工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(Industrial Internet),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。這一系統(tǒng)通過連接人、數(shù)據(jù)和機(jī)器,實現(xiàn)了工業(yè)系統(tǒng)與高級計算、分析和傳感技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)的高度融合。存在體系復(fù)雜性、融合涌現(xiàn)性、威脅廣譜性、演化持續(xù)性等特點,具有提升效率、驅(qū)動創(chuàng)新、推動轉(zhuǎn)型等意義。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念最初由通用電氣電氣(GE)在2012年提出,并通過《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng):打破智慧與機(jī)器的邊界》白皮書首次公開。隨后,德國在2013年的漢諾威工業(yè)博覽會上推出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,作為國家戰(zhàn)略選擇。同年6月,GE推動了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命,進(jìn)一步加速了工業(yè)革命的新階段。2014年,美國包括GE、IBM、思科在內(nèi)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者成立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(iic),強(qiáng)化了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)。2016年,中原地區(qū)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在參考美國ⅡRA、德國RAMI 4.0的基礎(chǔ)上,提出了以網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和安全為主要功能體系的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)1.0。在標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)中,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟分別于2017年、2019年和2021年先后印發(fā)了1.0、2.0和3.0,形成了統(tǒng)一、綜合、開放的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系包括基礎(chǔ)共性、網(wǎng)絡(luò)、邊緣計算、平臺、安全、應(yīng)用等六大部分,涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有數(shù)字孿生技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)、VR/AR技術(shù)等,在物流業(yè)、機(jī)械業(yè)、石化業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。
產(chǎn)生原因
技術(shù)驅(qū)動和制造升級:制造業(yè)需要經(jīng)歷從自動化、數(shù)字化到智能化的轉(zhuǎn)型,這要求整合生產(chǎn)要素和環(huán)節(jié),利用數(shù)據(jù)進(jìn)行全局優(yōu)化,實現(xiàn)更加自動化和有序的制造系統(tǒng)。
價值鏈延伸:傳統(tǒng)的工業(yè)很難實現(xiàn)制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的跨越式發(fā)展,通過互聯(lián)網(wǎng)則可以使工業(yè)經(jīng)濟(jì)各種要素和資源高效共享,從而推動先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的深度融合與發(fā)展。
信息技術(shù)加速滲透:新型信息技術(shù)將重塑制造業(yè)的數(shù)字化基礎(chǔ)。在三大定律(摩爾定律、吉爾德定律、梅特卡夫定律)的共同作用下,設(shè)備連網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大到前所未有的水平,構(gòu)建了一個設(shè)備普遍、連接不斷、數(shù)據(jù)量龐大、高價值的新工業(yè)環(huán)境。
生產(chǎn)需要:來自市場消費(fèi)者的信息可以實時或及時地傳遞到企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃部門,進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)殒湹娜蝿?wù)包,這種產(chǎn)銷一體的現(xiàn)代制造業(yè)不僅支持少品種大批量的規(guī)模化生產(chǎn),也能適應(yīng)多品種小批量的定制化生產(chǎn)。
工業(yè)生態(tài)重塑:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是基于傳統(tǒng)工業(yè)的商務(wù)關(guān)系演化而成的新系統(tǒng),重構(gòu)了工業(yè)知識創(chuàng)造、傳播、復(fù)用的新體系,基于數(shù)據(jù)和算法解決機(jī)器/設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化、生產(chǎn)運(yùn)營優(yōu)化、企業(yè)協(xié)同、用戶交互與產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)化等問題,打造全周期、全流程、全生態(tài)的新型工業(yè)生態(tài)體系。
歷史沿革
起源
2012年,通用電氣(GE)發(fā)布白皮書《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng):打破智慧與機(jī)器的邊界》,首次提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念。這一概念順應(yīng)了“互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)”融合發(fā)展的潮流,既得到了互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的認(rèn)可,也得到了工業(yè)企業(yè)的贊同,很快在全球范圍內(nèi)掀起了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的熱潮。
2014年3月27日,由美國電話電報公司(AT&T)、思科、GE、國際商用機(jī)器(IBM)和英特爾(Intel)5家企業(yè)發(fā)起成立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IndustrialInteretConsortium,ⅡC)。聯(lián)盟成員數(shù)量在短時間內(nèi)激增,成員來自亞洲、歐洲、拉丁美洲和北美洲的企業(yè)、高校以及研究機(jī)構(gòu)。該聯(lián)盟試圖將多國企業(yè)、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)以及政府聚集起來,共同推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)、接納以及廣泛使用。同年,通用電氣推出Predix工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,實現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)企業(yè)的應(yīng)用。該平臺主要探索將數(shù)字技術(shù)與其在航空、能源醫(yī)療和交通等領(lǐng)域的專業(yè)優(yōu)勢結(jié)合,向全球領(lǐng)先的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)公司轉(zhuǎn)型。
2015年,中國政府工作報告提出“互聯(lián)網(wǎng)+”和《中國制造2025》戰(zhàn)略,進(jìn)一步豐富了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念。第二年,針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迫切發(fā)展,中國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在參考美國ⅡRA、德國RAMI 4.0的基礎(chǔ)上,提出了以網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和安全為主要功能體系的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)1.0。
發(fā)展
2017年,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在結(jié)合《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)(版本1.0)》基礎(chǔ)上,撰寫了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系報告(版本1.0),該報告為業(yè)界提供了體系化、系統(tǒng)化的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)框架,為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐。
2018年5月21日,為貫徹落實《國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》,加快推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展,中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組第一次會議在京召開。在該會議上,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略咨詢專家委員會成立。同年11月1日,中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院(簡稱“工聯(lián)院”)成立。工聯(lián)院的成立,促進(jìn)了數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實體經(jīng)濟(jì)深度融合,為中國打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域平臺奠定了基礎(chǔ)。
2019年2月,美國發(fā)布了《未來工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,重點關(guān)注人工智能、先進(jìn)的制造業(yè)技術(shù)、量子信息科學(xué)和5G技術(shù)。同時,德國經(jīng)濟(jì)和能源部發(fā)布《國家工業(yè)戰(zhàn)略2030》,將鋼鐵銅鋁、化工、機(jī)械、汽車、光學(xué)、醫(yī)療器械、環(huán)保技術(shù)、國防、航空航天和3D打印10個工業(yè)領(lǐng)域列為“關(guān)鍵工業(yè)部門”。
2019年,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟公布了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)IIRA 2.0,進(jìn)一步完善了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)。該參考架構(gòu)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵屬性和跨行業(yè)共性的架構(gòu)問題與系統(tǒng)特征進(jìn)行分析,并將分析結(jié)果通過模型等方式表達(dá)出來,因此該架構(gòu)能廣泛地適用于各個行業(yè)。同年,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在結(jié)合《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架(版本1.0)》的基礎(chǔ)上,組織撰寫了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系(版本2.0)》,修訂了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架及重點標(biāo)準(zhǔn)化方向,形成了統(tǒng)一、綜合、開放的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系。
2021年,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟發(fā)布了全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)白皮書,為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)和使用提供行業(yè)指導(dǎo)。同年12月,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組織撰寫了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系》(版本3.0),梳理了已有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)國家/行業(yè)/聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)及未來要制定的標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步滿足了技術(shù)進(jìn)步和制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需要。第二年,中國在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)綜合標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)指南(2021版)》和《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)體系(2021年)》基礎(chǔ)上,持續(xù)開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)研制工作,推動分類分級安全防護(hù)、安全管理和安全應(yīng)用服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等重點方向標(biāo)準(zhǔn)研制。
2024年1月19日上午,中華人民共和國國務(wù)院新聞辦公室舉行新聞發(fā)布會,工業(yè)和信息化部新聞發(fā)言人、總工程師趙志國介紹,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋全部工業(yè)大類,預(yù)計2023年核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)1.35萬億元。
體系架構(gòu)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系包括基礎(chǔ)共性、網(wǎng)絡(luò)、邊緣計算、平臺、安全、應(yīng)用等六大部分。基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)是其他類標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)支撐,網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系的基礎(chǔ),邊緣計算標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和平臺協(xié)同的重要支撐,平臺標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系的中樞,安全標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系的保障,應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)面向行業(yè)的具體需求,是對其他部分標(biāo)準(zhǔn)的落地細(xì)化。
基礎(chǔ)共性
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)共性包括術(shù)語定義、通用要求、架構(gòu)、測試與評估、管理、產(chǎn)業(yè)鏈/供應(yīng)鏈、人才等方面。術(shù)語定義部分明確了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景、技術(shù)與業(yè)務(wù)等核心概念,并解釋了相關(guān)概念之間的分類和聯(lián)系。通用要求則圍繞業(yè)務(wù)執(zhí)行、功能實現(xiàn)、性能優(yōu)化、安全保障、可靠性提升及管理等方面提供標(biāo)準(zhǔn)。架構(gòu)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)以及各部分參考架構(gòu)。測試與評估主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、設(shè)備/產(chǎn)品和系統(tǒng)的測試要求等。管理方面主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目/工程建設(shè)及運(yùn)行相關(guān)責(zé)任主體以及關(guān)鍵要素的管理要求。產(chǎn)業(yè)鏈/供應(yīng)鏈主要包括基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作平臺上下游企業(yè)供需對接、產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同運(yùn)作、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作平臺等標(biāo)準(zhǔn)。人才方面主要包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從業(yè)人員能力要求、能力培養(yǎng)和能力評價等標(biāo)準(zhǔn)。
網(wǎng)絡(luò)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)部分由網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通和標(biāo)識解析構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)負(fù)責(zé)通過有線和無線方式連接各種要素,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多方式接入和端到端傳輸。數(shù)據(jù)互通確保各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的無縫傳遞和協(xié)同工作,包括應(yīng)用層通信和語義互操作等功能。而標(biāo)識解析提供完整的標(biāo)識數(shù)據(jù)管理,從采集到處理,確保標(biāo)識的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)的有效性。
邊緣計算
邊緣計算通過數(shù)據(jù)采集和異構(gòu)數(shù)據(jù)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與邊緣處理,構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。一是通過各類通信手段采集海量數(shù)據(jù);二是依托協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的歸一化和邊緣集成;三是利用邊緣計算設(shè)備實現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的匯聚處理,并實現(xiàn)數(shù)據(jù)向云端平臺的集成。
平臺
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺部分基于通用PaaS疊加大數(shù)據(jù)處理、工業(yè)數(shù)據(jù)分析、工業(yè)微服務(wù)等創(chuàng)新功能,構(gòu)建可擴(kuò)展的開放式云操作系統(tǒng)。一是提供工業(yè)數(shù)據(jù)管理能力,將數(shù)據(jù)科學(xué)與工業(yè)機(jī)理結(jié)合,幫助制造企業(yè)構(gòu)建工業(yè)數(shù)據(jù)分析能力,實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值挖掘;二是把技術(shù)、知識、經(jīng)驗等資源固化為可移植、可復(fù)用的工業(yè)微服務(wù)組件庫,供開發(fā)者調(diào)用;三是構(gòu)建應(yīng)用開發(fā)環(huán)境,借助微服務(wù)組件和工業(yè)應(yīng)用開發(fā)工具,幫助用戶快速構(gòu)建定制化的工業(yè)APP。
安全
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全部分由設(shè)備安全、控制安全、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用安全和數(shù)據(jù)安全構(gòu)成。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、功能安全等;控制安全是指生產(chǎn)管理安全,包括控制平臺安全、控制軟件安全等;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)等實現(xiàn)互聯(lián)的公共網(wǎng)絡(luò)安全;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)用軟件及平臺的安全;數(shù)據(jù)安全是指工廠內(nèi)部重要的生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)、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。
應(yīng)用
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用部分形成滿足不同行業(yè)、不同場景的工業(yè)SaaS,形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的最終價值。一是提供了設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一系列創(chuàng)新性業(yè)務(wù)應(yīng)用。二是構(gòu)建了良好的創(chuàng)新環(huán)境,使開發(fā)者基于平臺數(shù)據(jù)及微服務(wù)功能實現(xiàn)應(yīng)用創(chuàng)新。除此之外,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺還包括IaaS基礎(chǔ)設(shè)施,以及涵蓋整個工業(yè)系統(tǒng)的安全管理體系,這些構(gòu)成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎(chǔ)支撐和重要保障。
典型模式
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合應(yīng)用催生了一系列創(chuàng)新的模式和業(yè)態(tài),初步形成了平臺化設(shè)計、智能化制造、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、服務(wù)化延伸、數(shù)字化管理六大類典型應(yīng)用模式。
平臺化設(shè)計:平臺化設(shè)計是依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,匯聚人員、算法、模型、任務(wù)等設(shè)計資源,實現(xiàn)高水平高效率的輕量化設(shè)計、并行設(shè)計、敏捷設(shè)計、交互設(shè)計和基于模型的設(shè)計,變革傳統(tǒng)設(shè)計方式,提升研發(fā)質(zhì)量和效率。
智能化制造:智能化制造是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域加速創(chuàng)新應(yīng)用,實現(xiàn)材料、設(shè)備、產(chǎn)品等生產(chǎn)要素與用戶之間的在線連接和實時交互,逐步實現(xiàn)機(jī)器代替人生產(chǎn),智能化代表制造業(yè)未來發(fā)展的趨勢。
網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同:網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同是通過跨部門、跨層級、跨企業(yè)的數(shù)據(jù)互通和業(yè)務(wù)互聯(lián),推動供應(yīng)鏈上的企業(yè)和合作伙伴共享客戶、訂單、設(shè)計、生產(chǎn)、經(jīng)營等各類信息資源,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的協(xié)同設(shè)計、協(xié)同生產(chǎn)、協(xié)同服務(wù),進(jìn)而促進(jìn)資源共享、能力交易以及業(yè)務(wù)優(yōu)化配置。
個性化定制:個性化定制是面向消費(fèi)者個性化需求,通過客戶需求準(zhǔn)確獲取和分析、敏捷產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計、柔性智能生產(chǎn)、精準(zhǔn)交付服務(wù)等,實現(xiàn)用戶在產(chǎn)品全生命周期中的深度參與,是以低成本、高質(zhì)量和高效率的大批量生產(chǎn)實現(xiàn)產(chǎn)品個性化設(shè)計、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)的一種制造服務(wù)模式。
服務(wù)化延伸:服務(wù)化延伸是制造與服務(wù)融合發(fā)展的新型產(chǎn)業(yè)形態(tài),指的是企業(yè)從原有制造業(yè)務(wù)向價值鏈兩端高附加值環(huán)節(jié)延伸,從以加工組裝為主向“制造-服務(wù)”轉(zhuǎn)型,從單純出售產(chǎn)品向出售“產(chǎn)品-服務(wù)”轉(zhuǎn)變,具體包括設(shè)備健康管理、產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維、設(shè)備融資租賃、分享制造、互聯(lián)網(wǎng)金融等。
數(shù)字化管理:數(shù)字化管理是企業(yè)通過打通核心數(shù)據(jù)鏈,貫通生產(chǎn)制造全場景、全過程,基于數(shù)據(jù)的廣泛匯聚、集成優(yōu)化和價值挖掘,優(yōu)化、創(chuàng)新乃至重塑企業(yè)戰(zhàn)略決策、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、市場服務(wù)等業(yè)務(wù)活動,構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的高效運(yùn)營管理新模式。
特點
體系復(fù)雜性
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以被看作網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng),它包含一個個簡單的、處于互聯(lián)網(wǎng)邊際的控制系統(tǒng)。復(fù)雜性是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的自然屬性,是由無數(shù)小系統(tǒng)發(fā)展而來。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系和業(yè)務(wù)的復(fù)雜性決定了支撐網(wǎng)絡(luò)具有復(fù)雜和多元的特征。
融合涌現(xiàn)性
涌現(xiàn)性通常是指多個要素組成系統(tǒng)后,出現(xiàn)了系統(tǒng)組成前單個要素所不具備的性質(zhì)。在微觀方面,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含大量小型、分散的子系統(tǒng),由各類IT、OT、CT技術(shù)及系統(tǒng)組成。在宏觀方面,這些子系統(tǒng)鏈接成了車間、企業(yè)、產(chǎn)業(yè)、平臺等功能單元,各類技術(shù)之間組成相關(guān)的功能元件、彼此交叉融合,構(gòu)成信息物理空間的系統(tǒng)性技術(shù)。因此,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合涌現(xiàn)性可以從組件構(gòu)成、技術(shù)融合、聯(lián)接堆疊角度考察。從組件構(gòu)成角度來看,平臺匯聚的新生態(tài)競爭日趨激烈;在技術(shù)融合方面,計算資源和物理資源集成的呈現(xiàn)性日益顯著;在聯(lián)接堆疊模型方面,系統(tǒng)間的廣泛互操作性正在形成。
威脅廣譜性
由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)顯著擴(kuò)大了攻擊面,導(dǎo)致安全風(fēng)險來源廣泛;同時因為組件眾多、面向信息物理融合的特點,導(dǎo)致工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)受到的威脅類型更加多樣。由于內(nèi)在異質(zhì)性及層次結(jié)構(gòu),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的攻擊向量呈現(xiàn)多階段、多樣化的特點。
演化持續(xù)性
建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是具有前瞻性、全局性的系統(tǒng)工程,涉及工業(yè)和信息技術(shù)等領(lǐng)域的環(huán)節(jié)和主體。在其發(fā)展過程中,層次結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)在持續(xù)重組、調(diào)整與演進(jìn)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將形成復(fù)雜、全新的生態(tài)系統(tǒng)。
關(guān)鍵技術(shù)
5G技術(shù)
5G技術(shù)是5G,以其高帶寬、低延遲和高可靠性的特點,解決了傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中通用網(wǎng)絡(luò)的限制,推動了工業(yè)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化改造。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合已廣泛應(yīng)用于航空、醫(yī)療、汽車等多個行業(yè),并形成了5G與UHD視頻、AR、VR、無人機(jī)等多種典型應(yīng)用場景。尤其是超高清視頻,已成為成熟應(yīng)用,而AR、VR和機(jī)器視覺等正處于高速發(fā)展階段。其他應(yīng)用如5G+云化AGV、5G+無人機(jī)等在未來會快速增長,而5G+遠(yuǎn)程控制和云端機(jī)器人等還需進(jìn)一步驗證。
TSN技術(shù)
TSN技術(shù),即時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù),是一種遵循標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的技術(shù),它超越了傳統(tǒng)的封閉協(xié)議模式,顯著提升了工業(yè)設(shè)備的互聯(lián)互通能力。由于TSN的互操作架構(gòu)是基于SDN體系架構(gòu)的,因此TSN技術(shù)可實現(xiàn)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)的靈活配置、監(jiān)控、管理及按需調(diào)優(yōu)。TSN技術(shù)的時間片調(diào)度、搶占、流監(jiān)控以及過濾等一系列網(wǎng)絡(luò)流量調(diào)度特性,有效支撐二層網(wǎng)絡(luò),為不同等級的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流提供了差異化的承載服務(wù),有助于工業(yè)數(shù)據(jù)在工業(yè)設(shè)備和工業(yè)云之間的傳輸和流轉(zhuǎn)能力的提升。
邊緣計算技術(shù)
邊緣計算技術(shù)是一種使數(shù)據(jù)處理更接近數(shù)據(jù)源(即設(shè)備邊緣)的技術(shù),這樣做可以減少延遲,提高響應(yīng)速度,并減輕主數(shù)據(jù)中心的負(fù)擔(dān)。由于在工業(yè)現(xiàn)場存在40多種工業(yè)總線技術(shù),工業(yè)設(shè)備之間的連接需要邊緣計算提供“現(xiàn)場級”的計算能力,以實現(xiàn)各種制式的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議相互轉(zhuǎn)換、互聯(lián)互通,同時又能夠應(yīng)對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署與配置、網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)等方面的挑戰(zhàn)。邊緣計算技術(shù)已應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與處理、基于邊緣視頻技術(shù)的缺陷檢測系統(tǒng)、智慧物流運(yùn)輸管理、智慧安監(jiān)等典型場景。
工業(yè)智能技術(shù)
工業(yè)智能(亦稱工業(yè)人工智能)技術(shù)是人工智能技術(shù)與工業(yè)融合發(fā)展形成的,貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等工業(yè)領(lǐng)域的各個環(huán)節(jié),實現(xiàn)了模仿甚至超越人類感知、分析、決策等能力的技術(shù)、方法、產(chǎn)品及應(yīng)用系統(tǒng),已在工業(yè)系統(tǒng)各層級、各環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用,并且其細(xì)分應(yīng)用場景已達(dá)到數(shù)十種。對于庫存管理、生產(chǎn)成本管理等流程清晰、機(jī)理明確、計算復(fù)雜度較低的問題,可通過工業(yè)智能技術(shù)沉淀大量專業(yè)知識與經(jīng)驗,進(jìn)行推理和判斷,使問題得到有效解決。
數(shù)字孿生技術(shù)
數(shù)字孿生技術(shù)是指通過數(shù)字空間實時構(gòu)建物理對象(包括資產(chǎn)、行為、過程等)的精準(zhǔn)數(shù)字化映射,基于分析預(yù)測以形成最佳綜合決策,進(jìn)而實現(xiàn)工業(yè)全業(yè)務(wù)流程的閉環(huán)優(yōu)化。在產(chǎn)品的設(shè)計階段,使用數(shù)字孿生技術(shù)可以提高設(shè)計的準(zhǔn)確性,并可以驗證產(chǎn)品在真實環(huán)境中的性能;在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造階段,使用數(shù)字孿生可以縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期,提高設(shè)計質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本;在產(chǎn)品服務(wù)階段,使用數(shù)字孿生可以提高設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)的效率,減少宕機(jī)時間,降低整體的維護(hù)成本。
區(qū)塊鏈技術(shù)
區(qū)塊鏈?zhǔn)怯啥喾N技術(shù)集成創(chuàng)新而成的分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理技術(shù)。該技術(shù)利用密碼學(xué)技術(shù)和分布式共識協(xié)議,保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸與訪問安全,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)多方維護(hù)、交叉驗證、全網(wǎng)一致和不易篡改。區(qū)塊鏈技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中能夠解決高價值制造數(shù)據(jù)的追溯問題,充分發(fā)揮促進(jìn)數(shù)據(jù)共享、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程、降低運(yùn)營成本、提升協(xié)同效率、建設(shè)可信體系等方面的作用,有助于打通數(shù)據(jù)孤島,加速工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)流程管理和設(shè)備安全互聯(lián)。
VR/AR技術(shù)
VR技術(shù)是指以計算機(jī)、電子、信息和仿真技術(shù)為核心,利用各種現(xiàn)代科技手段來生成包括視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺在內(nèi)的一體化的虛擬環(huán)境。VR可為用戶提供沉浸式、無邊界的虛擬體驗,并具備自主性、構(gòu)想性和多感知性等多種能力。
AR技術(shù)是將真實世界和虛擬世界的信息綜合在一起,為用戶提供特定感官體驗的人機(jī)接口的技術(shù)。AR技術(shù)的本質(zhì)是用計算機(jī)和信息處理技術(shù),將原本現(xiàn)實世界中不存在的目標(biāo)進(jìn)行模擬仿真處理,并將這些虛擬信息疊加在真實世界當(dāng)中被用戶感知,從而實現(xiàn)超越現(xiàn)實的特殊體驗效果。
功能
互聯(lián)互通
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是企業(yè)互聯(lián)的一種形式可以整合全鏈智能各企業(yè)間的信息,從而形成信息對稱和規(guī)模紅利,具有互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的利他性,有利于降低產(chǎn)業(yè)鏈的整體運(yùn)營成本。
聯(lián)結(jié)對接
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)識解析體系是其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的核心,它不僅支持網(wǎng)絡(luò)的連接,還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和共用。通過唯一標(biāo)識和解析系統(tǒng),它能夠精確定位機(jī)器和產(chǎn)品,實現(xiàn)全球供應(yīng)鏈和企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的精準(zhǔn)對接。
增值服務(wù)創(chuàng)新
企業(yè)通過平臺可以實現(xiàn)對產(chǎn)品售后使用環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)打通,提供設(shè)備健康管理、產(chǎn)品增值服務(wù)等新型業(yè)務(wù)模式,實現(xiàn)從賣產(chǎn)品到賣服務(wù)的轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)價值提升。
資源整合
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過云平臺對生產(chǎn)要素進(jìn)行整合匯聚、協(xié)同共享、優(yōu)化配置,以實現(xiàn)商業(yè)模式創(chuàng)新,并提供各類協(xié)同創(chuàng)新服務(wù)。
智能化躍遷
在工業(yè)界,各類無人機(jī)、機(jī)器人、可穿戴設(shè)備及智能裝備等智能產(chǎn)品通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的連接應(yīng)用于制造、服務(wù)和金融等各領(lǐng)域及各環(huán)節(jié),智能化成為工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
實時控制
在生產(chǎn)過程中,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實時獲取的各種狀態(tài)數(shù)據(jù),然后通過分析和訓(xùn)練建立相應(yīng)的預(yù)測模型,并實現(xiàn)對未來狀態(tài)的預(yù)測。此外,基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可實時監(jiān)控設(shè)備的狀況,開展遠(yuǎn)程運(yùn)維等服務(wù)。
催生產(chǎn)業(yè)體系
未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺有望發(fā)展成為一個全新的產(chǎn)業(yè)體系,促進(jìn)形成大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的多層次發(fā)展環(huán)境,真正實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”。
安全性
隨著互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合創(chuàng)新的不斷推動,電力、交通、市政等大量關(guān)系國計民生的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施日益依賴于網(wǎng)絡(luò),并逐步與公共互聯(lián)網(wǎng)連接,一旦其受到網(wǎng)絡(luò)攻擊,不僅會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而且可能導(dǎo)致環(huán)境災(zāi)難和人員傷亡,危及公眾生活和國家安全,因此安全保障能力已成為影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵因素。
由于信息化和自動化程度不同因此工業(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、自動化程度越高的行業(yè),開放程度也相對較高,面臨的安全風(fēng)險隨之增大,對安全也更加重視,安全保障體系建設(shè)相對更完善。
安全挑戰(zhàn)
隨著工業(yè)融合創(chuàng)新以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的不斷演進(jìn),工廠環(huán)境更加開放,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全主要面臨以下幾方面的挑戰(zhàn)。
設(shè)備安全挑戰(zhàn):傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備以機(jī)械裝備為主,重點關(guān)注物理和功能安全,未來生產(chǎn)裝備和產(chǎn)品將越來越多地集成通用嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件,海量設(shè)備將直接暴露在網(wǎng)絡(luò)攻擊之下,QQ惡龍在設(shè)備之間的傳播擴(kuò)散速度將呈指數(shù)級增長。
控制安全挑戰(zhàn):工廠控制安全主要關(guān)注控制過程的功能安全,信息安全防護(hù)能力不足。現(xiàn)有控制協(xié)議、控制軟件等在設(shè)計之初主要基于IT和OT相對隔離以及OT環(huán)境相對可信這兩個前提,同時由于工廠控制的實時性和可靠性要求高,諸如認(rèn)證、授權(quán)和加密等需要附加開銷的信息安全功能被舍棄。IT和OT的融合打破了傳統(tǒng)安全可信的控制環(huán)境,網(wǎng)絡(luò)攻擊從IT層滲透到OT層,從工廠外滲透到工廠內(nèi),但有效的APT(高級持續(xù)性威脅)攻擊檢測和防護(hù)手段缺乏。
網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn):工廠網(wǎng)絡(luò)向“三化(IP化、扁平化、無線化)+靈活組網(wǎng)”方向發(fā)展,面臨更多安全挑戰(zhàn)。現(xiàn)有針對TCP/IP協(xié)議的攻擊方法和手段成熟,可被直接利用以攻擊工廠網(wǎng)絡(luò)。靈活組網(wǎng)需求使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>的變化更加復(fù)雜,傳統(tǒng)靜態(tài)防護(hù)策略和安全域劃分方法面臨動態(tài)化、靈活化挑戰(zhàn)。無線技術(shù)的應(yīng)用需要滿足工廠實時性、可靠性要求,難以實現(xiàn)復(fù)雜的安全機(jī)制,極易受到非法入侵、信息泄露、拒絕服務(wù)等攻擊。
應(yīng)用安全挑戰(zhàn):網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸、個性化定制等新模式新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)對傳統(tǒng)公共互聯(lián)網(wǎng)的安全能力提出了更高要求。工業(yè)應(yīng)用復(fù)雜,安全需求多樣,因此對網(wǎng)絡(luò)安全隔離能力、網(wǎng)絡(luò)安全保障能力的要求都將提高。
數(shù)據(jù)安全挑戰(zhàn):工業(yè)數(shù)據(jù)特點正在由少量、單一、單向向大量、多維、雙向轉(zhuǎn)變,具體表現(xiàn)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)體量大、種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并在IT層和OT層、工廠內(nèi)外雙向流動共享。工業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)應(yīng)用復(fù)雜,數(shù)據(jù)種類和保護(hù)需求多樣,數(shù)據(jù)流動方向和路徑復(fù)雜,重要工業(yè)數(shù)據(jù)以及用戶數(shù)據(jù)保護(hù)難度增大。
安全趨勢
隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展演進(jìn),以下將成為業(yè)界主要關(guān)注和推進(jìn)的重點內(nèi)容。
設(shè)備內(nèi)嵌安全機(jī)制:生產(chǎn)裝備由機(jī)械化向高度智能化轉(zhuǎn)變,內(nèi)嵌安全機(jī)制將成為未來設(shè)備安全保障的突破點,通過安全芯片、安全固件、可信計算等技術(shù),提供內(nèi)嵌的安全能力,防止設(shè)備被非授權(quán)控制或功能安全失效。
動態(tài)網(wǎng)絡(luò)安全防御機(jī)制:針對工廠內(nèi)靈活組網(wǎng)的安全防護(hù)需求,實現(xiàn)安全策略和安全域的動態(tài)調(diào)整,同時通過增加輕量級的認(rèn)證、加密等安全機(jī)制保障無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸安全。
信息安全和功能安全融合機(jī)制:工廠控制環(huán)境由封閉到開放,信息安全威脅可能直接導(dǎo)致功能安全失效,功能安全和信息安全關(guān)聯(lián)交織,未來工廠控制安全需綜合考慮功能安全和信息安全的需求,形成綜合安全保障能力。
面向工業(yè)應(yīng)用的靈活安全保障能力:業(yè)務(wù)應(yīng)用呈現(xiàn)多樣化,未來需要針對不同業(yè)務(wù)的安全需求提供靈活的安全服務(wù)能力,提供統(tǒng)一靈活的認(rèn)證、授權(quán)、審計等安全服務(wù)能力,同時支持百萬級VPN隔離及用戶量增長。建立工業(yè)數(shù)據(jù)以及用戶數(shù)據(jù)分類分級保護(hù)機(jī)制,即對重要工業(yè)數(shù)據(jù)以及用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分級,并采用不同的技術(shù)進(jìn)行分級保護(hù),通過數(shù)據(jù)標(biāo)簽簽名等技術(shù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)流動過程的監(jiān)控審計,實現(xiàn)工數(shù)據(jù)全生命周期的保護(hù)。
意義
提升效率
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)側(cè)重于經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、商業(yè)屬性,涉及社會生產(chǎn)、分配、交換、消費(fèi)等經(jīng)濟(jì)活動各個環(huán)節(jié)、各類要素,涵蓋了人類各種生產(chǎn)活動和服務(wù)活動,貫穿于企業(yè)的研發(fā)、設(shè)計、采購、生產(chǎn)、銷售、供應(yīng)鏈、金融、物流等各個生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié),從需求分析、生產(chǎn)、經(jīng)銷、使用,直到回收再用的整個產(chǎn)品生命周期都可以通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)。
驅(qū)動創(chuàng)新
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深刻地改變了人類的生產(chǎn)生活方式和思維模式,以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動了技術(shù)模式、商業(yè)模式、融資模式、應(yīng)用模式、服務(wù)模式、管理模式、經(jīng)營模式等各類工業(yè)模式的融合創(chuàng)新。而在技術(shù)層面,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用了云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù),使其能夠持續(xù)革新并煥發(fā)新的生命力。
推動轉(zhuǎn)型
在制造業(yè)領(lǐng)域,以軟件定義為標(biāo)志、以平臺為核心的產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合日益加速,制造業(yè)競爭的關(guān)鍵點已從單純的產(chǎn)品和技術(shù)體系架構(gòu)的競爭演變成生態(tài)體系的競爭。伴隨信息通信技術(shù)與工業(yè)、制造與服務(wù)軟件與硬件的快速跨界融合,面向制造業(yè)的工業(yè)軟件企業(yè)也在加速轉(zhuǎn)型,傳統(tǒng)的以產(chǎn)品或企業(yè)為主體的競爭模式已然被打破,生態(tài)體系競爭成為工業(yè)領(lǐng)域競爭的制高點。
相關(guān)政策
美國
2013年,美國政府發(fā)布《國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò):一個初步設(shè)計》,提出組建制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的初步框架。2014年,美國政府發(fā)布《振興美國先進(jìn)制造業(yè)》報告,鼓勵發(fā)展高新技術(shù)平臺、先進(jìn)制造工藝、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)。
德國
2013年4月,德國政府發(fā)布了《保障德國制造業(yè)的未來——關(guān)于實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》,并在此后陸續(xù)出臺了一系列指導(dǎo)性政策,如2014年8月通過《數(shù)字化行動議程(2014-2017)》,2016年發(fā)布“數(shù)字戰(zhàn)略2025”,2017年又發(fā)布了“數(shù)字平臺”白皮書,制定“數(shù)字化的秩序政策”。此外,為鼓勵技術(shù)創(chuàng)新,德國政府加大稅收優(yōu)惠力度,并設(shè)置高科技創(chuàng)業(yè)基金,對實施“工業(yè)4.0”過程中的創(chuàng)新型企業(yè)研發(fā)給予風(fēng)險投資支持。
中國
2020年12月25日,工業(yè)和信息化部印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識管理辦法》,該文件提出,為保障標(biāo)識解析體系穩(wěn)定運(yùn)行,標(biāo)識服務(wù)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)根據(jù)國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)制定完整的系統(tǒng)對接方案,確保相關(guān)標(biāo)識服務(wù)系統(tǒng)對接。
2021年3月12日,《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》發(fā)布,該文件提出積極穩(wěn)妥發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),并將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)重點產(chǎn)業(yè),提出打造自主可控的標(biāo)識解析體系、標(biāo)準(zhǔn)體系、安全管理體系,加強(qiáng)工業(yè)軟件研發(fā)應(yīng)用,培育形成具有國際影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,推進(jìn)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)。
2026年1月7日,工業(yè)和信息化部發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能融合賦能行動方案》,提出將推動不少于5萬家企業(yè)實施人工智能+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)升級改造,顯著提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與人工智能融合賦能水平。該方案會通過實施基礎(chǔ)底座升級、數(shù)據(jù)模型互通、應(yīng)用模式煥新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)融通四大行動,推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能在更廣范圍、更深程度、更高水平上釋放融合賦能效應(yīng)。
標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議
典型平臺
應(yīng)用
物流業(yè)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在物流業(yè)的應(yīng)用是全方位的,并且還在持續(xù)不斷地深化。首先,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快了物流業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化進(jìn)程。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)支持下,各種物流資源可以更便捷地接入網(wǎng)絡(luò),物流數(shù)據(jù)可以更適時準(zhǔn)確采集,物流業(yè)務(wù)可以更精準(zhǔn)調(diào)度、監(jiān)控,云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能快速進(jìn)入,智慧物流步入快車道。其次,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)催生物流服務(wù)新模式。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)支持下,新零售正成為一種新業(yè)態(tài),線上線下多渠道客戶-企業(yè)對接成為一種常態(tài),客戶對服務(wù)質(zhì)量的要求越來越高,這給物流的創(chuàng)新發(fā)展帶來契機(jī),也對傳統(tǒng)物流提出了挑戰(zhàn)。
機(jī)械業(yè)
機(jī)械制造業(yè)具有以離散為主、流程為輔、裝配為重點的主要特點。以設(shè)備制造為例,生產(chǎn)方式一般為由單獨(dú)的零部件組成最終產(chǎn)成品,這屬于典型的離散型工業(yè)。如汽車制造業(yè)中,雖然壓鑄、表面處理等過程屬于流程型范疇,但是絕大部分的工序還是以離散為特點的。
未來以企業(yè)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃興起,以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算為代表的信息技術(shù)深化應(yīng)用,將成為改造工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)、提升其水平的強(qiáng)大力量。只有充分借助大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、信息化等數(shù)字化技術(shù),在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的熱潮中,幫助企業(yè)深度挖掘潛在用戶,有效進(jìn)行全網(wǎng)布局,才能降低企業(yè)運(yùn)營成本,提升企業(yè)綜合實力。
石化業(yè)
石化行業(yè)生產(chǎn)線長、涉及面廣,僅中國石化集團(tuán)就有原油、成品油、天然氣等輸油、輸氣管道近6000km,加油站24萬個,具有生產(chǎn)中涉及物料危險性大、生產(chǎn)工藝技術(shù)復(fù)雜、發(fā)生事故后財產(chǎn)損失大等特點。未來幾年是石油石化行業(yè)展現(xiàn)強(qiáng)勢競爭力,實現(xiàn)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期。在石油石化行業(yè)全面推進(jìn)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)十安全生產(chǎn)”行動計劃的落地實施,能夠有效提高石油化工行業(yè)安全生產(chǎn)水平,賦能行業(yè)安全生產(chǎn)的快速感知、實時監(jiān)測超前預(yù)警、聯(lián)動處置和系統(tǒng)評估能力。
電子業(yè)
電子信息產(chǎn)品制造目前呈現(xiàn)出復(fù)雜化、非結(jié)構(gòu)化、柔性化和隨時可能改變尺寸形狀等特點,在自動化流水線生產(chǎn)或單元作業(yè)方式中,單純依靠機(jī)器來實現(xiàn)產(chǎn)品自動化生產(chǎn),其解決方案的實現(xiàn)難度和成本將會是巨大的。
基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可獲取全生產(chǎn)過程的材料質(zhì)量數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)及自動化生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),經(jīng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),可進(jìn)行質(zhì)量問題的根因分析,發(fā)現(xiàn)并消除質(zhì)量管理環(huán)節(jié)中存在的漏洞,也可運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析工具建立質(zhì)量預(yù)測模型,實現(xiàn)質(zhì)量問題的提前預(yù)警,為生產(chǎn)提供決策服務(wù)。
發(fā)展前景
“鏈?zhǔn)健比诤蟿?chuàng)新:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展將從關(guān)注供給側(cè)的體系建設(shè)與技術(shù)迭代,向立足需求側(cè)的用戶價值創(chuàng)造與需求定義轉(zhuǎn)移。數(shù)字化轉(zhuǎn)型不再是單一業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)上應(yīng)用和業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的綜合集成,而是以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)和發(fā)展模式的創(chuàng)新。
關(guān)鍵技術(shù)趨于開源化、生態(tài)化:開源開放是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)筑新優(yōu)勢的重要契機(jī)。中國“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要明確提出,要支持數(shù)字技術(shù)開源社區(qū)等創(chuàng)新聯(lián)合體發(fā)展,完善開源知識產(chǎn)權(quán)和法律體系,鼓勵企業(yè)開放軟件源代碼、硬件設(shè)計和應(yīng)用服務(wù)。關(guān)鍵技術(shù)的開源化可以使得創(chuàng)新鏈各主體低成本獲取知識并提升技術(shù)能力,還可以提升共性知識的復(fù)用能力,有效降低中小企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的成本。
工業(yè)數(shù)據(jù)智能技術(shù):海量工業(yè)數(shù)據(jù)將通過技術(shù)創(chuàng)新與融合應(yīng)用,釋放更高的業(yè)務(wù)價值。海量工業(yè)數(shù)據(jù)的價值通過工業(yè)數(shù)據(jù)智能技術(shù)逐步挖掘,并用于“預(yù)測性維護(hù)”“運(yùn)行優(yōu)化”“質(zhì)量尋優(yōu)”“能耗優(yōu)化”等環(huán)節(jié),取得一定的效果,得到了行業(yè)用戶的肯定。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從輔助環(huán)節(jié)向核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)加速滲透,以數(shù)據(jù)模型驅(qū)動的創(chuàng)新場景越來越豐富,工業(yè)數(shù)據(jù)的智能化應(yīng)用將成行業(yè)頭部企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要趨勢。
生態(tài)體系化培育:各國重點行業(yè)龍頭企業(yè)持續(xù)布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,平臺生態(tài)建設(shè)持續(xù)深化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)加快從單一場景解決方案提供向生態(tài)資源聚合轉(zhuǎn)型,依托平臺整合研發(fā)資源、供應(yīng)商資源和用戶資源,構(gòu)建基于平臺的共贏生態(tài)系統(tǒng),為產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)和用戶提供智能制造、協(xié)同制造、設(shè)備資產(chǎn)運(yùn)維、供應(yīng)鏈金融等綜合服務(wù)。
相關(guān)對比
參考資料 >
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工信部:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋全部工業(yè)大類 預(yù)計2023年核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)1.35萬億元.百家號.2024-02-01
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺白皮書 (2017).中華人民共和國政府.2024-04-20
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的典型模式有哪些?.陜西省工業(yè)和信息化廳.2024-05-09
美、德、中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式概述.清華大學(xué)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院.2024-04-20
工業(yè)和信息化部關(guān)于印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識管理辦法》的通知 .中國政府網(wǎng).2024-04-20
中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要.中國政府網(wǎng).2024-04-20
工信部:推動不少于5萬家企業(yè)實施新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)改造升級.央視新聞-今日頭條.2026-01-07
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