工業(yè)互聯網是機器,、物品,、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng),、人之間互聯的網絡,,為智能制造提供信息感知,、傳輸,、分析、反饋,、控制支撐,,是實現智能制造變革的關鍵共性基礎,對推進我國制造業(yè)的發(fā)展具有重要的意義,。
工業(yè)互聯網趨勢展望
1)工業(yè)大數據的未來,,從智能終端設備到企業(yè)系統(tǒng):在工程和測量數據爆炸的時代,企業(yè)沒有制定穩(wěn)妥的數據管理戰(zhàn)略,,將無法有效應對和管理所有數據,。因此,一流的測量和分析解決方案必須具備兩個基本功能:
(1)終端分析,;
(2)智能企業(yè)管理和分析,。
2)工業(yè)物聯網網絡標準演進:工業(yè)物聯網(IIoT)預示一個由日益智能化且超級互連的設備和基礎設施構成的世界,其中智能機器,、交通運輸系統(tǒng)和電網將具有各種嵌入式傳感,、處理、控制和分析功能,。時間敏感網絡(TSN)新標準出現,,旨在解決現有網絡一些缺點,新的TSN標準將會帶來帶寬,、安全性,、互操作、延遲和同步等好處,。
3)測試爆炸式增長的智能設備,,物聯網聯網設備將達500億個,測試領導者并不會針對每個待測設備設計獨特的測試系統(tǒng),,而是需要設計可適應且可測試所有智能設備的智能測試系統(tǒng),。
4)工程軟件和消費軟件融合:在一個亟需匯聚融合的市場中,最佳應對之策是軟件廠商給出解決方案,。
5)通過原型驗證將5G從概念變成現實:5G提供了很多令人振奮的新可能,,通過更龐大、緊密的連接來最終提高我們的生活質量,,并釋放出巨大的經濟價值,。
標準化發(fā)展概述
工業(yè)互聯網要實現技術創(chuàng)新、互聯互通,、系統(tǒng)安全和產業(yè)提升均離不開標準化的引領,。當前標準化工作已經獲得了國內外的普遍重視,包括美國工業(yè)互聯網聯盟(IIC),、德國工業(yè)4.0平臺,、國際電工委員會(IEC),、中國智能制造標準工作組等組織均在積極布局推進。
美國IIC成為推動工業(yè)互聯網標準化的重要平臺
美國工業(yè)互聯網聯盟IIC由GE聯合AT&T,、思科,、IBM和英特爾于2014年3月發(fā)起,由對象管理組織(OMG)管理,,其中參考架構,、測試床、應用案例是IIC關鍵工作的抓手,。IIC正以參考架構為引領,,通過企業(yè)自主設立的應用案例組織垂直領域應用探索,支持建立測試床提供驗證支撐,,并借助其他標準組織力量,,推動工業(yè)互聯網加快落地。
1.主導建立并完善參考架構,。
IIC發(fā)布了參考架構V1.0,,包括商業(yè)視角、使用視角,、功能視角和實現視角四個層級,,其功能架構確定了商業(yè)、運營,、信息,、應用和控制五大功能領域,以及系統(tǒng)安全,、信息安全,、彈性、互操作性,、連接性,、數據管理、高級數據分析,、智能控制,、動態(tài)組合九大系統(tǒng)特性。在功能架構基礎上,,IIC進一步確定了由邊緣層,、平臺層和企業(yè)層組成的系統(tǒng)架構,以及各層包含的軟硬件系統(tǒng)和網絡,。當前,IIC正致力于參考架構的完善和細化,,預計2016年中期將發(fā)布參考架構V2.0,。
2.征集應用案例,,建立垂直領域應用案例分類表。
目前IIC設有22個應用案例,,覆蓋先進制造與服務,、智能電網、安全等多個領域,,牽頭單位既有GE,、英特爾、富士通這樣的巨頭,,也有一些知名度不廣的專業(yè)性企業(yè),。IIC正在建立垂直領域應用案例分類表,以在參考架構下體系化推進應用,。
3.支持建立測試床,,推進檢驗驗證。
目前IIC已通過11個測試床項目,,涉及高速網絡,、半自動貨車運輸和自動駕駛、工廠設備和工具跟蹤,、預測性維護等,。同時智能電網和智慧醫(yī)療、開放水平化測試床三個綜合性的測試床項目已經啟動,。IIC擬將測試床作為擴展影響的重要途徑,,其正考慮在歐洲、日本,、中國設立國家分部,,以便與國家分部本土產業(yè)充分結合加快推動測試床等建設。
此外,,IIC還積極推進與國際標準化組織的協作,。目前已梳理了20多個關聯標準化組織并逐步建立聯系,后續(xù)IIC將直接向這些組織反饋標準化需求,,以加快工業(yè)互聯網標準研制和全球標準化協作,。
德國建立“工業(yè)4.0平臺”推進頂層規(guī)劃
德國“工業(yè)4.0平臺”是2013年由德國機械及制造商協會(VDMA)、德國電氣電子(ZWEI)和信息技術協會(BITKOM)共同設立,,平臺確定了規(guī)范與標準,、安全、研究與創(chuàng)新三大主題,。2015年4月,,德國經濟和能源部、德國教育和研究部共同啟動升級版“工業(yè)4.0平臺”建設,接管由上述三大協會負責的工業(yè)4.0平臺,,并公布了現有平臺首期成果,。
1.建立統(tǒng)一的“工業(yè)4.0”參考體系模型。
該參考體系模型分別從功能視角,、價值鏈視角和工業(yè)系統(tǒng)視角對工業(yè)4.0參考架構進行了詳細描述,,其本質是從工業(yè)角度出發(fā),結合已有工業(yè)標準,,將以“信息物理生產系統(tǒng)”為核心的智能生產功能映射到全生命周期價值鏈和全層級工業(yè)系統(tǒng)中,,突出以數據為驅動的工業(yè)智能化圖景。
2.持續(xù)深入地對標準化問題進行研究,。
2013年12月發(fā)布的《“工業(yè)4.0”標準化路線圖》,,提出有待標準化的12個重點領域,包括體系架構,、用例,、概念、安全等交叉領域,、流程描述,、儀器儀表和控制功能、技術和組織流程,、數字化工廠等,。2015年4月發(fā)布的《工業(yè)4.0實施戰(zhàn)略》為工業(yè)4.0概念提供直觀展示的同時,也將需要制定的標準數量進一步聚焦到網絡通信標準,、信息數據標準,、價值鏈標準、企業(yè)分層標準等,。
我國啟動智能制造綜合標準化建設實施
為推進我國智能制造標準化工作,,2015年2月,在工信部裝備司指導下,,智能制造綜合標準化工作組成立,。目前工作組已經形成《智能制造綜合標準化體系建設指南(征求意見稿)》,并已在工信部相關司局開始意見征求工作,?;谠撝改希悄苤圃鞓藴柿㈨椉把兄乒ぷ饕矊?。
整體上,,工業(yè)互聯網標準化還處于剛剛起步階段,標準組織大多采取自上而下的設計方法,,將工作重點放在了路線戰(zhàn)略,、參考架構,、需求用例、測試床等方面,,依據情況再開展其他具體的標準化工作,,標準化仍然面臨長期的探索研究過程,。然而,,我們需要看到國際上產業(yè)推進態(tài)度積極,包括測試床項目等成果迅速擴展,,我國應加強與國際對接,,加大參與力度,努力掌握主動權和發(fā)言權,,為我國工業(yè)互聯網技術,、產業(yè)發(fā)展營造良好的國際環(huán)境。