工业互联网

工业互联网数据驱动智能变革作者：余晓晖来源：《中国信息化周报》2016年第06期

????????互联网是一个基础设施，它实现了各种连接。在这种基础上，在互联网上形成了很多新的模式、新的业态、新的应用。工业互联网是互联网和新一代信息技术与全球工业系统深度融合所形成的一个新的生态，它是工业智能化发展的一个基础设施。我们也可以认为它是一个网络，实现了工业要素之间的连接，或者是一个平台，在这个平台上通过工业数据的集成处理和分析，实现各种智能。在这个上面也会形成各种各样的新模式和新业态，这是我们对工业互联网的一个基本的理解。

????????工业互联网的实质首先是全面互联，在全面互联的基础上，形成一个数据驱动的智能化变革。从这个意义上来说，互联是基础，工业系统的各种元素能够互联起来，无论是机器、人还是系统。但互联也只是解决了可以通信的基本的东西，其中更重要的是怎么理解工业互联网，工业互联网并不是智能制造本身，但它是智能制造的基础设施，实现数据的流动或者说数据端到端的充分流动，并要在这种跨系统流动的基础上进行充分分析、建模。

????????我们所说的智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸的基础是在前面互联的基础上，通过数据流动和分析，形成现在新的模式和新的业态。可能大家对三大集成很熟悉，其实无论是纵向、横向还是端到端的集成，最本质的是在互联的基础上实现数据的充分流动和共享，这是工业互联网的基理，它比现在的互联网更强调数据、充分的连接、数据的流动和集成以及分析和建模。

????????工业互联网和现在的互联网是有所不同的，它的一个本质就是要有数据的流动和分析。

????????智能化、自动化、数字化

????????其实互联网和工业的融合已经很长时间了，最早开始于供应链电子商务，包括需求端的电子商务。

????????工业互联网会深入到工业制造的核心环节和工业的全流程、全产业链和产品的全生命周期。我们对工业互联网有一个系统的理解，从智能工厂以及工厂之外的各种平台，可以看到很多传统的工业要素，也有很多是由于工业互联网发展所带来的新的要素，比如机器的智能化、智能控制系统、新出来的工业数据平台、仿真平台、工业云平台等。

????????我们可以从不同的角度去看工业互联网，比如从工厂的角度去看，它最核心的可能是智能工厂，以及这个智能工厂如何跟互联网外界，也就是客户和供应商进行充分的交互和协同。如果从互联网企业的角度去看，我们看到更多的是商业模式的变革和创新，以及通过商业模式创新直接深入到整个的生产环节，也就是C2M环节。

????????如果从电信的角度去看，可以看到里面有很多基础设施的问题，包括网络基础设施、安全的保障等，把这几个视角放在一起，才算是一个比较完整的对工业互联网的概念的理解。

????????工业互联网是面向工业4.0的，实现的是系统级的智能化，这里面有很多装备，比如机器人还有智能机床等，需要每个环节都智能化、自动化、数字化，在这个基础上把系统连起来，通过数据流动，形成一个新的智能系统。

????????从这个意义上来说，工业互联网所解决的不是某一个单点的问题，而是一个全系统级的智能问题，这就是我们所理解的工业2.0、3.0、4.0的关系或者说智能化、自动化、数字化的关系。

????????提到体系架构，目前从全球来看，无论是美国还是德国，基本上把体系架构作为工业互联网或者智能制造发展的一个非常重要的抓手，它借鉴了IT的方法论，形成一个企业架构，去指导技术路线，确定标准化的应用案例和商业推广。

????????美国、德国已经进入工业4.0阶段，通过快速迭代反馈，修正内容，形成闭环。

????????德国工业4.0体系关于全生命周期的管理和全层级工业系统做得更深更细致。

????????对于工业互联网这个体系架构，中国信息通信研究院认为它大概分为几个部分。首先，网络的互联是基础，从工厂内到工厂外。其次，数据是核心，以数据为核心形成两大闭环，一个是控制，CPS最重要的是可以回馈到控制，基于这个数据怎么反馈到生产制造这个环节。还有一个是运营决策，也就是上层的工厂级或者企业级的决策，这两大闭环是基于互联和数据流动所形成的体系，我们认为这是智能制造的核心，也是智能工厂的核心。

????????未来互联网发展很重要的三大体系

????????互联网网络体系有三部分。第一是互联，全球的路由器。第二是DNS，也就域名解析。第三是万维网，实现互联网连接。工业互联网的体系大体上分为三类。一个是全球的互联体系，能够把工业系统互联起来。第二是标识解析体系，这个跟DNS不一样，可以识别机器和物品，这是一个全新的体系。第三是应用支撑体系，有语义级的理解和应用交互。这是未来互联网发展很重要的三大体系。

????????工业系统跟IT系统很不一样，它是一个不开放或者不怎么开放的、标准特别多的一个封闭的系统。现在的工业互联网很多是运用IT的思维或者互联网思维，重新改造工业原来的一些体系。现在的网络分了很多级，大体上，我们认为工厂内部的网络有四个趋势，即IP化、扁平化、无限化和灵活组网，对于柔性生产的需要，能够灵活组织工业系统。对于工厂外的网络里面，我们目前有几个基本的判断。第一，TCP/IP的互联网技术体系在较长时间内将具有产业化共识的严谨路径，会有一些新的虚拟化的技术出现。第二，5G网络、工厂内的网络、工厂外的网络以及应用支撑体系解决工厂内不同系统间的数据集成，实现网络的互联，通过数据连接级的考量，实现数据的连接和集成。

????????关于工业互联网数据，有一个模型，它分为采集、交换、分析处理等，这里面最重要的，或者说CPS里最重要的一点，是通过数据架构的建立，实现物理实体和数字空间的对接，也就是所谓的“双胞胎”。下面是物理空间，上面是网络空间，这两个合在一起，通过数据的建立，形成一个模式。在这个基础上形成智能制造，也就是智能生产和优化。目前从全球来看，这只是大数据在工业制造业应用场景里的一个起步，但也是一个大的方向。

????????通过分析目前国内外的企业，所谓自下而上的建设就是从智能工厂开始考虑整个智能制造的建设。从上而下的建设，首先是叠加式网络加系统的智能工厂探索，通过叠加传感器、数据平台、网关，将数据纵向打通，打通以后再反馈到MES系统以及决策系统，实现所谓的产线优化、智能排程等。这个模式做起来比较容易，目前已经有很多的实践。其次是集成式的，叠加式能形成一部分智能制造的功能，但是不够充分，执行器以及MES系统都需要做很大的改动来实现数据充分的交流和沟通，这是一种比较新的模式，代价较高。自上而下其实也就是基于产品的智能化和联网的智能延伸服务。

????????（本文根据余晓晖在2016年“工业互联网产业联盟成立大会”上的演讲整理而成，未经本人确认。）