(yán)攪件數(shù)曙安全工廠外全腔制安全SCADA;設(shè)備安全健付“XSEMBA固貯產(chǎn)品圖11I:業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系其中，設(shè)備安全是指工業(yè)智能裝備和智能產(chǎn)品的安全包括芯片安全、嵌入式操作系統(tǒng)安全

57、、TOC o 1-5 h z相關(guān)應(yīng)用軟件安全以及功能安全等：網(wǎng)絡(luò)安全是指工廠內(nèi)有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)的安全，以及工廠外與用戶、協(xié)作企業(yè)等實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的公共網(wǎng)絡(luò)安全：控制安全是指生產(chǎn)控制安全，包括控制協(xié)議安全、控制平臺(tái)安全、控制軟件安全等：應(yīng)用安全是指支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)行的應(yīng)用軟件及平臺(tái)的安全：數(shù)拯安全是指工廠內(nèi)部重要的生產(chǎn)管理數(shù)拯、生產(chǎn)操作數(shù)據(jù)以及工廠外部數(shù)據(jù)（如用戶數(shù)據(jù)）等各類數(shù)據(jù)的安全。（二）現(xiàn)狀分析隨著互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合創(chuàng)新的不斷推動(dòng)，電力、交通、市政等大雖關(guān)系國(guó)計(jì)民生的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施日益依賴r網(wǎng)絡(luò)，并逐步與公共互聯(lián)網(wǎng)連接，一只受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，不僅會(huì)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，更可能帶來環(huán)境災(zāi)難和人員傷亡

58、，危及公眾生活和國(guó)家安全，安全保障能力己成為影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵因素?？偟膩砜?，111千信息化和口動(dòng)化程度的不同，工業(yè)細(xì)分行業(yè)的安全保障體系建設(shè)情況也各不相同，信息化、口動(dòng)化程度越高的行業(yè)，開放程度也相對(duì)較高，面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)隨之增大，對(duì)安全也更加重視，安全保障體系建設(shè)相對(duì)更完善。目前，工業(yè)領(lǐng)域安全防護(hù)采用分層分域的隔離和邊界防護(hù)思路.。工廠內(nèi)網(wǎng)與工廠外網(wǎng)之間通常部署隔離和邊界防護(hù)措施，采用防火墻、VPN、訪問控制等邊界防護(hù)措施保障工廠內(nèi)網(wǎng)安全。從工廠內(nèi)網(wǎng)來看，可進(jìn)一步分為企業(yè)管理層和生產(chǎn)控制層。企業(yè)管理層主耍包括企業(yè)管理相關(guān)的ERP、CRM等系統(tǒng)，與傳統(tǒng)IT系統(tǒng)類似，主要關(guān)注信息安全的

59、內(nèi)容，采用權(quán)限管理、訪問控制等傳統(tǒng)信息系統(tǒng)安全防護(hù)措施，與生產(chǎn)控制層之間較多的采用工業(yè)防火墻、網(wǎng)閘等隔離設(shè)備，一般通過白名單方式對(duì)工業(yè)協(xié)議如OPC等進(jìn)行過濾，防止來口互聯(lián)網(wǎng)的威脅滲透到生產(chǎn)過程。生產(chǎn)控制層包括工程師站、操作員站等工作站，以及PLC、DCS等控制設(shè)備,與生產(chǎn)過程密切相關(guān)，對(duì)可靠性和實(shí)時(shí)性要求高，主要關(guān)注功能安全的問題。因此，盡管工程師站、操作員站等目前仍多采用win2000/XP等操作系統(tǒng)，但考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定性以及對(duì)功能安全的彤響，極少升級(jí)補(bǔ)丁，般也不安裝病希防護(hù)軟件等。同時(shí)，傳統(tǒng)生產(chǎn)控制層以物理隔離為主，信息安全隱患低，工業(yè)私有協(xié)議應(yīng)用較多，工業(yè)防火墻等隔離設(shè)備需針對(duì)專門協(xié)議設(shè)計(jì)

60、，企業(yè)更關(guān)注生產(chǎn)過程的止常進(jìn)行，一般較少在工作站和控制設(shè)備Z間部署隔離設(shè)備以避免帶來功能安全問題。此外，控制協(xié)議、控制軟件在設(shè)計(jì)之初也缺少諸如認(rèn)證、授權(quán)、加密等安全功能，生產(chǎn)控制層安全保障措施的缺失成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)過程中的重耍安全問題。總體來看，業(yè)界在積極推動(dòng)工業(yè)防火墻、工業(yè)安全監(jiān)測(cè)審計(jì)、安全管理等安全產(chǎn)品的應(yīng)用，但整體對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的研究及產(chǎn)業(yè)支持還處千起步階段，現(xiàn)有措施難以有效應(yīng)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中日益復(fù)雜的安全問題。從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來演進(jìn)看，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、控制體系、工業(yè)數(shù)據(jù)和個(gè)人隱私、智能設(shè)備以及工業(yè)應(yīng)用的安全保障是未來發(fā)展的重點(diǎn)。（三）存在的問題隨著工業(yè)融合創(chuàng)新以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的