工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度解析
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟領(lǐng)域深度融合形成的新興業(yè)態(tài)和應用模式,是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念由通用電氣公司總裁Jeffrey R. Immelt在2011年首次提出。隨后GE、IBM、思科、英特爾等美國行業(yè)龍頭企業(yè)聯(lián)手組建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC) ,推廣工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念。將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義為一個開放的、全球化的網(wǎng)絡(luò),將人、數(shù)據(jù)和機器連接起來,并認為它是全球工業(yè)系統(tǒng)與高級計算、分析傳感技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)的高度融合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過智能機器間的連接并最終將人機連接,結(jié)合軟件和大數(shù)據(jù)分析,重構(gòu)全球工業(yè),提高生產(chǎn)率,讓世界更快捷、更安全、更清潔、更經(jīng)濟。
一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵三大角度
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵包括構(gòu)成要素、核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應用三個角度。從構(gòu)成要素機器、數(shù)據(jù)和人共同構(gòu)成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng);從核心技術(shù)角度,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值的技術(shù)集成,完成從原始數(shù)據(jù)中提取有價值決策信息的,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的使用價值;從產(chǎn)業(yè)應用角度,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建了一個龐大的網(wǎng)絡(luò)制造生態(tài)系統(tǒng),為企業(yè)提供全面的感知、移動的應用、云端的資源和大數(shù)據(jù)分析。
二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三大功能體系
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三大功能體系包括網(wǎng)絡(luò)、平臺和安全。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過系統(tǒng)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全三大功能體系,打造人、機、物全面互聯(lián)的新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,形成智能化發(fā)展的新興業(yè)態(tài)和應用模式。其中,網(wǎng)絡(luò)體系是基礎(chǔ),基于信息互通實現(xiàn)深度互聯(lián);平臺體系是核心,可以實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)分析和開發(fā)各種創(chuàng)新應用;安全體系是保障,能夠識別和抵御各種安全威脅。
網(wǎng)絡(luò)層是基石
對于制造業(yè)企業(yè)而言,網(wǎng)絡(luò)層面建設(shè)主要圍繞線下設(shè)備線上化,線上設(shè)備互聯(lián)互通開展。在現(xiàn)場級和車間級主要側(cè)重于實現(xiàn)底層設(shè)備橫向互聯(lián)以及與上層系統(tǒng)縱向互通的連接,在企業(yè)級和外部,注重通過云平臺實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備、控制系統(tǒng)、工業(yè)信息系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用的互聯(lián)互通。
平臺層是核心層級
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是中間層,向下連接海量設(shè)備,自身承載工業(yè)經(jīng)驗與知識的模型,向上對接工業(yè)優(yōu)化應用,是工業(yè)全要素連接的樞紐,是工業(yè)資源配置的核心,驅(qū)動著先進制造體系的智能運轉(zhuǎn)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)資源的數(shù)字化是基礎(chǔ)。從國內(nèi)實際情況來看,大部分的企業(yè)都面臨著制造資源云改造、云遷移的需求,也即云計算領(lǐng)域的工業(yè)企業(yè)上云?,F(xiàn)階段工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺仍以數(shù)據(jù)建模和分析為主要功能。
安全層是安全保障
根據(jù)工信部對《深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見》的解讀,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全問題從實施角度可分為設(shè)備安全、控制安全、網(wǎng)絡(luò)安全、平臺安全和數(shù)據(jù)安全等幾個部分。
三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)五大產(chǎn)業(yè)層
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系分為五個層級,包括設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、軟件層和應用層,同時安全體系貫穿在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)五個層級之間。設(shè)備層—工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)層—工業(yè)通信。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系可分為工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和工廠外部網(wǎng)絡(luò)。同時,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)根據(jù)協(xié)議層次由底層至上層可以分為多方式接入、網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)和傳輸層傳送三層。
四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈
網(wǎng)絡(luò)體系是基礎(chǔ)
網(wǎng)絡(luò)體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將連接對象延伸到工業(yè)全系統(tǒng),形成工業(yè)智能化的“血液循環(huán)系統(tǒng)”,打造低時延、高可靠、廣覆蓋的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是實現(xiàn)工業(yè)全要素各環(huán)節(jié)泛在深度互聯(lián)的前提。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系將連接對象延伸到機器設(shè)備、工業(yè)產(chǎn)品和工業(yè)服務(wù),可以實現(xiàn)人、機器、車間、企業(yè)等主體以及設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的全要素的泛在互聯(lián),以及數(shù)據(jù)的順暢流通。
工業(yè)軟件是核心
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺采取云化、敏捷開發(fā)等方式,降低了工業(yè)企業(yè)投入信息化、數(shù)字化的成本。工業(yè)軟件能夠?qū)I(yè)流程進行數(shù)字化表達,打通各生產(chǎn)環(huán)節(jié),建立起數(shù)字孿生,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)利用邊緣設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)收集工業(yè)大數(shù)據(jù),工業(yè)軟件則負責工業(yè)大數(shù)據(jù)的處理和利用,將海量工業(yè)數(shù)據(jù)進行歸納學習進行數(shù)據(jù)反哺生產(chǎn),實現(xiàn)工藝與管理流程的優(yōu)化,大幅提高生產(chǎn)效率,提高產(chǎn)品質(zhì)量與良率。
五、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應用擴展
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應用擴展—市場應用有望加速普及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用場景可分為設(shè)備/產(chǎn)品管理、業(yè)務(wù)與運營優(yōu)化、社會化資源協(xié)作三大類,完整涵蓋企業(yè)流程管理到車間設(shè)備管理到外部伙伴協(xié)作全運營鏈條。其中關(guān)注設(shè)備與產(chǎn)品管理和業(yè)務(wù)與運營優(yōu)化的應用更多,社會化資源協(xié)作方面由于涉及外部主體較多,發(fā)展略顯滯后。
5G助燃工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
5G高帶寬、低時延、支持海量接入等方面的優(yōu)勢,具備與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合的潛力。5G的超高可靠低時延網(wǎng)絡(luò)可以應用在某些工業(yè)無線場景傳輸,如精密加工。大部分類似場景都通過有線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn),但是5G可以賦予機器更高的自由度,面對高精度的加工更加游刃有余。在智能診斷維護、AGV、工業(yè)AR/VR等場景也有增強通信的作用。另外5G低功耗大連接場景可以用作工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的溯源應用。
工業(yè)互聯(lián)+機器人
云互聯(lián)工業(yè)機器人將是未來的一種趨勢。機器人連接網(wǎng)絡(luò)后,通過傳感器采集各種數(shù)據(jù),如動力信息、運動信息及其他狀態(tài)量等,數(shù)據(jù)上傳到云端后,在控制終端可以通過不同位置機器人的數(shù)據(jù)進行比較分析以預測機器人狀況,并能夠?qū)I(yè)機器人進行遠程配置和操控。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),是人與機器人、機器人與機器人、機器人與設(shè)備之間實現(xiàn)交互的橋梁。只有實現(xiàn)互聯(lián),機器人的數(shù)據(jù)才能實現(xiàn)交互,交互之后才能實現(xiàn)智能化。