工业互联网网络技术第一章

第1章

工业互联网概述1.工业互联网简介

工业互联网（IndustrialInternet）是互联网和新一代信息技术在工业领域、全产业链、全价值链中的融合集成应用，是实现工业智能化的综合信息基础设施。

工业互联网的概念是由美国通用电气公司(GE)在2012年提出的，根据GE的定义所谓工业互联网便是实现人、机、物全面互联化的新型网络基础设施，形成智能化发展的新兴业态和应用模式。

加快发展工业互联网不仅是各国顺应产业发展大势，抢占产业未来制高点的战略选择，也是我国推动制造业质量变革、效率变革和动力变革，实现高质量发展的客观要求。工业互联网与传统互联网相比有四个明显区别：一是连接对象不同。二是技术要求不同。三是发展模式不同。四是时代机遇不同。工业互联网作为新工业革命的关键体和重要基石，日益成为美国、德国、日本等发达国家和中国、印度等发展中国家实现新增长的共同选择。美国《美国先进制造领导力战略》德国《国家工业战略2030》。英国工业发展战略绿皮书》《工业战略：建设适合未来的英国》态和应用模式。中国《工业互联网发展行动计划（2018—2020年）》工业互联网政策2020年我国工业互联网市场规模达到6712.7亿元，预计至2023年规模超过9000亿元，工业互联网组成与应用工业互联网由网络、平台、安全三个关键部分构成，其中网络是基础、平台是核心、安全是保障。工业互联网组成随着新技术的快速发展和应用，全球工业正在从传统的供给驱动型、资源消耗型、机器主导型、批量规模型向需求引导型、资源集约型、人机互联型、个性定制型转变。由于制造行业的生产流程和产业链都很复杂，工业互联网在制造领域的应用场景很多。工业互联网的应用网络是实现各类工业生产要素泛在深度互联的基础，包括网络互联体系、标识解析体系和应用支撑体系。工业互联网中的典型网络技术包括传统的现场总线、工业以太网以及创新的时间敏感网络（TSN）、确定性网络（DetNet）、5G等技术。平台经济是数字时代生产力的新组织方式，是经济发展的新动能。工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体。从实践来看，工业互联网平台仍处于初级阶段，尽管平台技术和服务能力已实现单点创新，但要形成系统突破还需探索构建共赢发展的开放合作生态。安全是工业互联网健康发展的保障，工业互联网实现了设备、工厂、人、产品的全方位连接，因此工业互联网安全建设必须从综合安全防护体系的视角对其进行统筹规划。工业互联网的应用场景

随着新技术的快速发展和应用，全球工业正在从传统的供给驱动型、资源消耗型、机器主导型、批量规模型向需求引导型、资源集约型、人机互联型、个性定制型转变。由于制造行业的生产流程和产业链都很复杂，工业互联网在制造领域的应用场景很多。（1）工业互联网平台将加快向细分垂直领域延伸。我国工业互联网已经得到较为广泛的应用和推广，未来在盈利模式多元化创新发展的趋势下，工业互联网也将加速向细分垂直领域延伸，深度解决行业发展的痛点难点。（2）工业互联网与新技术的融合将持续加深。在5G、人工智能、区块链等技术的加速成熟和应用推广下，工业互联网将加快与新技术的融合发展，在数据设备安全、模型构建迭代、新型网络架构等方面不断创新，并涌现出新发展模式、应用场景。（3）工业互联网将成为产业升级的重要途径。工业互联网平台在整合企业数据、产业资源方面具备极大优势，未来在系统平台不断完善及网络架构全面覆盖的趋势下，工业互联网将发挥其技术协同创新、产业资源配置、信息聚合共享的能力，助力区域产业转型升级和高质量发展。发展趋势工业互联网发展趋势工业互联网体系工业互联网包括网络、平台、安全三大体系，分为边缘层、IaaS层、PaaS层和SaaS层四大层级。工业互联网产业链边缘层：主要包括设备接入、协议解析和边缘数据处理。IaaS层：包括服务器、存储、网络、虚拟化等基础设施。PaaS层：在通用PaaS服务(设备管理、资源管理、运维管理、故障恢复等)的基础上进行二次开发。SaaS层：针对工业应用的需求，为用户提供设计、生产、管理、服务等一系列创新性应用服务。工业互联网产业链上游包括主要由传感、网络等基础设备厂商，有传感器、控制器、工业级芯片、智能机床、工业机器人、网络等中游主要为平台类企业，提供开发、运营环境、软件应用和安全等，有工业互联网平台、工业软件、云计算、数据中台、边缘计算服务等。下游则为工业互联网典型应用场景等，主要应用模式和场景可归纳为以下四类：智能产品开发与大规模个性化定制，提供智能增值服务；智能化生产和管理，主攻发展数字工厂、智能工厂；智能化售后服务以及产业链协同。工业互联网2.0架构

在技术应用和产业发展层面，在工业和信息化部指导下，工业互联网产业联盟启动了工业互联网体系架构研究，在总结国内外发展实践的基础上，制定了工业互联网体系架构1.0版和2.0版架构2.0在继承版本1.0核心理念、要素和功能体系的基础上，从业务、功能、实施等三个视图重新定义了工业互联网的参考体系架构工业互联网2.0架构标准

工业互联网体系架构2.0中包含总体标准、基础共性和应用标准。（1）总体标准总体标准主要规范工业互联网重点领域的相关标准，包括：网络与联接标准、标识解析标准、边缘计算标准、平台与数据标准、工业App标准和安全标准等。（2）基础共性标准基础共性标准主要规范工业互联网领域的通用性、指导性标准，包括术语定义、通用需求、架构、测试与评估、管理等标准。（3）应用标准应用标准主要包含工业互联网领域的应用场景和垂直行业应用等。

本章小结

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