工业互联网体系架构.docx

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工业互联网体系架构
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明 编写说
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，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、供给链协同、需求匹配、效劳增值等业务需求。
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，由外及内，
从营销、效劳、设计环节的互联网新模式新业态带动生产组织和制造模式的智能化变革。其业务需
求包括基于互联网平台实现的精准营销、个性定制、智能效劳、众包众创、协同设计、协同制造、柔
性制造等。
图1工业互联网业务视图
〔二〕工业互联网体系架构
工业互联网的核心是基于全面互联而形成数据驱动的智能，网络、数据、平安是工业和互联
网两个视角的共性根底和支撑。
其中，“网络〞是工业系统互联和工业数据传输交换的支撑根底，包括网络互联体系、标识
解析体系和应用支撑体系，表现为通过泛在互联的网络根底设施、健全适用的标识解析体系、集中
通用的应用支撑体系，实现信息数据在生产系统各单元之间、生产系统与商业系统各主体之间的无
缝传递，从而构建新型的机器通信、设备有线与无线连接方式，支撑形成实时感知、协同交互的
生产模式。
“数据〞是工业智能化的核心驱动，包括数据采集交换、集成处理、建模分析、决策优化和
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反应控制等功能模块，表现为通过海量数据的采集交换、异构数据的集成处理、机器数据的边缘
计算、经历模型的固化迭代、基千云的大数据计算分析，实现对生产现场状况、协作企业信息、
市场用户需求的准确计算和复杂分析，从而形成企业运营的管理决策以及机器运转的控制指令，
驱动从机器设备、运营管理到商业活动的智能和优化。
“平安＇是网络与数据在工业中应用的平安保障，包括设备平安、网络平安、控制平安、数
据平安、应用平安和综合平安管理，表现为通过涵盖整个工业系统的平安管理体系，防止网络设
施和系统软件受到内部和外部攻击，降低企业数据被未经授权访问的风险，确保数据传输与存储
的平安性，实现对工业生产系统和商业系统的全方位保护。工业互联网体系架构如圈2所示。
图2工业互联网体系架构
基千工业互联网的网络、数据与平安，工业互联网将构建面向工业智能化开展的三大优化闭
环。一是面向机器设备运行优化的闭环，核心是基千对机器操作数据、生产环境数据的实时感知
和边缘计算，实现机器设备的动态优化调整，构建智能机器和柔性产线；二是面向生产运营优化
的闭环，核心是基于信息系统数据、制造执行系统数据、控制系统数据的集成处理和大数据建模
分析，实现生产运营管理的动态优化调整，形成各种场景下的智能生产模式；三是面向企业协同、
用户交互与产品效劳优化的闭环，核心是基于供给链数据、用户需求数据、产品效劳数据的综合
集成与分析，实现企业资源组织和商业活动的创新，形成网络化协同、个性化定制、效劳化延伸
等新模式。
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〔一〕工业互联网网络体系框架
随着智能制造的开展，工厂内部数字化、网络化、智能化及其与外部数据交换需求逐步增加，
工业互联网呈现以三类企业主体、七类互联主体、八种互联类型为特点的互联体系，如图3所示。
图3工业互联网互联示意
三类企业主体包括工业制造企业、工业效劳企业〔围绕设计、制造、供给、效劳等环节提供
效劳的各类企业〕和互联网企业，这三类企业的角色在不断渗透、相互转换。七类互联主体包括
在制品、智能机器、工厂控制系统、工厂云平台〔及管理软件〕、智能产品、工业互联网应用，
工业互联网将互联主体从机传统的自动化控制进一步扩展为产品全生命周期的各个环节。八种互
联类型包括了七类互联主体之间复杂多样的互联关系，成为连接设计能力、生产能力、商业能力
以及用户效劳的复杂网络系统。
以上互联需求的开展，促使工厂网络发生新的变革，形成工业互联网整体网络架构，如图4
所示。
图4工业互联网整体网络体系目标框架
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与现有互联网包含互联体系、DNS体系、应用效劳体系三个体系相类似，工业互联网也包含
三个重要体系。一是网络互联体系，即以工厂网络IP化改造为根底的工业网络体系。包括工厂内
部网络和工厂外部网络“