2016年-数据局_工业互联网产业联盟：工业互联网产业架构_44页_18mb

报告摘要

工业互联网体系架构总结

核心内容

工业互联网是新一代信息技术与工业系统全方位深度融合形成的产业和应用生态，是工业智能化发展的关键基础设施。其本质是通过机器、原材料、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联，实现对工业数据的全面感知、实时传输、快速处理和高级建模分析，从而实现智能控制、运营优化和生产组织方式变革。

工业互联网由网络、数据和安全三大体系构成，分别承担着工业系统互联、数据驱动智能和安全防护的职责。其目标是构建一个全面覆盖工业全要素、全领域、全产业链和全价值链的智能化系统，推动智能制造发展，实现生产方式、组织模式和商业模式的变革。

主要观点

工业互联网与智能制造的关系
- 工业互联网是智能制造的关键基础，提供共性基础设施和能力，支撑智能制造的实现。
- 智能制造依赖于工业制造技术和工业互联网技术的结合，实现从生产到服务的全面智能化。
工业互联网的三大优化闭环
- 设备运行优化：通过实时感知和边缘计算，实现设备动态优化。
- 生产运营优化：基于大数据分析和集成处理，优化生产流程和管理决策。
- 企业协同与服务优化：通过供应链、用户需求与产品服务数据的整合，实现网络化协同、个性化定制和服务化延伸。
工业互联网的网络体系
- 包括工厂内部网络和工厂外部网络，分别承担生产要素互联和企业间协同连接。
- 工厂内部网络呈现“两层三级”结构，包括OT网络和IT网络，未来将向扁平化、IP化、无线化和灵活组网方向发展。
- 工厂外部网络需支持高带宽、低时延、高可靠性和大规模接入，推动工业与互联网的深度融合。
工业互联网的地址与标识解析体系
- 标识解析体系是工业互联网的关键神经系统，用于识别和管理工业对象。
- 存在多种标识解析方案，包括基于DNS的改良路径和变革路径，如ONS和Handle方案。
- IPv6是解决地址枯竭问题的关键，同时为数据交互和信息整合提供基础。
工业互联网的数据体系
- 工业大数据是工业互联网的核心，具有体量大、结构复杂、处理速度快、置信度高等特征。
- 数据体系包括数据采集与交换、预处理与存储、建模、分析及决策控制，形成数据驱动的闭环。
- 数据应用场景涵盖智能化生产、网络化协同、个性化定制和服务化延伸。
工业互联网的安全体系
- 工业互联网安全包括设备安全、网络安全、控制安全、应用安全和数据安全。
- 当前工业安全主要关注功能安全，但随着系统开放化，信息安全威胁增加。
- 安全体系需实现纵深防御、立体防护，结合动态防御、安全机制融合和分类分级保护策略。

关键信息

网络体系
- 工厂内部网络向扁平化、IP化、无线化发展，采用SDN、IPv6等技术实现灵活组网。
- 工厂外部网络需支持高带宽、低时延、大规模接入，推动5G、SDN、NFV等技术应用。
数据体系
- 工业大数据是工业互联网的核心，推动从数据采集、处理、建模到决策控制的闭环。
- 数据应用场景包括智能化生产、网络化协同、个性化定制和服务化延伸。
- 数据处理和分析技术包括边缘计算、云平台、大数据平台等。
安全体系
- 安全体系包括设备、网络、控制、应用和数据五大方面，需构建综合防护机制。
- 安全措施包括动态防御、安全机制融合、分类分级保护等，以应对日益复杂的安全挑战。

发展方向

网络
- 工厂网络向IP化、无线化、灵活组网发展，IPv6和SDN技术将被广泛应用。
- 推动工厂与外部系统的互联，支持多种通信方式，如NB-IoT、5G等。
数据
- 工业大数据将推动数据驱动的智能化决策，实现从数据采集到分析的全面闭环。
- 推动数据在边缘和云端的智能处理，提升数据的利用效率和分析深度。
安全
- 安全体系需实现多层次、多维度的防护，包括动态安全策略、内嵌安全机制、分类分级保护等。
- 推动安全技术与工业应用深度融合，实现工业系统和用户数据的安全保障。

附件内容

术语与定义
- 包括“工业互联网”、“智能制造”、“众包众创”、“个性化定制”、“协同设计”、“协同制造”、“柔性制造”、“精准营销”、“供应链协同”、“垂直电商”、“智能机器”、“边缘计算”、“标识”、“解析”、“根服务器”、“根区文件”、“工厂内部网络”、“工厂外部网络”、“OT网络”等术语的定义和说明。
缩略语
- 包括IaaS、PaaS、SaaS、OPC、MES、ERP、DNS、IPv6、SDN、NFV、MQTT、AMQP、CoAP、XMPP、ONS、Handle、DONA、MPLSVPN、IPSecVPN、SSLVPN等缩略语的解释。

总结

工业互联网是推动全球工业体系智能化变革的重要力量，其体系架构涵盖网络、数据和安全三个核心部分。通过网络互联实现生产要素与信息系统的连接，通过数据驱动实现智能化决策和优化，通过安全体系保障工业系统的稳定运行。工业互联网的发展将带来生产方式、组织模式和商业模式的深刻变革，是智能制造和工业智能化的关键支撑。

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