工业互联网发展必要条件分析

我国工业互联网平台高质量发展面临的问题及对策作者：刘丕群刘克松高智伟来源：《电子技术与软件工程》2018年第24期摘要随着工业互联网的发展，我国工业互联网平台的发展已经取得了一定的成绩，但是，工业互联网平台的建设与应用还面临诸多问题。

本文首先总结分析了工业互联网平台发展应用的现状，然后针对我国工业互联网平台发展过程中面临的问题进行了讨论，最后提出了具有针对性的建议和策略，以便于推动工业互联网平台的高质量发展。

【关键词】工业互联网平台高质量发展检测认证信息安全1概述工业互联网是新一代信息通信技术与现代工业技术深度融合的产物，是制造业数字化、网络化、智能化的重要载体，也是全球新一轮产业竞争的制高点。

工业互联网平台作为工业全要素链接的枢纽与工业资源配置的核心，在工业互联网体系架构中具有至关重要的地位。

工业互联网平台的发展时间虽然不长，但其发展速度迅猛，近年来，我国工业互联网平台的数量持续增加，逐步覆盖越来越多的工业行业，并在产品设计开发、生产制造、产品运输及服务的各个环节发挥重要作用。

同时，我国工业互联网平台在技术、管理、商业模式等方面都取得了一定的进展。

2工业互联网平台发展现状纵观工业互联网平台的发展应用，其现状主要表现为：（1）工业企业采用工业互联网平台主要是基于降低成本、提高效率的需求，大多数企业运用工业互联网平台实施工业设备和产品状态的在线检测、故障在线诊断、运维预测等应用服务;（2）设备数字化、智能化程度高的机械、能源行业是应用工业互联网平台的主力军，通过工业互联网平台的应用，有助于实现生产流程的协同与优化;（3）应用工业互联网平台的企业主要为行业龙头企业，面对“互联网+”的发展趋势与挑战，大型企业同时具有建设平台和应用平台的条件与压力，工业互联网平台成为推动其转型升级的重要力量。

国内外工业互联网平台的发展应用虽然在多个方面呈现出相似之处，但在工业互联网平台应用的投入和多样性，以及平台企业的构成及全球化布局等方面仍显示出不同的特点，具体如表1所述。

2020年政府工作报告中指出，“推动制造业升级和新兴产业发展。

大幅增加制造业中长期贷款。

发展工业互联网，推进智能制造。

要继续出台支持政策，全面推进“互联网+”，打造数字经济新优势。

”“工业互联网”已经是第二次写入政府工作报告，并从“打造工业互联网平台”，提升为更加全面的“发展工业互联网”，这也意味着国家对于工业互联网建设的推动和支持力度在不断加大。

工业互联网是智能工业发展的基础设施，是工业向数字化、网络化、智能化发展的核心支撑，是工业变革创新的重要载体。

推进工业互联网发展不是简单的网络和平台建设，是个系统性推进工程，需要统筹部署，从根本上解决工业软件、接口标准、工业网络、数字安全和商业模式等系列问题，才能确保工业互联网持续健康发展。

1工业互联网发展需要解决五个关键问题一、解决工业机理模型数字化问题：工业互联网平台是软硬融合平台，工业软件在工业互联网平台数字化、网络化和智能化控制以及商业模式创新中发挥着核心作用，工业产品的数字设计、验证和测试，工业装备的数字化控制，都离不开工业软件支撑。

工业软件绝非一般的普通软件，是工业机理模型数字化封装和复用，需要对工业工艺、技术和机理等长期积累。

目前，国际主流常用的各领域工业软件有超过150余款，涵盖研发设计、生产控制、测试验证等环节，几乎都是国外企业提供，且软件封闭不开源不开放。

我国工业各细分领域国产工业软件全链条缺失，影响了国内企业工业互联网集成工业软件，已经成为了我国企业部署工业互联网平台最大障碍。

二、解决数字工业设备集成互联问题完善接口标准是工业互联网平台发挥平台系统集成、资源汇聚、信息共享等作用的关键。

工业数字化设备网络接入、工业软件互联互通等标准不统一，不同厂商提供工业数字化设备、工业软件也就无法综合集成和互联互通,更无法建成一体化的工业互联网平台，互联工厂和智能工厂也就无从谈起。

例如，目前市场上常用工业现场总线种类就超过20多种，由不同国际主要工业数字化设备厂商主导着，工业数字化设备五花八门，严重地影响了工业互联网平台对工业设备的综合集成。

工业互联网基本要素条件一、工业互联网平台（一）基本能力1.云基础设施：具有全面的IaaS服务能力，能够提供云网络、云主机、云存储、云安全等多种基础设施服务；2.数据采集和整合：能够适配多种工厂内网络协议和工厂外数据接口协议，能够连接多种生产设备、传感器和多种网关设备，支持多源异构数据格式转换；3.软件开发和集成环境：能够实现对软硬件资源和开发工具的接入、控制和管理，为应用开发提供必要接口及存储计算、工具资源等支持，为开发者提供统一的开发环境；（二）服务功能4.工业大数据分析：具备较好的大数据清洗、建模、分析能力；5.工业应用软件提供：能够基于平台提供云化的工业软件或解决方案，形成了比较成熟的商业模式；6.技术资源共享：包括应用模型库、工艺库、标准库、图纸库、专家库、案例库等行业通用资源；7.行业协同服务：包括提供协同设计、协同制造、供应链管理、在线营销等服务；8.产业资源配置：包括生产资源、制造能力在线发布、交易，供需精准对接等服务；9.支撑性服务：包括相关咨询、培训、认证、对接、金融等服务。

二、工业互联网技术支撑及服务商（一）数据采集1.拥有自主知识产权的数据采集硬件或软件；2.支持多种工厂设备的物理接口、工厂内部网络协议和工厂外数据接口协议，支持多源异构数据格式转换；3.数据采集硬件应能满足工厂内严苛的工作环境要求，符合相关国家标准和行业标准；4.支持SDK二次开发环境，方便进行应用开发；5.支持边缘计算，支持基于云平台的远程设备管理和软件升级。

（二）工业软件1.软件架构支持云和互联网应用，能够满足工业互联网高并发、快速运行等需求；2.兼容多种底层操作系统（Unix、Linux、Windows等）、数据库（DB2、Oracle、SQL Server、mySQL等）和通信环境（HTTP/XML/SOAP、.Net、Java等），支持从一个计算机系统或环境转移到另一个计算系统或环境；3.可支持同类软件产品的集成，也能为异构软件提供需要的处理功能的接口，支持第三方产品的集成与嵌入、或基于统一模型平台架构的集成和互操作；4.通过了权威机构的可靠性和安全性测试，能够满足客户快速响应、稳定运行、安全可控的需求。

工业互联网对制造业的影响与变革随着信息技术的不断发展和工业互联网的兴起，制造业的生产方式也在不断发生着变革。

工业互联网将机器、产品和人员连接到一起，并利用云计算、大数据、物联网等技术实现数据的收集、分析、交互，最终改变制造业的运作方式和商业模式。

一、工业互联网的影响1. 生产效率提升工业互联网通过提高设备和产品的自动化程度、实现智能制造、提高生产效率和降低生产成本等方面，帮助制造业企业实现了生产效率的提升，同时也有效缩短了生产周期。

例如，通过物联网技术，可以实时监控设备运行情况，及时预测和修复设备故障，提高了设备的稳定性和利用率，降低了机器维修和停机的成本。

2. 生产方式和流程变革工业互联网的应用让制造业企业摆脱以往的传统生产方式，实现了生产过程的智能化、可编程化、配置化和柔性化，从而带来了生产方式和流程的变革。

通过数字化技术和物联网的应用，实现了生产各个环节的自动化和智能化，提高了生产准确度、可靠性和一致性，使得生产质量更加可靠，同时也让企业迅速响应市场变化和客户需求变更。

3. 制造业商业模式发生变化由于工业互联网的兴起，制造业客户看重的不再单一有一件好的产品，而是产品与服务的综合体验。

企业将通过智能协同、开放平台等方式，与供应商和客户之间更好地连接，在服务质量、品牌形象、产品设计等方面进行提升，从而形成相对完整的生态系统。

同时，制造企业也将注重数字化服务的重要性，以创造新的商业模型，未来创建以服务为核心的生态系统，向客户提供更多的增值服务。

二、制造业变革的趋势1. 智能化与人性化并行不悖随着机器人技术、大数据、云计算等技术的不断进步和发展，智能化已经成为制造业转型升级不可或缺的一环。

智能化的过程必须与人性化的需求相结合，使得生产过程更加开放、智能、零距离。

2. 资源整合以及多元化生产模式的出现产业链上下游的资源整合将成为一大趋势，同样也会带动制造业产业链上不同企业之间的合并，以实现产业结构的深度调整，进一步涵盖更多的工业领域。

工业互联网技术的网络通信协议与标准化随着工业互联网的持续发展，网络通信协议和标准化也变得越来越重要。

在采用工业互联网技术的过程中，规范性和互操作性的问题成为了制约其广泛应用的重要障碍。

因此，制定兼容性强、互操作性好的网络通信协议和标准化，是实现工业互联网技术广泛应用的必要条件。

一、工业互联网技术的特点与需求工业互联网技术已经成为当前工业自动化发展的趋势。

它能够实现生产流程的可视化、智能化以及数据的快速传输和处理。

从而提高生产效率、减少资源浪费、降低生产成本，提升企业的竞争力。

工业互联网技术与传统互联网技术有很多不同之处。

它需要实时响应和高可靠性，因为任何系统的故障都会产生严重的后果。

而传统的互联网技术通常只需要实现信息传递和交互，对实时响应和高可靠性的需求并不高。

因此，在工业互联网技术的网络通信协议和标准化设计中，必须充分考虑其特殊需求。

二、工业互联网技术中的网络通信协议工业互联网技术中采用的网络通信协议通常采用以太网协议以及一些专有协议。

其中，以太网协议是一种通用的协议，它的广泛应用使得不同的工业控制网络可以进行互联。

同时，有些采用专有协议的设备也可以通过网关与以太网相连，实现与其他设备的互通。

然而，在实际的工业生产过程中，不同类型的控制系统和设备由于使用的通讯协议不同，无法进行有效的交互。

解决这个问题的方法是通过对网络通信协议的标准化，实现不同设备之间的兼容性。

三、工业互联网技术标准化的现状从国家层面来看，中国已经制定了一些工业互联网技术的标准，例如《工业以太网通信协议》、《中国制造2025工业互联网通信体系框架》等。

这些标准的制定可以使得工业互联网技术的应用更加规范和系统化。

在国际层面上，IEEE、ISO、IEC等组织也制定了一些工业互联网技术相关的标准，例如IEEE 802.1 Time-Sensitive Networking 标准、IEC 61131-3 标准、OPCUA 标准等。

这些标准可以使得不同国家和地区的工业互联网应用具有一定的互通性。

工业互联网的技术创新与应用随着物联网、云计算等新技术的发展，工业互联网正在成为工业智能化发展的一个重要方向。

在制造业、能源、交通等领域，工业互联网正在发挥其强大的推动力，并迅速延伸到更多的行业和领域。

本文将就工业互联网的技术创新和应用进行探讨。

一、工业互联网的技术原理工业互联网是物联网在工业领域的应用，其技术原理就是数据采集、数据传输、数据分析、数据应用。

数据采集是指将工厂和设备中产生的各种数据进行收集，包括生产过程中的参数、机器设备的状态检测等。

数据传输是将数据从设备中传输到云端进行存储和分析，保证数据的实时性和安全性。

数据分析是指利用人工智能、大数据分析等技术对采集到的数据进行分析和建模，获取关键信息和预测生产过程中可能出现的问题。

数据应用就是将分析得到的信息应用于生产制造过程中，帮助调整生产计划和产品的改进等。

二、工业互联网的技术创新1、物联网技术的进步物联网是工业互联网的基础，先进的物联网技术提供了实时传输、可视化监测等优秀的解决方案，实现了数据和信息的实时处理和共享。

物联网技术不断地更新和发展，如芯片技术、传感器技术等，提供了更加精准和可靠的数据采集等方案，为工业互联网的应用创新提供了支持。

2、5G技术的应用5G技术是工业互联网的热点之一，它将为工业互联网的实现提供低时延、高带宽、广覆盖的基础设施。

5G通信技术不仅可以大幅度提高数据传输速度和质量，为工业互联网的大容量高速数据传输提供了良好的网络环境，也可以实现工厂设备之间无缝连接和高效协同工作。

3、人工智能技术的应用人工智能技术是工业互联网的又一个重要应用领域，能够通过数据分析、机器学习等技术处理大规模数据，实现自动化、智能化和高速精准的数据分析和决策。

例如，通过对生产过程的数据进行分析，智能人工智能可以帮助减少停机时间，优化生产计划，同时还可以利用自动化设备和机器人来减少生产成本和提高产品质量。

三、工业互联网的应用1、制造业工业互联网在制造业的应用，可以实现设备之间的联动协同和智能控制。

企业工业互联网平台的建设和应用随着数字经济的迅速发展，工业互联网已成为企业数字化转型的重要领域之一。

企业工业互联网平台的建设和应用不仅可以提高生产效率和产品质量，还可以扩大市场份额，实现更多的商业价值。

一、企业工业互联网平台的意义企业工业互联网平台是一种将传统制造业与互联网技术相结合的新型数字化基础设施。

通过实现设备与设备、设备与生产物流、生产与销售等多元化信息和数据的互联互通，能够大大提高生产效率、产品质量和安全性，减少资源浪费和生产成本。

二、建设工业互联网平台的必要条件建设一个高效的工业互联网平台需要企业具备一定的基础条件，包括：1.数字化化程度要高：企业需要拥有一定程度的数字化基础，例如高效的信息系统和智能化设备。

2.数据安全保障：数据安全是企业工业互联网平台建设的重点和难点，必须具有高度的保障措施。

3.智能化硬件支持：智能设备的引入和应用是建设工业互联网平台的关键，企业要选择具有可扩展性、通用性和开放性的高端智能设备。

三、工业互联网平台的应用场景1.生产过程管理：工业互联网平台可以对生产过程进行自动化、智能化管理，提高生产效率和产量，减少资源浪费和人力成本。

2.质量控制：通过传感器和自动化检测设备，可以对生产过程进行全方位的监控，实现精准的质量控制。

3.设备维护：工业互联网平台可以通过对设备产生的大量数据进行实时分析，精准指导设备维护和预防性维护。

4.供应链协同：工业互联网平台可以打破不同环节之间的信息孤岛，实现全程透明化的物流协同和信息共享，从而提高供应链效率和质量。

5.在线售后服务：工业互联网平台可以通过远程监控、故障诊断等技术手段，并实现远程售后服务和远程维护，提高客户满意度和企业形象。

四、新时代下的企业工业互联网平台扩展1.深入推进智能制造的应用：探索人工智能等新技术在制造业的应用，加速传统制造向智能制造转变。

2.开发更多智能化的应用场景：研发更加智能化的应用场景，利用实时数据和信息进行智能分析和应用。