互联网制造业的一种范式 相关两份资料

——互联网+制造业的一种范式工业互联网报告内容01工业互联网的发展背景工业互联网体系架构与内涵平台的核心关键技术工业互联网的应用范式结语020304051.工业互联网的发展背景工业互联网1.智能机器人2.先进分析3.工作中的人第一个工业互联网提案——美国GE“工业互联网”—2012年末，美国GE公司提出的关于产业设备与IT融合的概念—定义：基于开放、全球化的网络，将设备、人和数据分析（工业互联网三要素）连接起来，用过对大数据的利用与分析，升级航空、医疗装备等工业领域的智能化，降低能耗，提升效率。工业革命通过先进的传感器，控制和软件将全球设备，机群和网络连接起来信息革命将基于物理世界的分析预测算法，自动化和专业领域知识结合起来决策者、执行者将任何时间段工作和移动的人员连接起来支撑更加智能的设计，运作，维护和更高的服务质量和安全1.工业互联网的发展背景工业互联网提出的背景●GE要为大量的工业、航空、医疗装备提供运维服务●

借助互联网、大数据的，可以显著提高服务质量，实现增值—【传统方式】数据获取、计算分析和决策优化分离，围绕历史数据分析的结果难以实时、精准作用到设备运行过程—【工业互联网】设备、人和数据互联，三个过程实时、并行开展，数据分析同步反映设备状态，实时控制设备动作、精确优化运行效率由此带来的“1%的威力”—1%提效创造1万亿美元市场：■中国，未来15年燃气发电机组能耗降低1%，节约80亿美元燃料；

油气勘探开发的资本利用率提高1%，则能省下70亿美元；

铁路网络的运输行业运营效率提高1%，又能省下20亿美元燃料成本。■全球，燃气发电厂生产效率提高1%，将节约价值660亿美元燃油；

石油天然气勘探开发的资本利用率提高1%，每年将减少近900亿美元支出；铁路、航空、医疗、电力、石油天然气行业提效1%，15年内带来2760亿美元增长1.工业互联网的发展背景传统制造系统存在的问题①感知深度不足■传统仪表自动化系统仅感知过程变量■信息维度低、难以反映物理过程深层次动态特性②互联广度不足■跨领域信息孤岛难以互联互通■无法准确描述领域间复杂关联关系，决策全局性差③分析的综合预见性不足■对工业运行数据的挖掘深度不足■导致决策不准确、盲目1.工业互联网的发展背景提升感知深度视觉感知相比传统温度变送器：■从检测“温度点“，到感知“温度场”■感知信息具有更高的维度和更大的信息量■为实时，精准优化制氢过程提供可能■通过多路摄像头感知对温度场建模、分析与实时调节实例：美国“智能过程制造（SPM）”计划，制氢工厂1.工业互联网的发展背景提升互联广度实例：德国“数字工厂”项目生产规划产品规划产品设计试制量产使用服务数字工厂1.工业互联网的发展背景提升分析预见性实例：欧洲“KnowledgebasedFactory”项目1.工业互联网的发展背景制造业的需求——以互联网为代表的新一代信息技术与制造系统深度融合1.工业互联网的发展背景互联网+第三产业释放巨大活力，成为重要经济增长极能否把“互联网+”在服务业的技术体系，直接平移到工业领域？报告内容01工业互联网的发展背景工业互联网体系架构与内涵平台的核心关键技术工业互联网的应用范式结语020304052.工业互联网体系架构与内涵工业互联网平台功能架构——摘自《工业互联网平台白皮书（2017）》，工业互联网产业联盟2.工业互联网体系架构与内涵工业互联网平台功能架构——摘自《工业互联网平台白皮书（2017）》，工业互联网产业联盟2.工业互联网体系架构与内涵从信息网络维度，对平台的四个定位：从信息网络视角看，工业互联网是计算机网络在工业的延伸■按照计算机、网络、软件定义的思路，解构传统工业系统■遵循灵活、开放、生态的原则，重新组织工业系统运行一、工业互联网平台是传统工业云平台的迭代升级——大量工业用户参与的软件生态二、工业互联网平台是新工业体系的“操作系统”——扁平、灵活、软件定义的组织架构三、工业互联网平台是资源集聚共享的有效载体

——各方资源汇聚，社会化协同生产四、工业互联网平台是打造制造企业竞争新优势的关键抓手

——平台/生态成为企业垄断地位的标志2.工业互联网体系架构与内涵工业互联网本质内涵：“人-机-物”深度融合的智能网络空间主要特征：①三元融合■人行为模型■工业过程模型■信息系统模型②时空关联■实时反映工业过程的时空变化③平行演进■信息空间与物理空间同步演进④智能涌现■实现工业过程的自感知、自分析、自优化、自执行2.工业互联网体系架构与内涵工业互联网本质内涵：“人-机-物”深度融合的智能网络空间主要特征：①三元融合■人行为模型■工业过程模型■信息系统模型②时空关联■实时反映工业过程的时空变化③平行演进■信息空间与物理空间同步演进④智能涌现■实现工业过程的自感知、自分析、自优化、自执行2.工业互联网体系架构与内涵背景与内涵网络空间体系架构和演进

——时延敏感网络新架构及网络行为特征数据科学问题——多源异构、时空关联大数据分析网络空间安全问题

——信息与物理一体化安全2.工业互联网体系架构与内涵从智能制造维度，工业互联网不是一张网，是互联的工业系统企业：■制造系统互联：各类制造设备互联■管理—控制互联：业务系统与控制系统互联跨企业间：■产业链上下游企业互联，构成制造网络互联工业系统的需求：■互联的最终目的是为智能决策提供支撑，进而实现工业过程的运行优化■亟需大量与工业过程相关机理、运行、优化知识的高效获取、融合、处理与应用2.工业互联网体系架构与内涵工业互联网发展的目标：由“信息网络支撑的互联智能”向“知识驱动的自主智能”发展----202020252030主导技术：数字化主导技术：AI主导技术：互联网物联网制造信息空间制造物理空间

数字化深化应用-全过程的数字化集成当前状态当前目标互联智能-企业内互联-跨企业互联-生命周期互联未来目标自主智能-工况自感知-工艺自学习-装备自执行-系统自组织当前未来2.工业互联网体系架构与内涵“工业智脑”的构建（MI）现有工业控制系统特征：①智能：依靠人的编程输入，无法演进②通信—计算：分布式采集-集中式计算③感知：仅可感知、检测过程量“工业智能”特征1.系统自主学习自我优化能力2.以连接为特征的分布式计算能力3.跨媒体信息融合认知能力人脑特征：1.智能发育2.神经网络3.视听触觉2.工业互联网体系架构与内涵发展动力——技术-模式双轮驱动

“技术”推动“模式”演进，二者共同作用，实现跨越式变革现有工业互联网平台：仅提供信息技术支撑架构（末梢感知+骨干神经）技术模式物联网、大数据、互联网、云计算……个性化定制、远程监控、预测性维护、云制造……报告内容01工业互联网的发展背景工业互联网体系架构与内涵平台的核心关键技术工业互联网的应用范式结语020304053.平台的核心关键技术工业互联网平台关键技术体系——摘自《工业互联网平台白皮书（2017）》，工业互联网产业联盟3.平台的核心关键技术泛在化感知技术★设备、生产过程的泛在化感知：★实现传感器、控制器、执行器互联通信的WSN技术：★工业应用的挑战：■抗干扰■高实时■低功耗★工业应用的挑战：■WirelessHART■ISA100.11a■WIA-PA■WIA-FA3.平台的核心关键技术泛在化感知的新技术方向WIA-PA★面向流程工业泛在感知的低速、低功耗无线传感器网络技术。★在801.15.4物理层基础上，实现自适应跳频，多跳高实时传输技术、高精度同步技术，使得数据传输可靠性99%以上，网络功耗微安级。★2011年11月，IEC/TC65投票通过，成为IEC国际标准。3.平台的核心关键技术3.平台的核心关键技术3.平台的核心关键技术泛在化感知的新技术方向3.平台的核心关键技术全互联制造网络★基于Internet的TCP/IP架构实现对工厂管理网络、控制网络、传感网络进行全面互联，并与Internet集成，实现无缝信息传输★实现工厂全覆盖，管理和控制业务混流传输，并提供安全可靠保障的组网与传输技术★工业应用的挑战●异构网络互联、高安全、管理流控制流混合●传输、控制业务毫秒级时延3.平台的核心关键技术全互联制造网络新技术方向IEEE802.1Time-SensitiveNetworking★基于802.11无线网络实现管理业务与控制业务的混流传输，保障控制业务流的同步低时延通信；★在802.11的MAC机制进行改进，借鉴Profinet的全网调度方法，通过对传输任务载止期的精细化调度保障传输时延；★提出了802.1Qbu帧优先级和802.1Qbv传输调度两个标准补充，已经通过项目授权（PAR），正在技术研究阶段。3.平台的核心关键技术全互联制造网络新技术方向ISA100.15WirelessBackhaulNetwork★基于远距离宽带无线技术实现现场传感网与工厂骨干控制网的互联，支撑现场感知数据回传到控制中心；★设计了回程网络的标准接口和管理架构，研发了多种无线网络共享频谱下的共存技术；★2013年8月巴西油田RIOdeJaneiro开展了面向油井远程测量的回程网络现场验证，70余家企业参与。3.平台的核心关键技术全互联制造网络新技术方向工业软件定义网络（SDN）技术★基于SDN技术实现工厂管理业务与控制业务的混流传输；★针对工厂管理业务和控制业务特征，设计了基于流交换的处理核心和基于SDN的协同调度机制，形成了混流传输模式下的确定性传输保障技术体系；★已研制出工业SDN交换机原型。3.平台的核心关键技术提出了SDN协议扩充提出了Openflow的工业SDN协议扩充★当前的Openflow协议的meter表是用于限流的简单协议，缺少对工业级实时保障的支撑；★对Openflow协议提出修正草案，对meter表进行扩充，支持对每个流的优先级、带宽预留、截止期优化等QoS策略；★与H为、信通院合作，在ONF基金会成立OpenflowinIndustry工作组，讨论在下一版本中增加面向工业的协议修正。3.平台的核心关键技术智能制造云服务★以模块化、服务化的模式，实现制造应用的动态自组织；★提供数据管理、建模等基础服务，数据分析、仿真、优化等核心服务，支撑制造应用开发；★工业应用的挑战。嵌入式设备资源受限、服务高并发性服务及时处理、动态服务组织。3.平台的核心关键技术智能制造云服务的新技术方向★基于WebService框架实现自动化设备数据与操作的封装，提供开放服务；★以统一的WebService描述，兼容了工业领域原有的数据存储、报警事件、安全约束、历史访问等多种数据交换标准，实现了跨平台、跨应用的不同厂商设备的互操作；★OPCUA标准受到了众多工业设备制造商支持，西门子、Matrikon、Softing等多家厂商提出了软件解决方案，并正在研发硬件连接网关产品。

基于OPC-UA的制造资源服务化接入3.平台的核心关键技术智能制造云服务的新技术方向

平台使能技术：具有容灾特性的服务总线容灾特性面向互联网的不稳定性，研究基于排产计划的系统模型片段和关联生产数据片段的预载、缓存机制高效压缩传输方法轻量级高强度加密机制在优化利用有限网络带宽的同时充分考虑移动设备能量受限的特点，研究高效节能的数据压缩传输算法。复杂的加密算法会造成移动终端能耗加大，研究支持低能耗、高加密强度的算法是要解决的难题之一。3.平台的核心关键技术智能制造云服务的新技术方向支持实时增量数据的组织★高速集成接口及增量存储规范；★数据业务关联关系模型；★数据集成安全规范。数据管理技术：实时增量工业大数据处理技术工业大数据处理技术

★轻量级大规模数据索引技术；★基于内存的高速实时流数据处理方法；★工业流数据过滤及回归算。3.平台的核心关键技术智能制造云服务的新技术方向面向工厂/车间规划设计★布局优化计算模型、工位平衡分析模型、物流路径重构优化模型

工业数据建模和分析技术：数字工厂建模与仿真分析面向生产过程精益管控★产品模型、工艺模型、设备模型、业务模型等生产模型

面向虚实融合与数据驱动应用★虚实融合数据总线、模型驱动引擎、虚拟传感器建模、多模态数据集成★VR、AR等技术应用于实操培训、生产监控、维修指导、智能仓储等。报告内容01工业互联网的发展背景工业互联网体系架构与内涵平台的核心关键技术工业互联网的应用范式结语020304054.工业互联网的应用范式以互联制造为特征的工业互联网应用模式工业互联网推动智能制造三大集成、引领“互联制造”新模式4.工业互联网的应用范式模式一：互联设计开展联合研发降低研发成本■通过高端专业软件共享，降低企业研发资金投入■通过仿真分析，缩短研制周期，降低研发成本■参与研发范围更为广泛，利于问题的解决■对企业数据资产数据分析，为产品改进提供依据4.工业互联网的应用范式模式二：互联产品■通过设备租赁服实现由卖设备到卖服务的转变■通过将备件与主机绑定的方式增加来自备件销售的利润■通过提供增值运维服务，提升产品的利润率■通过众包众维服务，可大幅节省装备企业建立维修站的成本。4.工业互联网的应用范式模式三：互联生产■通过富裕生产资源的租赁，提高设备利用率。■通过生产众包使产业链的专业化分工趋向更为合理。■基于公有云的精益化管控服务有效提升中小企业的精细化管理水平，增强整个产业竞争力。■基于私有云的精细化管控服务有效的降低了企业IT部署及维护成本，同时保障了信息安全。4.工业互联网的应用范式模式四：互联物流■通过集中采购，降低原材料、配套件的采购成本。■通过生产联动增强上下游企业的关联度，降低整个产业链的库存，减少现金流。■众储模式充分整合仓储资源，降低企业仓储成本。■众运模式使得物流成本即低、效率又高且环保节能。5.结语一、工业互联网不仅是一张信息网，是互联的工业系统。二、工业系统必将由“信息网络支撑的互联智能”向“知识驱动的自主智能”发展。

三、现有工业互联网平台主要关注信息技术支撑架构。四、为支撑“自主智能”模式，大量制造工艺知识亟待挖掘，并通过工业互联网实现知识自动化。PPT模板下载：1ppt/moban/行业PPT模板：1ppt/hangye/节日PPT模板：1ppt/jieri/PPT素材下载：1ppt/sucai/PPT背景图片：1ppt/beijing/PPT图表下载：1ppt/tubiao/优秀PPT下载：1ppt/xiazai/PPT教程：1ppt/powerpoint/Word教程：1ppt/word/Excel教程：1ppt/excel/资料下载：1ppt/ziliao/PPT课件下载：1ppt/kejian/范文下载：1ppt/fanwen/试卷下载：1ppt/shiti/教案下载：1ppt/jiaoan/PPT论坛：1ppt

THANKS互联网＋智慧农业解决方案

—促进产业结构转型，突破传统业态目录一、关于“智慧农业”的思考

农业信息化背景、需求分析、建设目标二、“智慧农业”总体规划

“智慧农业”建设内容、技术架构、关键技术三、“智慧农业”按需实施

综合运营支撑平台、应用子系统建设方案

一、关于“智慧农业”的思考1、农业信息化背景2、智慧农业需求分析3、智慧农业建设目标4、智慧农业指导思想、建设原则食品安全问题科技发展带来了生产和消费的更集中、更大规模、更社会化和更高的生产效率；同时也意味着城市生活对资源的更大需求、对安全的更高要求。资源短缺问题环境污染问题农业生产成本问题目前农业发展面临的问题世界农业经济最蓬勃的国度之一，其主导产业为农业。大力发展设施农业，目前荷兰玻璃温室占世界的1／4以上；将现代工程技术、生物技术和信息技术综合应用于设施农业；建立植物工厂，以工厂化方式生产蔬菜、食用菌、花木等。美国农民占美国人口总数的2%，养活了3亿多美国人，并且使美国成为全球最大的农产品出口国。政府重视农业信息化基础建设，每年拨款15亿美元建设农业信息网络，已建成世界最大的农业计算机网络系统AGNET；在利用物联网科技促进智能、精准农业上处于全球领导地位；大农场对物联网设备技术的采用率高达80%；农产品电子商务发展较早，与农产品期货市场的联系紧密。

荷兰：以色列：一个农业资源极度匮乏的国家，却一直在创造全球领先的农业奇迹。滴灌技术：节约用水，提高灌溉效率；计算机控制技术：通过传感技术完成监视工作，并联动控制灌溉等控制功能，精密，可靠，节省人力；农业订单管理技术：农业网络窗口展示，农民足不出户完成产品订单。农业发展的国际现状美国：

2004-2015年中央一号文件“三农”问题《2006-2020年国家信息化发展战略》《全国农业和农村信息化建设总体框架（2007-2015）》《农业部关于开展全国农村信息化示范工作的通知》《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》《江苏省物联网产业发展规划纲要》农业政务信息化农业服务信息化农业生产科技化农业贸易信息化推动电子政务向乡村延伸，利用互联网提供信息公开和政民互动服务；完善农村社会事业信息服务体系，重点保障农村教育、医疗系统覆盖范围。通过信息化手段颠覆传统农业服务形式，打造多渠道、多维度的农业服务途径，实现服务高效化、服务多样化、服务智能化。利用现代科技改造传统农业生产和管理办法，提高农业产量和质量，使农业向规模化、精准化、工业化方向前进。利用电子商务技术实现农业产、供、销、运的全流程电子化网络化管理，实现农业的市场化运作。

我国农业信息化政策指导思想：以国家农业十二五规划为宏观指导，以物联网建设开发为契机，以“政府推动、公益服务、市场运营”为动力，以“信息促生产、信息壮产业、信息保安全、信息惠民生”为基本目标，充分依托江苏省联通的ICT能力、整合能力、管理能力的整体优势，努力推动江苏省高效农业、优质农业、都市农业、市场农业的发展，成为全国农业信息科技工作的典范。需求为先突出特色系统规划循序渐近工程带动示范先行突出先进操作可行政府引导市场运作建设原则：智慧农业指导思想和建设原则生产阶段环境精准监测专家辅助决策专家随时咨询农事全程记录

加工仓储阶段操作记录与跟踪仓储电子管理系统智慧农业带来的改变物流配送阶段物流过程环境监控运输车辆在途监测农超对接减少流通物流配送阶段Addyourtext高效优质安全多态服务阶段质量可追溯产品可召回销售阶段面向多渠道的网络营销直观农事现场的体验式营销休闲体验田地认领网络监控农事体验旅游观光智慧农业总体需求分析总体目标：建设具有江苏特色的智慧型农业样板工程！受益于多态多元借助物联网技术发展生态农业、都市农业、休闲农业，实现农业的多态化经营、农民的多元化收入安全可溯借助物联网技术实现农业生产的全程记录、全程跟踪和溯源，面向消费者实现安全有保障、责任可追究市场运作借助电子商务技术，实现农产品供销配送一体化，引导农业市场化运作高效服务打造多通道专家服务系统，建立农业专家咨询服务平台，指导解决生产难题，实现增产增收全面感知通过实现环境感知的全面化、数据采集的精准化、信息传输的无线化、设备控制的智能化建设高水准智慧农业园区。智慧农业总体建设目标二、智慧农业总体规划方案1、总体建设内容2、总体架构3、关键技术基于“云计算和云服务”的综合运营支撑平台监控、展示、体验中心种养殖环境监控蔬菜种植；畜禽养殖；水产养殖；花卉园艺；食用菌种植溯源管理系统蔬菜类；肉

类；水产类；家禽类；干货类；加工食品类物流管理系统仓储物流环境管理；仓储管理；运输车辆管理农产品网上商城农业综合呼叫中心；专家咨询平台休闲农业现实版开心农场；休闲旅游网站农业专家信息服务系统（蔬菜、畜禽、水产、花卉、食用菌）专家决策模型专家咨询平台农业综合呼叫中心智慧农业示范基地建设总体建设内容感知层应用层温、湿度传感器水质、气体传感器光谱传感器RFID其他数据采集终端视频终端

土壤水分传感器

传输层WIFIFDD-LTETD-LTEZigbee其他通信网络物联网数据统一处理组件(RFID中间件、M2M中间件、GIS中间件)可编程控制器资源环境监测系统SOA、开放的API接口(WebService或其他形式接口)大棚管理水产管理畜禽管理服务层综合运营支撑云平台农业科普休闲农业溯源管理网上商城综合农业信息专家服务系统总体技术架构物流管理仓储管理融合通信技术数据采集感知技术数据云处理技术以云计算和云平台为基础，对多种信息流进行统一分类处理，降低建设成本，提高处理效率。实现农作物生长状态监测、农产品原材料生产过程查询以及其他视频服务实现传感器网络、无线通信、有线通信技术的有机协作融合。数据库及WEB服务技术实现农业生产信息管理以及农产品在线订购与配送等后台管理。农业智能决策技术通过建立农业智能决策模型，为农业智能化生产、仓储、运输等提供决策依据。智慧农业关键技术三、智慧农业总体实施方案1、综合运营支撑平台2、种养殖环境监控子系统3、溯源管理子系统4、农产品网上商城5、休闲农业子系统6、农业专家子系统7、展示体验中心子系统综合运营支撑平台种养殖环境监测溯源管理系统农产品网上商城休闲农业农业专家系统展示体验中心智慧农业建设目录云管理云主机云存储云安全面对庞大的农业用户群体实现集中维护和管理、安全保密、绿色节能、移动办公、快速弹性部署和良好的扩展性。智慧农业使用计算资源的虚拟化、资源自动分配和释放、友好的自服务门户、健全的后台管理、等级的应用保障。按需使用和按量付费、数据冗余安全和自动备份、数据加密安全和防止被窃取、丰富的访问方式、容量弹性扩展。利用“搜索引擎式”与“互联网化”的云安全理念相结合，发挥云计算强大处理能力，基于“云＋关＋端”的解决方案，增强了用户内网边界的安全性，另一方面增强了内网的动态安全性及管控灵活性。支持从门户网站到大型E-Commerce、电子商务平台网站的建立，数据共享平台的建立，丰富的农业领域网站模板，资源弹性扩展，用户空间隔离，高可靠可用性保障。重点内涵M2M完成传感器数据的上传，并支持本地保存；支持主动及被动两种方式；支持双向通道，并支持私有数据协议格式；简化了应用与传感网的交互复杂性，有助于整合产业链。RIA利用RIA技术实现丰富多彩的界面，提升用户的操作感知；简化了复杂数据的操作，提供内容密集、响应速度快和图形丰富的用户界面。移动终端支持主流终端类型（基于iOS、Android系统的智能手机、Pad，并提供相应的客户端）智慧农业云平台智慧农业综合支撑平台关键技术服务层应用层传输层传感层环境监测设备控制统计分析自动报警系统管理员用户系统应用管理任务管理环境信息接入数据分析挖掘手机终端PC机传感器系统终端管理数据网关接入环境信息比对互联网GPRS/cDMA模块网关基站图表展示服务器IPAD种养殖环境监控子系统技术架构统一门户统一接口管理温湿度传感节点环境设备监测传感节点光照传感节点土壤水分传感节点安防、人员管理传感节点CO2传感节点RFID读写设备节点各功能传感节点可根据蔬菜种类、种植面积的不同，进行相关数量和布署位置的调整。温室大棚出入口图像设备节点自动化控制设备网关节点控制节点无线连接基地信息管理中心蔬菜花卉环境监控子系统建设方案环境设备传感节点RFID耳标读写设备节点氨气浓度传感节点人员管理RFID读写器节点自动化喂养设备节点温湿度传感节点CO2浓度传感节点光照传感节点饲料、疫苗管理RFID读写器节点自动化猪舍入口处各功能传感节点可根据围栏及饲养方式的不同，进行相关数量和布署位置的调整。图像设备节点汇聚节点（网关）无线连接基地信息管理中心畜禽养殖环境监控子系统建设方案周边环境监管池塘监管人为因素提醒用户报警通知管理人员远程控制自然灾害同时通知相关部门查看监控信息突发即时提醒用户非突发提前醒用户做好防灾准备向相关部门汇报灾情给予用户防灾帮助水温检测微生物检测氧气浓度检测……多层次监测检查数据深度平面设备自动管控用户远程反控数据分析，上报……功能应用1.数据实时显示2.异常报警提醒3.数据上传水产养殖环境监控子系统建设方案数据库视频监控路线偏移报警油耗监测轨迹回放路径规划业务层数据层地图浏览缩放移动视频展现车辆状态显示定位轨迹回放表油耗监测图报表展现详细业务处理表现层权限管理报表