工业互联网体系架构.doc

工业互联网体系架构
明
说
写
编
近年来,随着以互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等为代表的新一代信息技术与传统产业的加速融合, 全球新一轮科技革命和产业变革正蓬勃兴起, 一系列新的生产方式、组织方式和商业模
部署成本。为此, 在工业和信息化部指导下, 工业互联网产业联盟(以下简称 All ) 启动了工业互联网体系架构研究, 在总结国内外发展实践的基础上, 撰写了工业互联网体系架构报告( 版), 提出了工业互联网的内涵、目标、体系架构、关键要素和发展方。向报告旨在推动业界对工业互联网达成广泛共识, 以体系架构为牵引,为联盟各项工作以及我国工业互联网的技术创新、标准制定、试验验证、应用实践等提供参考和引导, 共同推动工业互联网的健康快速发展。
工业互联网是一个长期发展和演进的过程, 毫无疑问, 目前我们对工业互联网的认识还是初步和阶段性的。联盟将根据国内外工业互联网的发展情况以及产业界的反馈意见, 在持续深入研究的基础上适时修订和发布报告新版。
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(一)工业互联网的内涵
工业互联网的内涵用千界定工业互联网的范畴和特征,明确工业互联网总体目标,是研究工业互联网的基础和出发点,我们认为,工业互联网是互联网和新—代信息技术与工业系统全方位深度融合所形成的产业和应用生态,是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。其本质是以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联为基础,通过对工业数据的全面深度感知、实时传输交换、快速计算处理和高级建模分析,实现智能控制、运营优化和生产组织方式变革。工业互联网可以重点从“网络”、“数据”和“安全”三个方面来理解。其中,网络是基础, 即通过物联网、互联网等技术实现工业全系统的互联互通,促进工业数据的充分流动和无缝集成; 数据是核心,即通过工业数据全周期的感知、采集和集成应用,形成基于数据的系统性智能,实现机器弹性生产、运营管理优化、生产协同组织与商业模式创新,推动工业智能化发展;安全是保障,即通过构建涵盖工业全系统的安全防护体系,保障工业智能化的实现。工业互联网的发展体现了多个产业生态系统的融合,是构建工业生态系统、实现工业智能化发展的必由之路。
工业互联网与制造业的融合将带来四方面的智能化提升。一是智能化生产,即实现从单个机
器到产线、车间乃至整个工厂的智能决策和动态优化,显著提升全流程生产效率、提高质量、降低成本。二是网络化协同,即形成众包众创、协同设计、协同制造、垂直电商等—系列新模式, 大幅降低新产品开发制造成本、缩短产品上市周期。三是个性化定制,即苤千互联网获取用户个性化需求,通过灵活柔性组织设计、制造资源和生产流程,实现低成本大规模定制。四是服务化转型,即通过对产品运行的实时监测,提供远程维护、故障预测、性能优化等一系列服务,并反馈优化产品设计,实现企业服务化转型。
工业互联网驱动的制造业变革将是—个长期过程,构建新的工业生产模式、资源组织方式也并非—跋而就,将由局部到整体、由浅入深,最终实现信息通信技术在工业全要素、全领域、全产业链、全价值链的深度融合与集成应用。
(二)工业互联网和智能制造的关系
作为当前新—轮产业变革的核心驱动和战略焦点,智能制造是基千物联网、互联网、大数据、云计算等新—代信息技术,贯穿千设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具有以智能工厂为载体、以生产关键制造环节智能化为核心,以端到端数据流为基础、以全面深度互
联为支撑四大特征。
智能制造与工业互联网有着紧密的联系,智能制造的实现主要依托两方面基础能力,—是工业制造技术,包括先进装备、先进材料和先进工艺等,是决定制造边界与制造能力的根本;二是工业互联网,包括智能传感控制软硬件、新型工业网络、工业大数据平台等综合信息技术要素, 是充分发挥工业装备、工艺和材料潜能,提高生产效率、优化资源配置效率、创造差异化产品和实现服务增值的关键。因此我们认为,工业互联网是智能制造的关键基础,为其变革提供了必须的共性基础设施和能力,同时也可以用千支撑其他产业的智能化发展。
(一)工业互联网业务需求
工业互联网的业务需求可从工业和互联网两个视角分析 , 如图 1 所示。
从工业视角看,工业互联网主要表现为从生产系统到商业系统的智能化,由内及外,生产系统自身通过采用信息通信技术,实现机器之间、机器与系统、企业上下游之间实时连接与智能交互,并带动商业活动优化。其业务需求包括面向工业体系各个层级的优化,如泛在感知、实时监测、精准控制、数据集成、运营优化、供应链协同、需求匹配、服务增值等业务需求。
从互联网视角看,工业互联网主要表现为商业系统变革牵引生产系统的智能化,由外及