工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+的發(fā)展得益于“新基建”的推動

時間:2020-06-12

來源:中國傳動網(wǎng)

導(dǎo)語:5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系,主要集中在接入層。高連接速率、超低網(wǎng)絡(luò)延時、海量終端接入、高可靠性,都是5G所具備的優(yōu)點。一些以往受限于網(wǎng)絡(luò)接入而不能實現(xiàn)的場景,在5G的加持下,都變得可行。

  2020年3月,中共中央政治局常務(wù)委員會召開會議提出,加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進度,這其中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為“新基建”板塊之一,迎來了再一次引領(lǐng)時代發(fā)展的機遇,也對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本身的提出了更高的發(fā)展要求。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng).jpg

  5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系

  工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)有內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之分。首先,工業(yè)企業(yè)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的部分,使用傳感網(wǎng)協(xié)議。企業(yè)內(nèi)網(wǎng)使用工業(yè)以太網(wǎng)或時間敏感網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議,內(nèi)網(wǎng)還包括各種各樣的數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器、監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和邊緣計算。企業(yè)外網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)和5G的軟件定義廣域網(wǎng)。

  企業(yè)內(nèi)網(wǎng)現(xiàn)在多使用無線技術(shù),因機器人、物料小車、生產(chǎn)線工件都是活動的,工業(yè)上很多場景都需要無線聯(lián)網(wǎng)。但WiFi因穩(wěn)定性、擴展性等問題使得其在工業(yè)領(lǐng)域的利用率僅為4%。“目前,5G是最適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)低時延要求的網(wǎng)絡(luò)?!敝袊こ淘涸菏苦w賀銓說。企業(yè)可以租用運營商5G公網(wǎng),以網(wǎng)絡(luò)切片方式提供VPN。

  企業(yè)本身的內(nèi)網(wǎng)協(xié)議也是不容忽視的部分。企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的協(xié)議已經(jīng)由最初的現(xiàn)場總線發(fā)展到現(xiàn)在的延時敏感網(wǎng)。目前,工業(yè)現(xiàn)場總線的方式占到市場近一半份額,但這種方式的標(biāo)準(zhǔn)碎片化、兼容性差,時延無法得到有效保證。以太網(wǎng)是為辦公自動化設(shè)計的網(wǎng)絡(luò),但工業(yè)環(huán)境設(shè)備多,效率太低。工業(yè)以太網(wǎng)從高速、交換和同步機制三方面提供實時和可靠性,目前約占一半的市場,但時延仍比較大,難以滿足高速生產(chǎn)線的網(wǎng)絡(luò)需求。TSN業(yè)務(wù)通過5G連接企業(yè)外網(wǎng),保證低時延傳輸,是目前最理想的企業(yè)內(nèi)網(wǎng)協(xié)議。

  5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系,主要集中在接入層。高連接速率、超低網(wǎng)絡(luò)延時、海量終端接入、高可靠性,都是5G所具備的優(yōu)點。一些以往受限于網(wǎng)絡(luò)接入而不能實現(xiàn)的場景,在5G的加持下,都變得可行。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的多種基礎(chǔ)設(shè)施

  首先,要有大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。把數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)倉庫,進行數(shù)據(jù)選擇、數(shù)據(jù)的標(biāo)清化,把非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),把數(shù)據(jù)分解成基本要素,再根據(jù)挖掘的任務(wù)進行聚類。在這個閉環(huán)過程中,需要用到聚類分析、分類分析和關(guān)聯(lián)分析等,更重要的是,工業(yè)大數(shù)據(jù)中包含多種數(shù)據(jù)庫,在挖掘數(shù)據(jù)的時候還要根據(jù)數(shù)據(jù)類型選擇合適的計算模式。

  算法技術(shù)是緊隨其后的基礎(chǔ)設(shè)施。目前AI算法需要大量有標(biāo)注的數(shù)據(jù)作為樣例,依靠大量算力與海量數(shù)據(jù)來針對特定任務(wù)進行試錯訓(xùn)練,屬于大數(shù)據(jù)大算力小任務(wù),效率不高,未來需要結(jié)合類腦計算,實現(xiàn)小數(shù)據(jù)小算力大任務(wù)?!耙簿褪钦f,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上,人工智能目前都是專用的,沒有一個所謂的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人工智能算法可以適用于所有的行業(yè)和企業(yè)?!编w賀銓進一步解釋。

  邊緣計算是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中非常重要的一部分。工業(yè)生產(chǎn)線上的傳感器、工件、機器人、工業(yè)的VR/AR應(yīng)用都要求快速響應(yīng)。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中,在降低無線空口時延的基礎(chǔ)上,還需要將計算能力下沉,可以利用邊緣計算實現(xiàn)本地緩存和過濾數(shù)據(jù),減少時延的同時減輕中心云的帶寬和處理能力的壓力。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)離不開安全,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的傳感器和PLC量很大,而且永遠在線,很容易受木馬入侵成為DDoS的跳板。這需要基于零信任架構(gòu),支持建立動態(tài)和遷移的群組節(jié)點的信任關(guān)系,實現(xiàn)低成本和低功耗的安全與加密。另外,傳統(tǒng)的認證和加密流程等協(xié)議不適用于支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的大連接與低時延,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要高可靠的快速群組認證。

  數(shù)字孿生數(shù)據(jù)可能會通過外網(wǎng)傳輸,僅靠加密仍難以避免數(shù)據(jù)被劫持,可能會遭遇外界勒索或?qū)е缕髽I(yè)經(jīng)營混亂。因此,企業(yè)需要建立IT與OT的安全團隊和企業(yè)安全運營中心,還要與企業(yè)的上下游實現(xiàn)威脅情報共享和安全防護的協(xié)同聯(lián)動,并從政府獲得安全態(tài)勢感知信息,完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全。

  推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需要解決的問題

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是智能工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施,是工業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的核心支撐,是工業(yè)變革創(chuàng)新的重要載體。推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展不是簡單的網(wǎng)絡(luò)和平臺建設(shè),是個系統(tǒng)性推進工程,需要統(tǒng)籌部署,從根本上解決工業(yè)軟件、接口標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字安全和商業(yè)模式等系列問題,才能確保工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)健康發(fā)展。

  目前對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺沒有統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn),實際上不同行業(yè),甚至同一個行業(yè)的不同企業(yè),所需要的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺也不一定相同。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推廣深化過程是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程,同時需要企業(yè)流程再造來適應(yīng)。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需要解決五個關(guān)鍵問題(一)解決工業(yè)機理模型數(shù)字化問題,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是軟硬融合平臺,工業(yè)軟件在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化控制以及商業(yè)模式創(chuàng)新中發(fā)揮著核心作用,工業(yè)產(chǎn)品的數(shù)字設(shè)計、驗證和測試,工業(yè)裝備的數(shù)字化控制,都離不開工業(yè)軟件支撐;(二)解決數(shù)字工業(yè)設(shè)備集成互聯(lián)問題,完善接口標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)揮平臺系統(tǒng)集成、資源匯聚、信息共享等作用的關(guān)鍵。工業(yè)數(shù)字化設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接入、工業(yè)軟件互聯(lián)互通等標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,不同廠商提供工業(yè)數(shù)字化設(shè)備、工業(yè)軟件也就無法綜合集成和互聯(lián)互通,更無法建成一體化的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,互聯(lián)工廠和智能工廠也就無從談起;(三)解決數(shù)字工業(yè)設(shè)備高速互聯(lián)問題,提供滿足工業(yè)應(yīng)用場景需求的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù),是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺暢通內(nèi)外信息流通渠道必要保障。需要根據(jù)工業(yè)應(yīng)用場景特殊需求,按照5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力,為工業(yè)應(yīng)用場景量身定制能解決網(wǎng)絡(luò)接入痛點、技術(shù)切實可行、性價比高的5G專用網(wǎng)絡(luò)部署方案;(四)解決工業(yè)網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)商業(yè)價值問題,企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型絕對不是簡單的技術(shù)層面推動設(shè)備上云上平臺,是通過商業(yè)模式創(chuàng)新來重塑工業(yè)企業(yè)在數(shù)字化條件下的物資鏈、服務(wù)鏈、價值鏈。沒有商業(yè)模式重構(gòu)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè),只能算是企業(yè)內(nèi)部管理信息系統(tǒng),難以從根本上推動企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和變革;(五)解決數(shù)字工業(yè)設(shè)備可管可控問題,當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺安全風(fēng)險來自多個不同層次,需要保障來自不同工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務(wù)廠商的硬軟件安全,確保不出現(xiàn)漏洞和后門;需要保障網(wǎng)絡(luò)接入安全,確保接入安全可信網(wǎng)絡(luò);需要保障數(shù)據(jù)使用安全,嚴(yán)格按照工業(yè)數(shù)據(jù)分級分類要求管理和使用數(shù)據(jù)。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+才能滿足新基建的需要

  隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展,以及各產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,產(chǎn)業(yè)間的協(xié)同對于企業(yè)完整的經(jīng)營管理變得愈發(fā)重要。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+正是為了適應(yīng)這個發(fā)展趨勢,從更廣范圍、更基礎(chǔ)的層級實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)間的融合,可以通過電商、供應(yīng)鏈、金融、物流等產(chǎn)業(yè)對工廠企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供有力的保障和服務(wù)價值實現(xiàn)的鏈路閉環(huán),這個是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的自然延伸,是滿足工業(yè)用戶需求變化的必由之路。

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