一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是什么意思
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(Industrial Internet)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài),通過對人、機、物、系統(tǒng)等的全面連接,構(gòu)建起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的全新制造和服務(wù)體系,為工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提供了實現(xiàn)途徑,是第四次工業(yè)革命的重要基石。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不是互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)的簡單應(yīng)用,而是具有更為豐富的內(nèi)涵和外延。它以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、平臺為中樞、數(shù)據(jù)為要素、安全為保障,既是工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)設(shè)施,也是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與實體經(jīng)濟深度融合的應(yīng)用模式,同時也是一種新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè),將重塑企業(yè)形態(tài)、供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈。
當(dāng)前,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用向國民經(jīng)濟重點行業(yè)廣泛拓展,形成平臺化設(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)字化管理六大新模式,賦能、賦智、賦值作用不斷顯現(xiàn),有力的促進了實體經(jīng)濟提質(zhì)、增效、降本、綠色、安全發(fā)展。
二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含哪些內(nèi)容
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含了網(wǎng)絡(luò)、平臺、數(shù)據(jù)、安全四大體系。
1、網(wǎng)絡(luò)體系是基礎(chǔ)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通和標(biāo)識解析三部分。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實現(xiàn)要素之間的數(shù)據(jù)傳輸,包括企業(yè)外網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)。典型技術(shù)包括傳統(tǒng)的工業(yè)總線、工業(yè)以太網(wǎng)以及創(chuàng)新的時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)、確定性網(wǎng)絡(luò)、5G等技術(shù)。企業(yè)外網(wǎng)根據(jù)工業(yè)高性能、高可靠、高靈活、高安全網(wǎng)絡(luò)需求進行建設(shè),用于連接企業(yè)各地機構(gòu)、上下游企業(yè)、用戶和產(chǎn)品。企業(yè)內(nèi)網(wǎng)用于連接企業(yè)內(nèi)人員、機器、材料、環(huán)境、系統(tǒng),主要包含信息(IT)網(wǎng)絡(luò)和控制(OT)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前,內(nèi)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)三個特征:IT和OT正走向融合,工業(yè)現(xiàn)場總線向工業(yè)以太網(wǎng)演進,工業(yè)無線技術(shù)加速發(fā)展。
數(shù)據(jù)互通是通過對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化描述和統(tǒng)一建模,實現(xiàn)要素之間傳輸信息的相互理解,數(shù)據(jù)互通涉及數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)語義語法等不同層面。其中,數(shù)據(jù)傳輸?shù)湫图夹g(shù)包括嵌入式過程控制統(tǒng)一架構(gòu)(OPC UA)、消息隊列遙測傳輸(MQTT)、數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)(DDS)等;數(shù)據(jù)語義語法主要指信息模型,典型技術(shù)包括語義字典、自動化標(biāo)記語言(automation ML)、儀表標(biāo)記語言(Instrument ML)等。
標(biāo)識解析體系實現(xiàn)要素的標(biāo)記、管理和定位,由標(biāo)識編碼、標(biāo)識解析系統(tǒng)和標(biāo)識數(shù)據(jù)服務(wù)組成,通過為物料、機器、產(chǎn)品等物理資源和工序、軟件、模型、數(shù)據(jù)等虛擬資源分配標(biāo)識編碼,實現(xiàn)物理實體和虛擬對象的邏輯定位和信息查詢,支撐跨企業(yè)、跨地區(qū)、跨行業(yè)的數(shù)據(jù)共享共用。
我國標(biāo)識解析體系包括五大國家頂級節(jié)點、國際根節(jié)點、二級節(jié)點、企業(yè)節(jié)點和遞歸節(jié)點。國家頂級節(jié)點是我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系的關(guān)鍵樞紐,國際根節(jié)點是各類國際解析體系跨境解析的關(guān)鍵節(jié)點,二級節(jié)點是面向特定行業(yè)或者多個行業(yè)提供標(biāo)識解析公共服務(wù)的節(jié)點,遞歸節(jié)點是通過緩存等技術(shù)手段提升整體服務(wù)性能、加快解析速率的公共服務(wù)節(jié)點。
標(biāo)識解析應(yīng)用按照載體類型可分為靜態(tài)標(biāo)識應(yīng)用和主動標(biāo)識應(yīng)用。靜態(tài)標(biāo)識應(yīng)用以一維碼、二維碼、射頻識別碼(RFID)、近場通信標(biāo)識(NFC)等作為載體,需要借助掃碼槍、手機APP等讀寫終端觸發(fā)標(biāo)識解析過程。主動標(biāo)識通過在芯片、通信模組、終端中嵌入標(biāo)識,主動通過網(wǎng)絡(luò)向解析節(jié)點發(fā)送解析請求。
2、平臺體系是中樞
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系包括邊緣層、IaaS、PaaS和SaaS四個層級,相當(dāng)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“操作系統(tǒng)”,有四個主要作用。一是數(shù)據(jù)匯聚。網(wǎng)絡(luò)層面采集的多源、異構(gòu)、海量數(shù)據(jù),傳輸至工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,為深度分析和應(yīng)用提供基礎(chǔ)。二是建模分析。提供大數(shù)據(jù)、人工智能分析的算法模型和物理、化學(xué)等各類仿真工具,結(jié)合數(shù)字孿生、工業(yè)智能等技術(shù),對海量數(shù)據(jù)挖掘分析,實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學(xué)決策和智能應(yīng)用。三是知識復(fù)用。將工業(yè)經(jīng)驗知識轉(zhuǎn)化為平臺上的模型庫、知識庫,并通過工業(yè)微服務(wù)組件方式,方便二次開發(fā)和重復(fù)調(diào)用,加速共性能力沉淀和普及。四是應(yīng)用創(chuàng)新。面向研發(fā)設(shè)計、設(shè)備管理、企業(yè)運營、資源調(diào)度等場景,提供各類工業(yè)APP、云化軟件,幫助企業(yè)提質(zhì)增效。
3、數(shù)據(jù)體系是要素
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)有三個特性。一是重要性。數(shù)據(jù)是實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的基礎(chǔ),沒有數(shù)據(jù)的采集、流通、匯聚、計算、分析,各類新模式就是無源之水,數(shù)字化轉(zhuǎn)型也就成為無本之木。二是專業(yè)性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的價值在于分析利用,分析利用的途徑必須依賴行業(yè)知識和工業(yè)機理。制造業(yè)千行百業(yè)、千差萬別,每個模型、算法背后都需要長期積累和專業(yè)隊伍,只有深耕細(xì)作才能發(fā)揮數(shù)據(jù)價值。三是復(fù)雜性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)運用的數(shù)據(jù)來源于“研產(chǎn)供銷服”各環(huán)節(jié),“人機料法環(huán)”各要素,ERP、MES、PLC等各系統(tǒng),維度和復(fù)雜度遠(yuǎn)超消費互聯(lián)網(wǎng),面臨采集困難、格式各異、分析復(fù)雜等挑戰(zhàn)。
4、安全體系是保障
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系涉及設(shè)備、控制、網(wǎng)絡(luò)、平臺、工業(yè)APP、數(shù)據(jù)等多方面網(wǎng)絡(luò)安全問題,其核心任務(wù)就是要通過監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)、檢測評估、功能測試等手段確保工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)健康有序發(fā)展。與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)安全相比,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全具有三大特點。一是涉及范圍廣。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打破了傳統(tǒng)工業(yè)相對封閉可信的環(huán)境,網(wǎng)絡(luò)攻擊可直達(dá)生產(chǎn)一線。聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的爆發(fā)式增長和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的廣泛應(yīng)用,使網(wǎng)絡(luò)攻擊面持續(xù)擴大。二是造成影響大。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涵蓋制造業(yè)、能源等實體經(jīng)濟領(lǐng)域,一旦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)攻擊、破壞行為,安全事件影響嚴(yán)重。三是企業(yè)防護基礎(chǔ)弱。目前我國廣大工業(yè)企業(yè)安全意識、防護能力仍然薄弱,整體安全保障能力有待進一步提升。