智能制造工业互联网建设方案

1、0智能制造工业互联网建设方案1目录能效&设备管理-智能工厂工业物联网建设方案0103智能制造系统架构与工业物联网案例042工业物联网的起源1980s1990s2000s2010sARPANET提出Internet最初概念TCP/IP万维网www.商用搜索引擎电子商务社交网络移动互联网云计算SDN物联网工业物联网爆发大数据学术科研生活服务生产服务1969199420071970s“互联网+”2012年11月 2013年6月2014年1月2015年3月2013年9月人、机器、网络的互联互通智能工厂和智能制造u工业物联网化趋势明显 互联网快速推动服务业转型升级和变革，正在引发制造业变革u工业

2、物联网即“互联网+”消费互联网工业物联网消费互联网之外的机会3工业物联网的内涵和构成从三个板块来切入工业物联网工业互联网工业4.0工业物联网u 工业物联网：互联网广泛应用于生产和服务各领域，实现智能化生产/服务、泛在化互联，提供个性化产品，最终表现为虚拟化企业的新经济形态u 不同的发展路径将催生不同的产品和服务形态，IIT、B2I将是工业物联网化下电信运营商的重要突破路径 企业互联网实质是企业的互联网化运营，强调企业组织、流程、业务的互联网化改造和模式升级工业互联网包含工业4.0，二者的核心都是制造业。关键词是人、数据、机器，实现智能化生产、协同的供应链聚焦在服务性行业的互联网化改造，例如医疗

3、、教育、交通、物流和金融等行业中国电信可以介入的三个板块B2IIIT的应用服务业互联网行业互联网（服务业、工业互联网）工业互联网企业互联网企业互联网4 中国制造2025：以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化网络化智能化制造为主线 。工业物联网的驱动力：竞争、政府、技术、需求 互联网+产业 VS 产业+互联网 实施信息化使能战略，在国际竞争中抢占制高点 产业转型升级，拉升GDP和创造就业机会 不断升级的宽带网络 智能终端及传感设备无所不在 云计算及大数据逐步成熟商用 降低成本、提升运营效率、优化客户体验 消费者主权时代到来，用户参与企业全流程技术驱动需求驱动政府驱动竞争驱动发展智能制造、推动

4、互联网同现代制造业的结合，是中国政府经济发展的重要举措互联网+制定“互联网+”行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展，引导互联网企业拓展国际市场。中国制造2025实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。5工业物联网的影响：国民经济、产业格局、企业行为、产品与服务Source：麦肯锡 China digital transformation 2014 工业物联网的核心是促进新型工业化、促进工业化与信息化的深度融合，将有力推动“四化”同步发展632 million互联

5、网用户2014700 million智能终端US$300 billion 2013年电商零售额4.4% 中国互联网经济GDP占比722% 互联网对GDP贡献Up to 22% 互联网产业效率提升RMB 610 billion 潜在的医疗开支节省RMB 10 trillion 互联网行业应用带动增长消费者驱动（现在）产业驱动（未来2025）推动国民经济增长与科学发展传统行业在逐次被颠覆和重构Source：IDC颠覆与重构，第三平台如何交付新价值高低未来被颠覆和重构程度199420022003201120122020颠覆与重构的开始时间大小难度再造企业战略与商业模式、运营管理改变信息化产品特征IC

6、T企业内部经营专用解决方案基于人的数据分析封闭IOE IIT延伸到整个社会产业生态开放的云平台服务基于大数据的智能生产/商务开源软件涌现更多创新产品。从ICT到IIT。 从提供产品向提供服务转变。“一切皆服务”。方法和工具更新战略与商业模式转变组织管理变革 引发企业组织结构、业务与流程管理变革。 传统企业需要“注智”。大数据应用提供新工具，可实现智能制造、柔性生产。6智能制造系统架构 国家智能制造标准体系建设指南n工业4.0 与 中国制造2025，异曲同工；n工业4.0 的三个集成：n纵向整合；n横向整合n端到端整合n中国制造2025系统架构三维度：n系统层级，企业内信息集成n生命周期，企业间

7、信息集成；n智能功能，从制造到服务的转型，新业态（B2CC2B）7面向企业内信息集成的架构系统层级系统层级智能功能智能功能协同企业设备传感器、仪器仪表、射频识别、机器、机械和装置面向工厂/车间的生产管理，包括MES面向企业的经营管理，包括ERP、PLM、SCM和CRM协同研发、智能生产、精准物流和智能服务车间控制PLC、SCADA、DCS 等过程控制西门子西门子/ /工业工业4.04.0的数字化工厂架构的数字化工厂架构中国制造中国制造20252025的企业内信息集成系统层级的企业内信息集成系统层级企业信息企业信息化系统化系统IT IT工厂或车工厂或车间的工业间的工业环境环境OTOT8“工业物联

8、网” 贯穿智能制造体系三个维度的各个环节工业物联网：工业物联网：n 位于智能制造系统架构生命周期的所有环节；n 实现系统层级的设备、控制、工厂、企业和协同五个层级，以及智能功能的互联互通；n 工业物联网实现了 OT与IT 的融合的基础。互联互通9Enterprise(Internet Protocol)Industrial Network(Industrial protocols)企业信息化系统企业信息化系统 / IT / IT 工厂或车间的工业环境工厂或车间的工业环境 / OT/ OT融合的工厂网络工业互联网 端到端的数据安全控制制造执行系统 MES控制系统物流执行系统 LES企业运营系统

9、(ERP, CRM, SCM)决策支撑系统传感器仪器仪表机械和装置监控系统以工业物联网实现 OT 与 IT 融合10制造型企业信息化框架基于物联网的OT/IT融合：全面集成的制造业信息化五层系统及专业服务：实现制造管控一体的两化融合，实现物联网在制造业的实际应用控制过程OOT T管理过程IT企业运营过程企业层业务运营与决策支持管理层车间生产计划调度和执行操作层 控制层PLCDCSHMI设备及工序相关的行业化过程控制系统（如：炉机等控制系统、数控机床、柔性生产线、工业机械人等）SCADA制造执行系统 MES生产执行管控对接能源管控现场成本设备运行现场仓储物流执行系统 LES通过RFID/监控设备

10、等技术和设备实现物料流动以及物流相关的人、设备、工具、位置的管理协同办公门户采购平台产品设计系统ERP供应链管理生产管理财务管理人力资源设备管理CRMPLM电子商务战略规划业务优化绩效管理商业智能管理驾驶仓信息化部署信息化技术支撑服务支撑物联网工业适配CPU/内存/文件计算、存储、网络、安全实时数据库：实现系统化底层数据收集；关系型数据库：实现执行层次的管理统一平台先进的集成工具关系型数据库/OLTP大数据/OLAP专业IT规划和管理咨询标准化的管理体系全面应用集成及有效落地专业的团队建设实施、培训、运营服务全生命周期管理仪器/仪表传感器机械和装置现场层传感器工业适配质检计量数据数据采集采集数

11、据数据传输传输数数据据计计算算11工业物联网 采、传、算 技术架构工厂Intranet FactoryPDARFIDLoRACameraHMIPLCLoRA基站工业交换机物联网关【生产执行网络】多种联接方式并存多种协议并存物联网络传感网工厂数据中心Factory Data CenterERPSCM、CRM、PLM集团数据中心Group Data Center数据采集数据传输数据（运算）挖掘协同研发智能服务工厂生产办公网Factory Office Network集团办公网Group Office NetworkMES研发中心/分支Dev. Group管理驾驶舱12目录智能工厂工业物联网最佳实践

12、0103智能制造系统架构与工业物联网案例04n传：低功耗传广域无线传输方案n采：配套仪表与模组n算：能效管理与设备管理方案13教育应用医疗应用农业应用工业应用RFID阅读器智慧城市环境传感器摄像头手环自动控制物联网网关物联网OS物联网平台连接承载应用数据处理运维管理连接平台发挥芯片能力本地实时处理物联网发展趋势 平台侧&终端侧应用管理设备管理注册鉴权寻址转发资产管理链接管理数据管理群组管理规则引擎行业预集成API开放业务编排计费发放PortalAgent接入多协议（宽/窄带，远距、近距等）IoT中间件和框架数据获取设备管理安全鉴权网关/设备/gent各类行业应用SDK API通过Age

13、nt软件支持第三方IoT终端和网关接入，简化集成 物联网平台14工业物联网 物联网的“传感回传场景”物联网的三种应用场景：n场景1：WLAN无线覆盖场景支撑业务：监控视频回传、PDA巡检、流程电子化、办公数字化；n场景2：人员、资产管理场景支撑业务：库房管理、两票电子化、安全围栏、人员门禁、健康监测、消费；n场景3：传感回传场景支撑业务：远程抄表、移动生产、生产数字化、工业智能化、环境监测；15复杂多样的物联网连接通信协议近距无线近距无线广域无线广域无线802.11af/ah802.11af/ahLTE-LTE-MM有线通信协议：有线通信协议：GEMEthernetEthernet无无线通信协

14、议线通信协议：16各种物联网无线协议特征对比 LoRA 的优势协议频段速率距离功耗定位能力有效时延可靠性安全性传输带宽（频宽）拓扑方式/能力LoRa国内433MHz /470MHz37.5kbps20KM105个月试点阶段，精度10-100M秒级中高（专有分层加密机制）125KHz星型:LoRaWANMESH:私有SUB 1GSub 1G50kbps1KM100个月否 百毫秒高中200KHz星型/MESHNB-IoT运营商授权频段100kbps20KM90个月否秒级中运营商网络3.75kHz15kHz蜂窝Zigbee868MHz EU、915MHz US、2.4GHz250kbps200M24

15、个月200M 百毫秒高中5MHz2MHzMESH2G运营商授权频段300kbps运营商覆盖3个月小区级500M 七百毫秒高运营商网络NA蜂窝RFID/NFC12.5KHz 433MHz2.4GHz5.8GHz424kbpsNFC：20CMRFID：5CM-100M30个月成熟，5-10M 百毫秒低NFC：高RFID：低NA点对点eMTC运营商授权频段1Mbps15KM18个月小区级500M 百毫秒高运营商网络800KHz蜂窝BLE2.4G2Mbps100M10个月 百毫秒高高2MHz星型/广播3G运营商授权频段3Mbps运营商覆盖1个月小区级500M 三百毫秒高运营商网络5MHz蜂窝4G LT

16、E运营商授权频段150Mbps运营商覆盖1 个月小区级500M 百毫秒高运营商网络18MHz蜂窝802.11ac5Ghz6.928Gbps200M1个月成熟，1-5M 百毫秒中高（WLAN加密认证机制成熟）160Mhz星型/MESH17物联网主要无线标准协议对比10m100m1km10km100km100bps10Kbps100Kbps1Mbps10Mbps100Mbps1GbpsBlueteethZigbeeWiFi 802.11acSigfox2G GPRSNB-IoTWeightlessLoRaWAN802.11ah功耗增加LTE-M3G4G LTE18长距传感回传场景组网说明 LoRA

17、的场景优势IP网络场景关键技术：LoRa温湿度传感器（总线接口）水位监测仪（Zigbee接口）LoRa 温湿度传感终端LoRaWAN智慧电表（支持LoRaWAN）水位监测仪（总线接口）RS232/485ZigbeeLoRaWAN场景优势：LoRa N101终端提供多种下行接入方式，灵活组网；LoRa N101本身支持温湿度传感采集，节约成本LoRa技术特点： 传输距离极远，建筑群内可达3-5KM 穿透能力极强，楼宇内垂直方向可传输近20层楼 功耗极低，用于功耗敏感场所，可数年更换一次电池19组织管理营销/销售服务提供产品生产/体验战略制定互联网思维改造企业经营理念，企业战略互联网化产品设计定制

18、化、功能体验互联网化、生产柔性化产品体验有了更多互联网色彩（加载互联网功能）互联网改造企业生产流程，衍生出团购、C2B、工厂直销、个性化定制生产等模式更低成本、更高效的提供服务服务理念、服务方式都在进一步互联网化更低成本、更快速、更精准的传播和销售发展电子商务销售模式及平台模式组织管理模式正在“去中心化”、“去中介化”，驱动企业管理、流程、业务模式升级，提升竞争力传统企业主动变革创新（1/2）u传统企业从战略制定到产品生产/体验、营销/销售、服务提供、组织管理等各个环节，都不同程度的互联网化。GE：由传统制造业向数据和服务提供商转型，由线下模式开始向互联网模式转变“i生产”i互联驾驶统帅电视：

19、互联网时代的定制家电品牌粉丝经济线下体验店和线上全景虚拟展厅预定式直销模式O2O融合模式，打通“全渠道”打造“全品类”的开放平台“银行的互联网化运营”: 招行“微信”服务平台优化流程、体验和营销推广方式华为IT2.0转型：去中心化与去中介化，从管控到渠道使能20传统企业主动变革创新（2/2）：给运营商带来极大机会u传统企业主动变革，伴随着众多对网络、业务、服务的需求：2.企业级移动应用1.高速、智能化网络。如，应用于生产、协作场景。3.网络安全服务4.完整与专业化的服务保障5.企业数据信息的存储、同步共享21互联网与IT企业加快布局（1/2）：纷纷致力于推动产业互联网的相关服务交易平台融资平台

20、服务平台物流平台互联网公司IT企业不断进入传统产业，围绕“三流”，打造交易、融资、服务、物流平台以IBM、华为为代表的IT服务企业，主要从能力构建、业务创新、平台运营等方面助力传统企业的互联网化能力构建业务创新平台运营创新开放+收购，迅速构建能力支撑客户创新，构建新解决方案和新服务模式支持搭建和完善企业采购、营销、 销售和服务的新商务流程22u 产业互联网的服务竞争激烈。 互联网公司和IT企业纷纷抢滩传统企业的互联网化服务市场。时间窗口很短u 竞争关键点： 云平台和大数据服务是助力产业互联网化的基础服务，也是互联网公司和IT企业争夺的重要领域u 搭建垂直行业服务平台、提供企业解决方案，往往需要

21、合作。结合行业特点，立足资源差异化和竞争差异化，选择合作点： 互联网公司：交易电商平台、服务平台合作 IT企业：业务创新合作、平台运营合作合作机遇竞争挑战互联网与IT企业加快布局（2/2）：中国电信的挑战和机遇23国际运营商如何帮助传统企业拥抱产业互联网（1/2）亚洲欧洲美洲 云计算与重点行业平台（如医疗健康平台）两手并重 打造新型信息网络优势，开展网元互联网化转型 立足产业整合与能力打包，以个性化服务为核心，创新业务服务 提供低成本高效运营的工具，深耕行业 与领先企业合作，快速切入重点产业 聚合产业资源、打造行业平台行业选择业务设计切入方式商业模式 三种新型收费模式：运营服务收费、平台收入分

22、成、大数据增值服务24运营商如何帮助传统企业拥抱产业互联网（2/2）：对中国电信的启示 高速可靠的宽带网络提供泛在互联和智能化运营，是运营商介入产业互联网的立足之本。网络应用平台商业模式 云平台和大数据服务，运营商有相对优势。立足新型网络，结合行业特点，提供云平台和大数据服务，是运营商向垂直行业渗透的主要途径。 可以更多地采用三种盈利模式：运营服务收费、平台收入分成、大数据增值服务。 建立开放的合作体系、聚合产业资源，才能打造有竞争力的行业平台。一方面选择有影响力、互补性强的合作伙伴；另一方面要善于设计开放、互利的合作机制，吸引大量的中小企业合作。产业生态 运营商关键能力应用（如移动支付、移动

23、定位、移动视频等）的不断拓展、深耕行业，仍有巨大发展空间。25目录智能工厂工业物联网最佳实践0103智能制造系统架构与工业物联网案例04n传：低功耗传广域无线传输方案n采：配套仪表与模组n算：能效管理与设备管理方案26数据采集 工业表计与传感器的 LoRa 适配LoRa被集成模块n 在省电模式下，终端功耗极低，可工作2-5年时间无需更换电池。n 模块形态根据集成方式又分为多种：miniPCIE插卡式；邮票孔式等；也支持定制化开发。n 终端包含多种形态：既有可独立工作的Tracker终端，也有嵌入式的LoRa通信模块。其中模块可用于集成产品n LoRA 的各种表计：27目录智能工厂工业物联网最佳

24、实践0103智能制造系统架构与工业物联网案例04n传：低功耗传广域无线传输方案n采：配套仪表与模组n算：能耗&设备管理系统28能源管理与智能制造体系采购成本分析向上扩展能源预测设备预测性维护等功能扩展数据上传下达向下扩展MES能耗&设备管理系统ERP经营决策LoRa 基站LoRa表计LoRa表计LoRa表计数据采集点数据采集点29物联网能耗&设备管理系统的架构提供提供决策信息决策信息管理管理加工加工数据数据数据传输数据传输数据采集数据采集数据库服务器工程师站报表打印机交换机公司办公网络其他系统（ERP系统，MIS系统等）以太网LoRa基站数据回传能源中心系统管理人员能源

25、管理IE（报表及分析）InternetInternet管理人员信息显示IE（报表及分析）管理人员信息显示EXCEL（分析）WEB客户LoRa 模组表计30物联网能源管理系统的主要功能简介 能耗在线监测 能耗统计分析 能源绩效管理 节能环保管理 能源采购优化 报表中心 报警管理1 12 23 34 45 56 67 731大数据技术的应用 能源趋势分析未来趋势预测根据历史数据，建立模型，预测未来能源消耗量。可作为需求管理、采购预算。根据预测值，可发现某些时刻能源利用率的异常点，分析可能的故障。需求侧管理利用能源预测功能，根据用电规律，合理安排生产负荷和检修时间，充分利用电价的峰谷平差异提高谷时电价的用电量，降低电价峰时的用电量。能源采购预算通过企业的财务或ERP系统获取