【“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”系列科普問答】③工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含哪些內(nèi)容？
2021年08月16日
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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含哪些內(nèi)容？
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含網(wǎng)絡(luò)、平臺、數(shù)據(jù)、安全，它既是工業(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(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合的應(yīng)用模式，同時(shí)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。
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(shí)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(shí)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(jìn)行建設(shè)，用于連接企業(yè)各地機(jī)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(jī)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(gè)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(jìn)，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(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化描述和統(tǒng)一建模，實(shí)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(duì)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(dòng)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(shí)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(jī)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(shí)現(xiàn)物理實(shí)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(diǎn)、國際根節(jié)點(diǎn)、二級節(jié)點(diǎn)、企業(yè)節(jié)點(diǎn)和遞歸節(jié)點(diǎn)。國家頂級節(jié)點(diǎn)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(diǎn)是各類國際解析體系跨境解析的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，二級節(jié)點(diǎn)是面向特定行業(yè)或者多個(gè)行業(yè)提供標(biāo)識解析公共服務(wù)的節(jié)點(diǎn)，遞歸節(jié)點(diǎn)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(diǎn)。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(dòng)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(jī)APP等讀寫終端觸發(fā)標(biāo)識解析過程。主動(dòng)標(biāo)識通過在芯片、通信模組、終端中嵌入標(biāo)識，主動(dòng)通過網(wǎng)絡(luò)向解析節(jié)點(diǎn)發(fā)送解析請求。
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(gè)層級，相當(dāng)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“操作系統(tǒng)”，有四個(gè)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(yàn)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(jì)、設(shè)備管理、企業(yè)運(yùn)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。
數(shù)據(jù)體系是要素。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)有三個(gè)特性。一是重要性。數(shù)據(jù)是實(shí)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(jì)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(jià)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(jī)理。制造業(yè)千行百業(yè)、千差萬別，每個(gè)模型、算法背后都需要長期積累和專業(yè)隊(duì)伍，只有深耕細(xì)作才能發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值。三是復(fù)雜性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用的數(shù)據(jù)來源于“研產(chǎn)供銷服”各環(huán)節(jié)，“人機(jī)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(fèi)互聯(lián)網(wǎng)，面臨采集困難、格式各異、分析復(fù)雜等挑戰(zhàn)。
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(diǎn)。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(kuò)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(shí)體經(jīng)濟(jì)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(hù)基礎(chǔ)弱。目前我國廣大工業(yè)企業(yè)安全意識、防護(hù)能力仍然薄弱，整體安全保障能力有待進(jìn)一步提升。與消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有著諸多本質(zhì)不同。一是連接對象不同。消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)主要連接人，場景相對簡單。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接人、機(jī)、物、系統(tǒng)以及全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈，連接數(shù)量遠(yuǎn)超消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)，場景更為復(fù)雜。二是技術(shù)要求不同。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)直接涉及工業(yè)生產(chǎn)，要求傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠性更高、安全性更強(qiáng)、時(shí)延更低。三是用戶屬性不同。消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)面向大眾用戶，用戶共性需求強(qiáng)，但專業(yè)化程度相對較低。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面向千行百業(yè)，必須與各行業(yè)各領(lǐng)域技術(shù)、知識、經(jīng)驗(yàn)、痛點(diǎn)緊密結(jié)合。上述特點(diǎn)決定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的多元性、專業(yè)性、復(fù)雜性更為突出，也決定了發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)非一日之功、難一蹴而就，需要持續(xù)發(fā)力、久久為功。
來源：工業(yè)和信息化部信息通信管理局、浙江省自動(dòng)化協(xié)會
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