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尹浩院士：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)外、外網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)

2021-07-31   來源：   評(píng)論：0
摘要：尹浩指出：“目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)三個(gè)發(fā)展趨勢(shì)：第一，基于網(wǎng)絡(luò)的人機(jī)制造全要素互聯(lián)。第二，基于網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)鏈全面流程化。第三，基于網(wǎng)絡(luò)的全產(chǎn)業(yè)鏈和全價(jià)值鏈重塑?！?/div>
　　尹浩指出：“目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)三個(gè)發(fā)展趨勢(shì)：第一，基于網(wǎng)絡(luò)的人機(jī)制造全要素互聯(lián)。第二，基于網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)鏈全面流程化。第三，基于網(wǎng)絡(luò)的全產(chǎn)業(yè)鏈和全價(jià)值鏈重塑。”
　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)競爭日趨激烈
　　產(chǎn)業(yè)生態(tài)加速構(gòu)建
　　從2012年被提出，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到現(xiàn)在已歷經(jīng)10年時(shí)間。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，是產(chǎn)業(yè)效率提升的倍增器，產(chǎn)業(yè)效率每提高1%將創(chuàng)造萬億美元級(jí)的GDP。歐盟預(yù)計(jì)未來15年，基于ICT技術(shù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將帶來20%~30%的生產(chǎn)效率提升。
　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)信息化制造系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別是打破傳統(tǒng)制造信息系統(tǒng)“煙囪式”孤島，形成具有“全互聯(lián)、扁平化、平臺(tái)化、開放服務(wù)”特征、“人-機(jī)-物”深度融合的智能制造系統(tǒng)。
　　尹浩指出：“目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)三個(gè)發(fā)展趨勢(shì)：第一，基于網(wǎng)絡(luò)的人機(jī)制造全要素互聯(lián)。第二，基于網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)鏈全面流程化。第三，基于網(wǎng)絡(luò)的全產(chǎn)業(yè)鏈和全價(jià)值鏈重塑。”
　　同時(shí)，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)四大體系（網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、數(shù)據(jù)、安全）當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)體系是基礎(chǔ)，涵蓋設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、管理等各環(huán)節(jié)人-機(jī)-物的泛在深度互聯(lián)。平臺(tái)體系是核心，匯集各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)、機(jī)器狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置、智能分析等。數(shù)據(jù)體系是關(guān)鍵，提升數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘能力、促進(jìn)數(shù)據(jù)流動(dòng)、推動(dòng)數(shù)據(jù)知識(shí)共享、構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)新生態(tài)。安全體系是保障，識(shí)別和抵御安全威脅、化解各種安全風(fēng)險(xiǎn)。
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　　目前，全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正處在格局創(chuàng)立的關(guān)鍵期和規(guī)?；瘮U(kuò)張的窗口期，發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為主要國家搶占全球產(chǎn)業(yè)競爭新制高點(diǎn)、重塑工業(yè)體系的共同選擇。
　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)競爭日趨激烈，生態(tài)的構(gòu)建和產(chǎn)業(yè)布局正在全球加速展開；國際企業(yè)利用自身優(yōu)勢(shì)加快網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)設(shè)備、核心芯片、工控系統(tǒng)、傳感器等產(chǎn)業(yè)鏈布局；操作系統(tǒng)與云平臺(tái)一體化成為掌控生態(tài)主導(dǎo)權(quán)的重要手段；工業(yè)制造、能源、交通等關(guān)系國計(jì)民生的重要行業(yè)成為產(chǎn)業(yè)競爭的重點(diǎn)領(lǐng)域。
　　工廠內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)絡(luò)
　　分別呈現(xiàn)三大趨勢(shì)
　　尹浩指出，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整個(gè)體系包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通兩個(gè)層面：“網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)按照工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)界的分法又分為工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)和工廠外網(wǎng)絡(luò)，工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)主要連接工廠內(nèi)的各種要素，包括人員（生產(chǎn)人員、設(shè)計(jì)人員、外部人員）、機(jī)器（裝備、辦公設(shè)備）、材料（原材料、制成品）、環(huán)境（儀表、監(jiān)測(cè)設(shè)備）。工廠外網(wǎng)絡(luò)連接智能工廠、分支機(jī)構(gòu)、下游協(xié)作企業(yè)、工業(yè)云數(shù)據(jù)中心、智能產(chǎn)品用戶等。”
　　而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求和更多的需求。工廠內(nèi)網(wǎng)呈現(xiàn)融合、開放、靈活三大發(fā)展趨勢(shì)。
　　在融合性方面，一是內(nèi)網(wǎng)結(jié)構(gòu)扁平化。傳統(tǒng)“兩層三級(jí)”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)嚴(yán)重影響信息互通效率，大數(shù)據(jù)分析和邊緣計(jì)算業(yè)務(wù)對(duì)現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集需求，OT網(wǎng)絡(luò)中的車間級(jí)和現(xiàn)場級(jí)將逐步融合，MES等信息系統(tǒng)向車間延伸的需求，推動(dòng)IT網(wǎng)絡(luò)與OT網(wǎng)絡(luò)融合。二是控制信息與過程數(shù)據(jù)共網(wǎng)傳輸。傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)依附控制系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)控制閉環(huán)的信息傳輸，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)全流程數(shù)據(jù)的采集需求，要求網(wǎng)絡(luò)同時(shí)滿足控制信息和過程數(shù)據(jù)的傳輸需求。三是有線與無線一體化協(xié)同，無線網(wǎng)絡(luò)部署將成為必然。
　　在開放性方面，一是技術(shù)的開放性，打破傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)眾多制式間的技術(shù)壁壘，控制系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)將不與具體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綁定。二是數(shù)據(jù)的開放性，生產(chǎn)全流程的數(shù)據(jù)將以標(biāo)準(zhǔn)化語法和數(shù)據(jù)模型開放給上層應(yīng)用使用。三是產(chǎn)業(yè)的開放性，打破少數(shù)巨頭對(duì)全產(chǎn)業(yè)鏈的控制，新的芯片廠商、設(shè)備廠商、網(wǎng)絡(luò)提供商將加入進(jìn)來，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)開放。
　　在靈活性方面，一是網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的靈活性。未來工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)智能化生產(chǎn)、個(gè)性化定制等業(yè)務(wù)靈活調(diào)整形態(tài)，快速構(gòu)建出生產(chǎn)環(huán)境。二是網(wǎng)絡(luò)管理的便捷性。隨著工業(yè)網(wǎng)絡(luò)化深入發(fā)展，工廠內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)管理都將變得復(fù)雜，新的數(shù)據(jù)互通和軟件定義技術(shù)應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可呈現(xiàn)度，網(wǎng)絡(luò)管理更加便捷。
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　　同時(shí)針對(duì)工廠外網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)的普遍化、精細(xì)化、靈活化趨勢(shì)，外網(wǎng)服務(wù)逐步普遍化。尹浩強(qiáng)調(diào)道：“隨著云平臺(tái)技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)信息系統(tǒng)正在外網(wǎng)化，未來海量設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、維修、管理、優(yōu)化等業(yè)務(wù)等都將基于工廠外網(wǎng)絡(luò)開展。其次，在普遍化基礎(chǔ)上要做到精細(xì)化，針對(duì)企業(yè)上網(wǎng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)上云、公有云與私有云互通等不同場景提供細(xì)分服務(wù)。”
　　外網(wǎng)服務(wù)也逐步趨向靈活化，工廠外網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)企業(yè)要求快速開通服務(wù)、調(diào)整業(yè)務(wù)，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的應(yīng)用，提高網(wǎng)絡(luò)接入的便捷程度和部署速度，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)廣泛互聯(lián)提供更靈活的方式選擇。
　　尹浩表示，構(gòu)建整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系，歸納起來本質(zhì)要求是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素、生產(chǎn)鏈和全價(jià)值鏈的安全可靠互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)面向工業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)的人-機(jī)-物網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同。其本源要實(shí)現(xiàn)工業(yè)網(wǎng)與“互聯(lián)網(wǎng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、人”三者有效互動(dòng)，關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)面向“三鏈”的比特流、信息流、知識(shí)流的語義互聯(lián)。比特流實(shí)現(xiàn)IT/OT融合及三鏈數(shù)據(jù)互聯(lián)；信息流實(shí)現(xiàn)計(jì)劃域、操作域與控制域的信息互聯(lián)；知識(shí)流是實(shí)現(xiàn)人與生產(chǎn)系統(tǒng)的知識(shí)交互。
　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系
　　面臨三方面挑戰(zhàn)
　　目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)應(yīng)以網(wǎng)絡(luò)“互聯(lián)、協(xié)同”為抓手，突破“互動(dòng)”瓶頸，以實(shí)現(xiàn)比特流、信息流、知識(shí)流的三個(gè)層面“互動(dòng)”為核心關(guān)鍵。尹浩認(rèn)為，目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系正面臨三方面挑戰(zhàn)。
　　第一，如何實(shí)現(xiàn)按需互聯(lián)，保障比特流端到端實(shí)時(shí)可靠交互?，F(xiàn)有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基于TCP/IP“盡力而為”的模式，使“二八效應(yīng)”嚴(yán)重，網(wǎng)絡(luò)資源主要消耗于20%的節(jié)點(diǎn)，無法實(shí)現(xiàn)全要素鏈、全產(chǎn)業(yè)鏈和全價(jià)值鏈的按需互聯(lián)及比特流端到端的可靠交互。
　　第二，如何最大化網(wǎng)絡(luò)效能。他認(rèn)為，生產(chǎn)鏈、價(jià)值鏈和產(chǎn)業(yè)鏈泛在化感知產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將呈現(xiàn)爆炸性增長，如何通過最大化網(wǎng)絡(luò)效能，實(shí)現(xiàn)三鏈跨感知、計(jì)算、控制三個(gè)功能域的直接優(yōu)化控制，支持跨功能域的信息流語義級(jí)交互是面臨的又一挑戰(zhàn)。
　　第三，如何保障互動(dòng)的安全可控，實(shí)現(xiàn)人-機(jī)-物知識(shí)流協(xié)同交互。人-機(jī)-物多維度、跨層次互動(dòng)帶來一系列不確定性，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、平臺(tái)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用的多維度的安全可信保障體系，實(shí)現(xiàn)云邊端的智能協(xié)同、實(shí)時(shí)精準(zhǔn)控制是當(dāng)務(wù)之急。 相關(guān)熱詞搜索：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)