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“ 端、网、云、用 ”—工业互联网平台发展方向

作者 | 孙为军

广东工业大学自动化学院物联网与大数据系副主任

当前,新冠肺炎疫情在中国逐步得到控制,但在全球呈现出扩散迹象。在外防输入、内防反弹的防控要求下,很多企业复工复产面临用工荒等问题,但也将工业领域“机器换人”的话题推向了高潮。通过这次疫情,中国传统制造业充分认识到数字化、网络化、智能化生产方式的重要性和大数据平台、工业互联网平台建设的真正价值。但传统制造业转型和升级,既是攻坚战,也是持久战。

智能制造是制造体系的全面升级,涉及产业链的各个环节,贯穿于产品生命周期的每个阶段(设计→生产→物流→销售→服务)。我国智能制造将工业互联网作为重要基础设施。此次疫情背景下,工业互联网和5G、人工智能、大数据中心一起,成为国内“新基建”投入的重点,为工业智能化提供共性的基础设施和能力支撑。

工业互联网通过构建网络、平台、安全三大功能体系,打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施。网络体系是基础,涉及人、机、法、料、环全要素和产品生命周期各环节,将工业全系统、全产业链、全价值链深度互联。平台体系是核心,在传统工业云平台的基础上,通过物联网、大数据、人工智能等技术的应用,实现制造能力开放、知识经验复用和开发者集聚。安全体系是保障,可以识别和抵御安全威胁、化解各种安全风险。

工业互联网用三句话概括:数据采集是基础,工业PaaS(平台即服务)是核心,工业APP是关键,即通过大范围和深层次的数据采集,构建工业大数据管理和服务平台,形成满足不同行业、不同场景的应用服务。在“数字基建”推动下,通过构建“端、网、云、用”的网络集聚生态,工业互联网平台可以细化为智能感知、互联互通、数据中台、模式创新四大方向。

“端”——智能感知。数据采集是工业互联网的基础,车间是制造企业使用与产生数据的重要场所,传感器无处不在。工业互联网一方面给传感器企业带来了机会,另一方面,也对传感器的灵敏度、稳定性等提出了更高的要求。传感器既有轻量化、低功耗、低成本的要求,也有网络化、集成化、智能化的要求。国内传感器产业要聚焦工业物联网领域,以工业传感芯片、模块和终端设计为核心技术,打造具备物联网智能芯片、智能电子设备、物联网智能应用解决方案的生态系统。

“网”——互联互通。连接即服务,工业互联网与5G的融合是今年的看点。5G高带宽、低时延、支持海量接入等方面的优势,具备与工业互联网深度融合的潜力。信息技术与操作技术的融合,在通讯机制和数据结构层面,实现了真正意义上的互联互通。工厂内部网络呈现出扁平化、IP化、无线化及灵活组网的发展趋势,并逐步融合为同一张全互联网络。工厂外部网络则呈现出工业生产信息系统与互联网的深度协同与融合,包括IT(信息技术)系统与互联网的融合、OT(操作技术)系统与互联网的协同、企业专网与互联网的融合、产品服务与互联网的融合。

“云”——数据中台。工业互联网中数据的价值与作用将越来越凸显,数据分析将向工业各环节渗透,预测、决策、控制等更智能的应用成为发展方向。数据中台提供对海量工业大数据进行采集、计算、存储、加工的一系列技术集合,包括数据模型、算法服务、数据产品、数据管理等。工业机理建模对工业技术原理、行业知识、基础工艺、模型工具等进行自主挖掘和高效表示,支持面向工业领域的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行。工业PaaS平台同时提供云服务所必需的各种中间件、分层的动态扩展机制、开发和运维等支撑能力。

“用”——模式创新。工业互联网主要是数据驱动的工业智能,通过特定应用场景的工业APP体系,重点支撑网络化协同、智能化生产、个性化定制和服务化延伸。5G与工业互联网的融合,可以全面推动5G与垂直行业的研发设计、生产制造、管理服务等生产流程的深刻变革。典型的八大类5G+工业互联网融合应用,包括5G+超高清视频、5G+AR、5G+VR、5G+无人机、5G+云端机器人、5G+远程控制、5G+机器视觉以及5G+云化AGV(自动引导运输车)。

工业互联网行业正在进入快速发展期,未来,工业互联网平台将重构现代工业技术体系,并将立足垂直行业需求,加快应用创新和推广。

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