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新基建风口下的工业互联网有哪些新变化?一文看懂工业互联网最新体系架构|工业互联网体系架构(版本 2.0)
  • 雷锋网
  • 2020年5月15日 10:46

设备层对应工业设备、产品的运行和维护功能,关注设备底层的监控优化、 故障诊断等应用;

边缘层对应车间或产线的运行维护功能,关注工艺配置、物料调度、能效管理、质量管控等应用;

企业层对应企业平台、网络等关键能力,关注订单计划、绩效 优化等应用;产业层对应跨企业平台、网络和安全系统,关 注供应链协同、资源配置等应用。

工业互联网的实施重点明确工业互联网核心功能在制造系统各层级的功能分布、系统设计与部署方式,通过“网络、标识、平台、安全”四大实施系统的建设,指导企业实现工业互联网的应用部署。

其中,网络系统关注全要素、全系统、全产业链互联互通新型基础设施的构建;

标识系统关注标识资源、解析系统等关键基础的构建;

平台系统关注边缘系统、企业平台和产业平台交互协同的实现;安全系统关注安全管控、态势感知、防护能力等建设。

1)网络实施框架

 工业互联网网络建设目标是构建全要素全系统全产业链互联互通的新型基础设施。从实施架构来看,在设备层和边缘层建设生产控制网络,在企业层建设企业与园区网络, 在产业层国家骨干网络,全网构建信息互操作体系。

2)标识实施框架

工业互联网标识实施贯穿设备、边缘、企业和产业四个层面,形成了以设备层和边缘层为基础,以企业层和产业层节点建设为核心的部署架构。

 3)平台实施框架

工业互联网平台部署实施总体目标是打造制造业数字 化、网络化、智能化发展的载体和中枢。其实施架构贯穿设备、边缘、企业和产业四个层级,通过实现工业数据采集、 开展边缘智能分析、构建企业平台和打造产业平台,形成交 互协同的多层次、体系化建设方案。

 4)安全实施框架

安全实施框架体现了工业互联网安全功能在“设备、边 缘、企业、产业”的层层递进,包括边缘安全防护系统、企业安全防护系统和企业安全综合管理平台,以及省/行业级安全平台和国家级安全平台。

 三、技术体系

工业互联网技术体系是支撑功能架构实现、实施架构落地的整体技术结构,其超出了单一学科和工程的范围,需要将独立技术联系起来构建成相互关联、各有侧重的新技术体系,在此基础上考虑功能实现或系统建设所需重点技术集合。 同时,以人工智能、5G 为代表的新技术加速融入工业互联网, 不断拓展工业互联网的能力内涵和作用边界。

 工业互联网的核心是通过更大范围、更深层次的连接实现对工业系统的全面感知,并通过对获取的海量工业数据建模分析,形成智能化决策,其技术体系由制造技术、信息技术以及两大技术交织形成的融合性技术组成。

制造技术和信息技术的突破是工业互联网发展的基础,例如增材制造、现代金属、复合材料等新材料和加工技术不断拓展制造能力边 界,云计算、大数据、物联网、人工智能等信息技术快速提 升人类获取、处理、分析数据的能力。制造技术和信息技术 的融合强化了工业互联网的赋能作用,催生工业软件、工业 大数据、工业人工智能等融合性技术,使机器、工艺和系统的实时建模和仿真,产品和工艺技术隐性知识的挖掘和提炼 等创新应用成为可能。

工业互联网技术体系要支撑实施框架解决“在哪做”、 “做什么”、“怎么做”的问题,其核心在于推动重点技术率先嵌入到工业互联网实施系统中,进而带动发挥整体技术体系的赋能作用。随着新一代信息技术的自身发展和面向工业 场景的二次开发,5G、边缘计算、区块链、工业人工智能、 数字孪生成为影响工业互联网后续发展的核心重点技术和 不可或缺的组成部分。

四、体系架构 2.0 在垂直行业的应用实践

体系架构 2.0 的行业实践主要包含以下三个方面:

 一是结合业务视图树立企业转型的业务场景与目标。通过行业特点、发展阶段、环境形势、问题痛点等方面梳理,确立解决痛点应聚焦的应用场景和参与主体,厘清该场景下行业转型方向、企业战略和商业目标、业务场景范围、核心能力需求。

二是结合功能架构设计该业务场景的核心功能和支撑能力。基于企业自身基础与目标场景的差距,应明确企业在感知控制层、数字模型层和决策优化层重点建设能力,进一步设计支撑能力所需的功能载体(网络、平台、安全),构建功能载体所需的功能层级和功能板块。

三是结合实施框架设计业务场景下的实施要素与关键技术。基于行业传统制造架构和企业当前基础改造实施框架, 设计场景部署层级和每个层级的实施要素,面向“网络、标识、 平台、安全”四大实施要素,明确实施核心,详细展开实施所需设备、装置、系统等软硬件组成,以及关键支撑技术,为进一步技术选型和系统部署作参考。 通过以上行业应用梳理与实施方案构建,可初步形成特定场景下工业互联网的建设思路和主要路径,为企业工业互联网应用提供参考,为行业工业互联网推广应用提供系统性指南。

当前架构 2.0 在工业互联网应用探索中已开始发挥重要引领作用,为政府、企业、科研机构、投资者等各方提供指引和参考。

一方面,一批工业互联网企业已基于架构 2.0 开展对标,持续完善自身技术、产品和服务能力,构建以工业互联网为核心的业务体系。

另一方面,石化、钢铁、船舶等多个行业结合架构 2.0 ,成功推进自身行业应用和系统建设,探索行业特色转型路径,引领行业整体高质量发展。同时,产业创新生态在架构 2.0 指引下走向壮大,5G、大数据、人工智能、区块链、边缘计算等技术创新活跃,融合型产品和解决方案不断涌现,有力支撑新兴产业与服务体系构建。

下一步,工业互联网产业联盟将继续深化和完善架构2.0内涵,联合重点行业共同开展行业架构设计、应用推广与产业生态培育,探索形成各行业工业互联网发展模式和路径,深入推进我国工业互联网创新发展。此外,联盟还将推动架构 2.0 与国际主流架构的对接互认,不断扩大国际影响力。

编 辑:向坤
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