工业互联网网络关键技术与发展研究

工业互联网网络关键技术与发展研究

胡毅

贵州黔源电力股份有限公司  贵州贵阳   550002

摘要：工业互联网是由网 络、平台、安全三大体系构成，其中的网络体系由网络互 联、数据互通和标识解析三部分组成，网络互联实现要素 之间的数据传输，数据互通实现要素之间传输信息的相 互理解，标识解析实现要素的标记、管理和定位，有线网络仍将占据主要部分，其中实时工业以太网适合作为通信主干网，现场总线技术在设备级通信中发挥重要作用，5G等新技术使无线网络由补充技术向主要组成加速演进。在数据互通层面，信息模型技术加速发展，促进IT与OT融合下的多源异构数据共享传输与信息指令交换。建议具体实践中，相关企业立足工业实际需求，适度超前建设工业互联网网络设施，加速工业互联网网络关键技术试验验证，在实践中完善工业互联网网络体系。

关键词：工业互联网网络；关键技术；发展

引言

近年来我国工业互联网正经历快速发展，众多行业龙头企业纷纷开展工业互联网建设并取得显著成效。与此同时，当前我国工业互联网应用还存在诸多问题与挑战，比如整体投入产出比不高、中小企业覆盖普及率不够、核心业务应用深度不足等，应当进一步发挥市场在资源配置中的决定性作用，更好的发挥政府作用，通过树立标杆典型、完善公共服务、促进融合技术、完善产业生态等方式多措并举，推动更多企业将工业互联网的理念、技术、模式与自身业务实际紧密结合，加快实现数字化转型和高质量发展。

1工业互联网的重要性

工业互联网是企业数字化管理的基础设施，安全生产作为工业互联网平台重要应用领域之一，在危险源监测和安全监管等方面已经做了部分有益的探索。其中，部分工业互联网平台通过构建“人、机、物”互联的安全生产管理体系，为企业提供了安防、火灾、矿山安全监测、化工园区危险物质检测等安全生产领域应用，支撑企业做出了科学、准确、及时的综合决策，提升了政府、园区、企业综合监管能力、改善环境质量、强化本质安全、降低企业经营成本，实现园区管理精细化、决策科学化和服务高效化。虽然，我国在生产安全与隐患排查治理工作中所采用信息化系统种类和数量均较为丰富，但整体应用水平不高，主要表现在各信息化系统业务种类单一，且系统间相互隔离，未形成全面互联的应用模式。基于此，充分利用工业互联网、云服务等信息技术，发展基于工业互联网平台的安全生产创新应用，是适应现代企业发展与数字化管理体系建设的新趋势，在提升企业安全管理水平和企业隐患排查治理能力、加强安全生产监督与管理、强化应急处置与指挥调度能力等方面为安全生产管理体系建设提供有效的支撑。

2工业互联网与行业融合应用方法

2.1业务层

一是进行融合应用战略选择，由于各行业特点不同，发展程度各异，企业应根据自身实际制定符合总体发展方向的融合应用战略，从研发设计、生产制造、智能产品、服务创新、商业营销等方向确定切入角度。二是融合应用业务场景规划，一方面是生产运营相关场景规划，通过工业互联网的应用——如设备预测性维护、能源优化管理、智能计划排产、智能财务管理等，从而提升生产经营效率；另一方面是产品服务相关场景规划，通过工业互联网创新服务模式与产品功能体验——如基于智能产品的后市场服务、基于平台提供的供应链金融等，从而创造增量价值。三是资源组织方式变革，打造与工业互联网相契合的组织架构，使企业管理体系更加适配生产力数字化转型的需要。

2.2能力层

能力层描述了为支撑业务层的融合，企业所需具备的关键数字化能力。一是泛在感知，通过部署传感器或软件，提升管理者对于重点设备、生产环境等关键节点以及生产经营流程的状态感知水平。二是智能决策，通过工业互联网平台打通各层级、各业务、各流程的信息系统，通过广泛深入的数据分析提升决策科学性。三是敏捷响应，企业利用工业互联网连接外部市场，快速根据市场变化配置资源，满足多样化的需求。四是动态优化，通过工业互联网提供的强大运算能力与海量实时数据，不断基于当前实际情况优化企业运营与生产过程，实现全局化、精细化管控。

2.3系统层

系统层描述了为实现上述能力，需要进行的工业互联网实施部署。总体分为设备层、边缘层、企业层、产业层四个层级，具体实施包括网络/标识、平台、安全方面的实施建设。设备层、边缘层包含有边缘设备接入、工业数据采集、控制信息传输等功能实现，同时重点关注相关设备安全与控制安全风险。企业层由企业生产制造、经营决策、产品全生命周期管理等各类业务系统组成，提高各工序、各业务、全流程的运营效率和管理水平。产业层重点是通过跨企业的网络连接与产业协同平台应用，提高跨企业、跨区域的数据互联互通效率及供应链资源优化配置。

3工业互联网网络关键技术与发展研究

3.1标识解析技术

工业互联网标识是指能够识别机器、产品、算法、工序等制造业物理资源和虚拟资源的身份符号。工业互联网标识解析是指能够根据标识编码查询目标对象网络位置或者相关信息的系统装置，按照功能分为标识数据采集、标签管理、标识注册、标识解析、数据处理和标识数据建模等部分。其中，标识数据建模构建特定领域应用的标识数据服务模型，基于统一标识建立对象在不同信息系统之间的关联关系，提供对象信息服务。工业互联网标识解析体系，通过目标对象“身份标识”，基于数据共享机制将目标对象相关数据进行关联和管理，支撑工业数据源全生命周期追溯和管理，同时可实现对海量工业数据的分析及智能化应用。

3.2边缘计算技术

边缘计算是指在网络边缘执行计算的一种计算模式，将原有云计算中心的部分或全部计算任务迁移到数据源的附近执行，将云计算的能力扩展到网络的边缘，解决了基于云计算方式处理海量工业数据会产生时延等部分场景下的缺点，实现实时应用程序网络的边缘和分布式控制。预处理边缘侧数据，在网络传输时避免大量无效数据占用网络资源，可对用户数据进行高速分发，缩短响应时间。终端系统与边缘系统互操作性包括两方面内容：一是服务功能互操作，即终端任务可分割为一个或若干个可在边缘设备执行的子任务；二是数据互操作，数据需要在终端及边缘设备具备兼容性，边缘设备具备处理终端数据能力。

结束语

当前，新一轮科技革命和产业革命迅猛发展，以智能制造为主要特征的新工业革命已在全球悄然兴起。以信息化建设为手段、数字化管理为引领，培育“工业互联网+安全生产”协同创新模式，通过加强底层感知能力建设、强化数据集中管理等方式可提升工业互联网应用在企业安全生产管理中的成效，促进工业互联网应用与企业安全生产管理的有机结合。这一举措，为企业支撑生产安全管理体系实施落地、提升安全管理思路、实现高质量发展和整体效益最大化提供了一条切实可行的方法。

参考文献

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作者简介：胡毅（1979-），男，汉族，贵州贵阳市，本科，工程师，主要从事信息化管理、网络安全管理工作。