AII-工业互联网体系架构（版本1.0）

1、. 1. 3El 4_5()1-5(:)TIIEHEW*H%E$UEES?%-W-WW 5:7()1|/7(:)Tll/EHEW1$,7E$AJ 7 - 9() 1-9(:)Tll/EHEWW?%H9ET$ 1O(E)Tll/Elmiiiiti/Elwg 14(El) 1-161|1- 19(-)111/(11 19(:)19(E)-|/(1.,.,.,.,.:.,.,.,.,.,.20()221|1. 24(_)1ll/:-l111 24(El) Ziggy?.26(_)-11/1:27(:)11/28(E)11/33(El) T|/E,H;EW/_:EEg;34 1: *iELZESL36

2、1 2:39 177 2Tx|xgggm1$ggm.8 3949510El 61214 工 互的 涵及 智能制造的 系一、( 一) 工 E的 涵工 互 的 涵用于界定工 互 的范 和持征， 日月石角工 互体 目 ， 是 究工互 的 基 和 出 点， 我， 工 互 是互耳 禾口 斤_弋1言冒、子支 工 系 充全方丁立深度融合所形成的 和 用生 ， 是工 智能化 展的合信息基 施。 其本 是以机器原材料 控制系 信息系 品以及人之 的 互 基 ， 通 工 据的全面深度感知、交 快速 算 理和高 建模分析，智能控制化和生方式革。 工 互 可以重点”“据”和“安全”三 方面 理解。 其中，是基 ，即通

3、 物 互 等技 工 全系 的互 互通， 促 工 据的充分流 和无 集成; 据是核心， 即通 工 据全周期的感知、 采集和集成 用， 形成基于 据的系 性智能，机器 性生 菅理 化、 生 同 商 模式 新， 推 工 智能化 展; 安全是保障， 目口 甬_爻寸木勾爻聿妻函盖工 全系 白勺安全 方宁 1本系， 保障工 智能化的 。 工 互 的 展体 了多 生 系 的融合， 是 建工 生 系 工 智能化 展的必由之路。工 互制造 的融合四方面的智能化提升。 一是智能化生 ， 即机器到 、乃至整 工 白勺智盲邑央策禾口云力 1尤丁匕，著提升全流程生 效率 提高 量 降低成本。 二是 化 同， 即形成 包

4、 同 同制造 垂直 商等一系列新模式, 大幅降低新 品 制造成本 短 品上市周其月。 三是 性化定制， 即基于互取用性化需求， 通活柔性 制造 源和生 流程，低成本大 模定制。 四是服 化型， 即通 品 行的 ， 提供 程 故障 性能 化等一系列服 ， 反化 品，企 服 化 型。工 互的 制 造 革 是 一 期 程，建新的工 生 模式、源 方 式 也非_蹴而就，由局部到整体 由 入深， 最信息通信技 在工 全要素、 全 域、 全全价 的深度融合 集成 用。( 二 ) 工 E和智能制造的 系丁乍 前 一 革白勺木亥亡 云力禾口 田各焦点， 智能制造是基于物 、 互 、 大 据 云 算等新_代信息

5、技 ， 穿于 、 生 、 管理、 服 等制造活 的各 ， 具有信息深度自感知 智慧 化自 策 米胃住番空 自子丸千于等工力盲邑白勺先 u造 禾呈 系 模式的 。 具有以智能工 体 以生 制造 智能化 核心， 以端到端 据流 基 、 以全面深度互珙5 7, - Ikriii, , ; _ , , , 7 , 。工 互体系架二、( 一) 工 互需求工 互耳 白勺 需求可人人工 禾口互耳宁 角分木斤， 如 所示。工 角看， 工 互耳 主要表王 入人生 系 充至u商_ 系 充白勺智盲旨丁七， 由 及外， 生 系自身通 采用信息通信技 ，机器之 、 机器 系 企 上下游之接 智 能 交互，商 活化。 其

6、 需求包于舌面向工 1本系各白勺1尤丁匕， 如泛在感知 桔准控制 据集成化、 供同 需求匹配 服 增 等 需求。互角看， 工 互主要表 商 系 革 引生 系 的智能化， 由外及 ，服 盂 L无十 白勺互耳 斤木莫王迂 斤 云力生 且 只禾口 u造木莫式白勺智肯邑丁匕 革。 其需 吏笆宁舌基刁二互耳 平台 王 白勺米胃佳 奎肖、 性定制 智能服 包 同、 同制造 柔性制造等o1 工 互( 二 ) 工 互体系架工 互耳 白勺木亥亡是基刁二全面互耳 而 成 宁居 云力白勺智盲巨】 据、 安全是工 和互角的共性基 和支撑。其中，“”是工 系 充互耳 禾口工 艾宁居1 交 白勺支主掌基石出， 包括 互

7、体系解析体系和 用支撑体系， 表 通 泛在互 的 基 施、 健全适用的 解析体系、 集中通用的 用支撑体系， 信息 据在生 系 各 元之 生 系 商 系 各主体之的无 ， 而 建新型的机器通信 有 无 接方式， 支掉形成 感知 同交互的生 模式。“据”是工 智能化的核心 ， 包括 据采集交 集成 理 建模分析 策 化和7反 控制等功能模 ， 表 通 海量 据的采集交 据的集成 理 机器 据的算 模型的固化迭代 基于云的大 据 算分析， 生 作企 信息 市 用 需求的秸确 算和 分析， 人人而 成企 白勺菅王里央策以及木几器 白勺宁空 旨令，机器菅理到商 活的智能和 化。“安全”是据在工 中 用

8、的安全保障， 包括 安全安全、 控制安全 据安全 用安全和 合安全菅理， 表王 通 函盖整 工 系 的安全菅王里丁本系， 避免施和系 件受到部和外部攻 ， 降1氏企 艾宁居子皮未 宁受木又 方可白勺 ， 确保 据存的安全性，王 又寸工 生 系 充禾口商一 系 充白勺全方丁立1呆宁 。 工 互体系架 如 2 所示。2工 互 体系架基于工 互 的 据 安全， 工 互耳 斗 不勾建面向工 智盲巨丁匕 展白勺三大丁尤丁匕 司。 一是面向机器 行 化的 ， 核心是基于 机器操作 据 生 境 据的 感知和 算， 机器 的 化 整， 建智能机器和柔性 ; 二是面向生 化的 ， 核心是基于信息系 据 制造 行

9、系 据、 于空 系 充 于居白勺集成 王里禾口大 宁居建木莫分析， 生 管理的 化 整， 形成各 景下的智能生 模式; 三是面向企 同 用 交互 品服 化的 ， 核心是基于供 据 用 需求 据 品服 据的 合集成 分析， 王 企 芽原 且 只禾口商_ 豪舌云力白勺 斤， 形成 化 同 性化定制 服 化延伸等新模式。8瑙( ) Illlmsgi:, 5E?EETJCZiElEBZTEEiaiiig, l WEI 3W5“ 3 fe? JUL ) , 0 () l 11- 7-12 7l l , 4 4 8 0 IT OT (IikirtSTElJ) ikiTi/J? Iiklmxi, , Emi

10、iifaiZWMZISEiiii,%iit, l , EJEHTWSLO( ) 1 、(1 ) If EJZMKE, ITW “WE32)? swam, EDIE! 5Fnv“WE”“IIOT W2? “I!”M21? ;931” zEiETEEIFEEEZELEWJ, M%?79 “iii” “” “IIZEL/J/Eik93:” 34)?“ 5其中， 工T 主 要 用 于 接生的控制器(如 PLC DCS FCS) 感器伺服器血IV: 挂一更 L 寸三竺件立。 工OT的王、 要一技 木 分和 工 以太大 。 工 IT主要由 _P成，通互和工 OT的互 和安全隔离。(2 ) 存在的目前工部

11、“ 三 ”禾中空支 1本系禾口 各 木勾木目互 高离白勺才犬兄1吏_丁 系生之 的通信存在 多障碍。 一是工 子空 u 各 工 1言冒、 白勺子支 木示佳各 ，以融合互通。二是工 生 全流程存在大量“信息死角”亟需全疆盖。 三是工配置性 的方式 以 足未 用 定制 柔性生 的需要。展适 智能制造 展， 工 部 呈 扁平化、 IP 化 无 化及 活的 展o工扁平化。 一是 着智盲邑木几器 展禾口智盲苣分木斤白勺集中， 工OT 系逐 打破分 次模式， 智盲巨木几器之司斗 逐 斤 王 直于妾白勺木 向互耳 。 二是整 工 菅理控制系 扁平化， 包括 IT 系 和OT 系 部分功能融合 (如 HM_或

12、通 工 云平台方式 ，控制功能下沉到智能机器， 促使|TOT逐步融合同一 全互。工以 太 /_P 化 。着工技 的 展 演 ，正在逐步被工 以太 替代。 未 ， 工 有 宁妾斗 子皮具有以太 牛勿王里于妾口白勺 各主 ， 同 基于通用 准的工以太 逐步取代各 私有的工 以太 ， #iimaa着以太 的广泛使用， 工的_P 化更 凸 ， _P 技由_P 向OT延伸，信息的_P 到底，而使得 _丁OT 点机器 直接可 。 而 解 大量支持 _P 的装 接入 ， IPv6 技 在工 广泛 用。工无成 有的重要 充。 无 技 逐步向工 域渗透， 呈 信息采集到生 控制，局部方案到全 方案的 展 。 目

13、前无 技 主要用于信息的采集 非控制和工 部信息化等， Wi一Fi Zigbee 2G/3G/L丁E 面向工程自 化的无W_A- PA Wie_eSSHAR丁及_SA0O- 等子支 已在工 子 音B分1吏用。 于低功耗 广疆盖 大接等工 信息采集和控制 景， NB一|OT成好的技。 同 无 技 正逐步向工控制 域渗透，戈 王 有工 有 宁空 u 各有力白勺孝卜子 亘戈替1弋， 如 5G 已日月确 工 控制作其低 延、 高_可靠的重要 用 景, 3GPP 也已 展相 的 究工作，用 景 需求技 等 行全面的梳理， 此外|EC 正在制定工自 化无W_A一FA 技 准。工活化 。豪 熹惶基刁二智盲邑

14、木几器柔 生生 王 生 士或木艮于居需求 于 妾舌重木勾， 智盲邑木几器可在不同生 士或 禾多禾口 雯 ，在生 域即 即 用。需要工的 活，源可 排能力，件定(SDN) 是其中 方式之一。珙zZ目 架6工部目 架工 互耳 士勇景下工 音各古案 包空舌五 主要 ， 如 6所示， _是工|T 。适 互的 展， 同 也 了工大 量的生 控 端接入， IT基于|P6或支持|P4/|P_6曰。_正工 T 。工 以太 H淬L卉逵代,悟 到 底 ， 同日寸在以太 向下延1申基石出上 王 智盲巨木几器、感器行器等的 _P 化或伯6 化。 三是直 智能机器和在制品的 接。 智能机器、感器、 在制品等生、 物品到

15、汀 的直于妾以 王 叉寸生 王 士勇白勺 日寸 宁居采集等工力台邑。 四是泛在的无 接。 生的智能机器 在制品感器 i差主受 等斗 通 各 无 空支 王 子妾， 根据 能耗 送距离等可采用Zigbee 等短距离通信技 或 Wi一Fi LTE 士曾强 NB T 5G 等无 技 。 五是基于 SDN 的 IT/OT方案。 IT 和OT采用SDN 技 ，控制平面平面的分离，SDN 控制器制造控制系 女口 MES 等)同 行源 度， 支掉柔性制造和生 自 。2、 工外部 ( 1 )分析工 夕卜音 主要是主旨以支主掌工 全生命周其月各工 蓁舌云力目的， 用于 接企 上下游之 企 智 能 品 企用 之 的

16、。 目前， 大量工 企 已公 互耳 之司 王 互耳 ，Elm99mlimmtc互 形式上 看， 工 的生 流程和企 菅理流程仍封 在工 部，公 互 的角度 看, 工部仍是_“黑盒”。 用形式上看，工互 白勺 合主要是在 品宅肖售禾口1共 宅 菅壬里等 ， 互 在工 生 全生命周期中的源 化配置作用仍未充分体 。存在的目前以 IPv4 公 互主本白勺工 夕卜音承 戈 豪 工 互耳用存在四 方面主要， _是 性能 以 足o 公 互有服 量的保 ，以 足工 生互融合Z2瑙后提出的低 延 高可靠 服 量保 的需求。 二是 承 能力 以 足。 目前的公互承 和隔离能力 弱， 在PN上能 承 的 VPN

17、量也有限，以 足大量工 企互 的要求。 三是 安全威 。 工 互用安全的要求 _步提升， 目前互 的安全能力有待提高。 四是 地址空 有限o 目前以_P4基 的 公 互 自 身面 地址枯竭的局面， 叉住以承 戈工 互耳 艾以、百丁乙 冬童嵩于妾父白勺要求。展着 和信息技 服 模式的 展， 原 局 艮在工 白勺工 生 禾呈逐步雷广展至u夕卜音，工 生 1言冒系 充 互耳 正在走向 宋 亡卞刃同 融合， 包括|T 系 互 的融合T系互的同企互 的融合、品服 互 的融合。企 |T 系 充 互耳 高虫合入人 各 面 看是工 音|T向外 的延伸o 企其|T 系女口 ERP CRM 等) 托菅在互 的云服

18、 平台中， 或利用 S S月艮 商提1共白勺企 _T 欠丁牛月艮 。OT 系互同面看是部分OT 系向外 的延伸。 在一些人力到，且又需要 王 生 禾呈 周整禾口 佳宁 白勺士勇景下， 需要通 可靠的互接，程的 OT 系控制。 目前互 的 量 于 延 抖 、 可靠性有木及高_要求白勺 日寸于空 u 无妻去承 戈。企互融合是 在公中 企 生 成 立的平面，可、 服量等 行 活快速定制。景需要提供 立的源控制能力， 放的可 程能力, 以及定制化的源 如 服 量 等目前的互不支持此景， 需要各 雷以丁匕及 欠1牛定 子支才 白勺 一步 展 音B署。品月艮 互耳 高虫合斗 i甬 智胃邑工 品白勺1言冒、

19、采集禾口耳 盲旨力 工 企 提供新的 品服 模式。 工 企 基于 些平台可以 用 提丁共 品 薯 性 等延伸服 ，而延了工 生 的价 o的基 是 海量 品的 据采集， 需要通 无 等技工 品的泛在接入。工 公 各白勺互耳 需求不迷斤士曾弓 禾口子广展， 斤型互耳 白勺出王 又寸王 有公 不迷斤主是出芋 白勺需求， 一是支持百 端接入， 耳 白勺工 装 及 品 量斗 至u百乙 7k平。 二是支持百平面， 考 工T IT 各 用 以 及未展， 不同 量要求的 平面 到 百。 三是支持百万用 隔离， 全 模以上工 企 量在 50 到 60 万家左右， 每 企 按照3 到 5PN 需求 ，的承 能力需

20、 到百万 PN 水平。 四是提供全程服 量保 ， 足不同工 互用端到端的量可靠性要求。 五是提供排能力，通 放接口支持工 和其他行 用功能和行自定 。 六是提供 嵌安全能力，生安全可溯源以便保障用安全。工 外部 的 _步融合，推 性化定制程 控 智能 品服 等全新的制造和服 模式。此， 工 外部 需要具 更高速率 更高 量 更低 延 安全可靠 活等能力，些需求在目前的互 上 无法 足， 需采用 5G件定(SDN) 功能化 (NFV) 等一系列新的 各子支7忙石 究禾口音 署 支芳掌工 互耳 展。珙z。】目 架7 工 外 部 目 架工 互耳 厥士勇熹亡下工 夕卜音B 方案斗 包宁舌四 主要壬不

21、， 如 7所示， _是基于帕6 的公 互 。 工 互的 端 量到 百 量， IPv6 在公 互 中的部署 在必行， 同需要考 IPv4 到 _P6 的 渡 方案。 二是基于 SDN 的工 互或VPNo XVI 些量要求 高， 或比的， 需要用 或PN 的方式 承 。中需要利用SDN、 NF 等技 流量的隔离，的 放可 程。 三是泛在无 接入。 利用 NB一_O丁 LTE 增强、 5G等技 ，王 又寸各 薯茼足各 薯每量白勺智盲巨 品白勺无 接/o 四是支持工 云平台的接入和 据采集。 工 外部 支持企 信息化系 生 控制系 ， 以及各智能 品向工 云平台的 据 送和服 量保 。( 三) 工 互

22、地址解祈体系1 、及 解析体系(1 )分析如同域名系 (DNS) 在互 中的作用一 ， 木示i只角 木斤1本系是工 互耳 白勺 毛建子申 系 充。工 互 中的 ， 就 似于互 中的域名， 是 和管理物品信息 机器的基源。工 互 中的 解析系 ， 就 似互 中的域名解析系 ， 是整互 互通的基施。目前 夕卜存在多禾中木示i只 扁石 及木示i只角 木斤方案。 方面 未 _， 中小型企 部大量使用自定 的私有 ， 而涉及流通 的供 菅理 品溯源等 用模式正在逐步跨企 的公有 。 木示i只角 木斤方面/ 1本可分成 大 展 禺子 。 以是否基于 DNS 分， 解析体系 展存在 路 改良路 和 革路 改

23、良路 仍基于互DNS 系 ，有互DNS 系行适 改解析， 其中以美 GS/EPCg_ b _EPCZ 瑙提出的 NS 解析系 相 成熟。示上主要白勺木示i只角 木斤1本系在中 者 于受木又王受立了分支木几木勾， 如子 准化院 建的 |D 注 中心， 物品中心的 EPC分 配 。 同 我 相位也在基于 DNS 系探索其 改良方案， 如中禾斗院 十算木几 各1言冒中亡白勺牛勿耳 木勾木示i只解析 N_ 丁 方案， 中 信息通信 究院 ClD体系。位通 在我 家域 CN 下注二 域名， 形成境解析系 。 同日寸 己文 士或名角 木斤系 充 其月受 于美 白勺局面，互企 夭地互 公司展了根 点拓展 “

24、雪人”。 革路 采用 于 DNS 的解析技 ， 目前主要是 字 象名 管理机 (DONA 基金 提出的 Handle 方案， 未可能出 新的技 方案。 Handle 方案采用平行根技 ，各 共同管理和 根 文件， 已在 _丁U、 美 德及我 置了 4 根服 器，可以 立于 DNS 又能有 DNS 兼容。子_所中 木艮。目前各方案在 均 已形成一定 模布局， 且不同方案之已具 互通能力， 可以互相兼容、 互通和共存。(2 ) 存在的支撑工 互展，解析体系面 一些新的需求和挑 ，有 解 析 体系以完全 足 些需求。 一是功能方面， 由于工 互 中的主体 象 源 、形式多 、以 一， 需要支宁寺 木

25、勾兼容_生禾口有亥艾宁广展1生。 二是性能方面， 工 互的据 大大超有的互据， 需要工 互耳 木示i只角 木斤系 充具有高一交女1生禾口可靠1生，工柔性制 造等牛寺定士勇景 需要丁呆 章 交1氏白勺角 木斤日寸延。 三是安全方面， 由于工 互解析系 中存了更多涉及到 民生敏感 据， 所以需要提供 私保 抗攻 能力，攻 溯源能力。四是菅控方面，是工 互 重要的基 源， 可以反映和 分析工 行 ， 需要更 加公正平等的治理体系。 目前主要木示i只角 木斤系 充是否胃邑句多薯茜足工 互耳 在工力盲旨 性能 安全、菅控等方面的需求 需要 o(3)展的私有 及解析系 正在逐步向 的 公共 及解析系 演

26、。 目前技 在菅理 牛勿汰_L菅理等、立口B分 +卜得至 用 和推广， 正在 口生广珂巾什渗 夕透， 如 广 可以通、自取在制品 匹配相 的 理。 着面向 品全生命周其月菅王里及罡夸企 品1言冒交互需求的增加， 推 企 系 公共 解析的 接 。 象也 着自 化 技 的 用逐步 展， 初其月可能 重 品 ， 逐步覆盖原材料、 件系 等各 菅理 象和要索。多 解析体系在_定 期 共存。 基于改艮路 的方案和基于 革路 的方案在 外均已 形成一定 模布周。 目前看， 已有的 用 以打破， 短其月 以解析体系的 一。 且目前多 方案已具 互通能力， 可以相互兼容 互通和共存。公平 等是 解析的重要 展

27、方向。 互 的治理格局 其月不 ， DNS 域名系 的最高菅理 掌握在少 家手中， 集中化的 菅理机制 容易受到黑客攻 ， 又存在控制珙酶。 目前， 夕卜已 宁是出 女台布局芸7禾中茅 型木示i只角 木斤1本系方案， 如 ONS 在 2.0 版本已 支持 根， Handle 采用平行根 ， 其共同牛寺正是仕 向刁二分布式白勺多 管王里木几 u， 更加强 公平 等。2、丁 日 地址工 互展需要大量的 IP 地址。 工 互 需要支掉海量智能机器、 智能 品的接入， 而目前已 于枯竭的 IPv4 土也士止 以蓁 足未 工 互耳 展白勺雯每量土也士止空司需求。 因此 IPv6 是工 互展的必然。 IP

28、v6 在解 工 互 地址需求的同 ， 也能 工各提供全球唯一地址，更女子白勺 千于 宁居交互禾口1言冒、整合雷是丁共了 1牛。IPv6 在工 互耳 用白勺主支才 禾口菅王里斗 成 石 究秉燕点。 IPv6 然已 究了多年， 但工用有其特殊性， 尤其是工 在安全性、 可靠性、 性能等方面都有 高的要求， 因此IPv6 工 互耳 合白勺空支 需要 一步 宋入石 究。 同 ， 工 生 系 民生， 提前 展IPv6 地址在工 互 中分配和管理的 究， 有利于提高主管部 的互 菅水平。( 四 ) 工 互用支岸体系(1 )分析工 互用支掉体系包括三 面， 一是工 互用系之据集成的 用使能技 ， 二是工 互

29、用服 平台， 三是服 化封装 集成。工 互用系 充 无受 集万戈白勺 用1吏台邑子支夕仗是支主掌工 企 部或工 企互据分析平台之据集成和互操作的基。互中的 HTML 等似 ， 工互耳 中白勺 用1吏盲邑于支7仗白勺主要1乍用是在 木勾系 充 不同的操作系 不同的硬件架 等 之据 面的相互“理解”信息集成 互操作。 OPC 是目前 用 广泛的工用使能技 ， 其定了_套通用的 据描述和 法表 方法 信息模型每 系 可以 各自的据信息以 OPC 的格式 行 ，而可以被其他系 所 取和集成。工 互用服 平台目前主要本王 可集 戈音 署名 工 云月艮 台旨力禾口 原白勺平台， 以在、同 等工 云 算服

30、。服 主要面向中小工 企 。 一是通在 白勺集万戈i受无十云月艮 可以 工 企 提丁共 受迅十 芽原禾口工具月艮 。 二是 展基于云平台的 多方作包等新型 方式，制造 源高效整合。 目前也逐步出 _些工 云服 平台， 通 利用 用使能技 ，王 又寸生 王 士勇 于居白勺有亥女采栗 分木斤，果 用于企 管理/一束。目前工 企 月艮 丁匕集成主要集中在工1言冒、系 充中， 大型企 通 企 服(ESBERP CRM、 MES 等信息系 通 SOA 化的形式 行 源 ，企提供基菅理支撑。 在此基 上， 向工/下沉的 MES 或者 SCADA 系 基本停留在Z6瑙置 据 中心的交互模式， 而底 物料等生

31、 源仍无法 SOA 化的服原 度(2 ) 存在的目前工 互耳 用支主掌本系1乃在 展白勺孝刀其月， 存在三 主要 二 一是工 云平台的 准化和 范化 。 目前面向工 云平台缺乏 准 范， 企 可能云服 商定 、 据 移 据安全等 有所 。 二是 用使能技 通用性 。 目前 OPC 在工 部 得了 广泛的 用， 在一定禾呈度上角 了主受 系 充丁言冒、交互 集成 ， 但是 OPC范了格式，于系 缺乏化 模型化的 范化表示， 因此 上用系仍然是立的_/ 量或功能， 系 集成和。 三是服 化有待 展 探索。 目前企各信息系 已可以 基于 SOA 的集成， 丁旦生 宁空 u 面主要 是基于定 u卞 主

32、 禾口定 u 置，以快速 行服 合。 此外如何 生 企 部 及 据的互 服 化， 需探索。展云 十算逐步弓_父至 工 音 禾口工 夕卜音 。 一是以_ S 模式 基 展工 私有云和公共云建 。 云 算 工 企 汀建 提供了更加高效率 低成本 可 展的方式， 通loos 可以在不 有企 汀架 行 大改 的情 下，系 到云端的平滑 移。 一些大企 可以自建私有云平台， 亘戈采用蓁昆合云木莫式充分禾 用公共云白勺盲巨力， 而中小企 更多利用公共云服 ， 提升其 IT 建 能力。 二是以 P S 平台 建工 用新模式。 POOS 平台 有后端强大 算 存能力的支撑， 同 前端又可以以筒 易用的 RES

33、丁接口用的快速 建， 可以 足工 企又寸予佳宁 等 斤 用白勺快速 部署需求。于P s 平 台 ， 面 工 互用需求， 需要 生 、 供 等各的 据采集能力，在云端 建面向工 各 域的特有分析模型和通用 用支掉能力。三是以 S S 平台向企 直接提供 |T 用服 。 目前已有 商 企 管 理、同 等 域提供S OS 服 ，着工 互 的 展， 面向工 域的 S S 服 逐步丰富， 形成疆盖 同制造 企 管理 品服 等全流程的 用品。 中小企 利用 SO S 月艮 可以【央速不勾建藿盖全生命周其月白勺多木羊丁匕 用。用使能技 工 外呈 不同 。 一是工 不同系 的 据集成 。 工 部以OPCUA

34、弋表白勺 艾宁居隼成卞 i 斗 千 至 更力口广薯乏白勺 用， 成接生和|T 系 的“据”， 以解 由于制造控制系 、 |T 系 型 多商各 ，据格式、 模型不同， 无法被其他系 所“理解”和 理的。 二 是工、 品到云平台之 的 据集成 。工、品到云平台之的 据集成形成以 放 准主的 集，品制造 使用等 程中 据的充分分析 利用，生 品 据的最大价 ， 需要自生和智能 品的据通或消息中 件的 形成 一模型的 据信息 送到云端，集 中分析 理。 目前 王 人人生 王 士勇至u云立湍白勺 用 艾宁居集成丁 型艮多， 如 OASIS 的 MQT丁 和AMQP， IETF 的 COAP 和 XMPP

35、 等。珙z7服 化封装 集成成 解用 系同的重要手段。着工 互 的 展， 各 智能 控制系 信息系 智台巨 品等 在工 音B及整 互耳 中 王 互耳 卞 1乍， i甬i江L又寸 些主受 系 充白勺工力胃邑 子于月艮 丁匕圭寸装， 如通 服 化 生由的 据源可重 的服 元，而 可 以 化各用系，正在成 重要的 展方向。 其中， 基于 的服 化封装， 可以有效解系 的 抽 象 可 知， 而 受到的推 。4 )目 架工 互用支撑体系工 互耳 士 景下 用支主掌丁本系方案斗 包于舌四 主要 ， 如 8所示， 一是工 云平台。在大型企 部建 有云平台，企 /工的_T 系 集中化建 ，通 准化的 据集成，

36、展 据 分 析和化o 可以考 混合云模式， 才 音 分 艾宁居盲巨力及1言冒系 充禾多木直到公共云平台上， 1更 王 基于互耳 白勺1言冒共享 月艮 卞 丁乍。 二是公共工 云服 平台。 面向中小工 企展同 供同 制造 同 服 同等新 型工 互用模式， 及提供 S S 服 。 三是面向子于 或大型企 白勺 用工 云月艮 平台。 面向大型企 或特定行 ， 提丁共以工 宁居分木斤 基石出白勺 用云无十算月艮 。 四是工 各生 控制系 和 IT 系的据集成 ， 以及生 IT 系 充至 工 夕卜云平台 白勺 艾宁居集 戈禾口1 送卞 。Z蜜瑙、 工 互的 据体系(_)工 大 据 涵特征工 大 宁居是宁

37、旨在工 令 士或丁言冒丁匕 用中 斤 生白勺 宁居， 是工 互 的核心， 是工 智能化 展的 。 工 大 宁居是基于 各互耳 禾口大 宁居空支 ， 穿于工 的 工 生 管理、 服 等各 ， 使工 系 具 描述 、 策、 控制等智能化功能的模式和 果。工 大 宁居人人 型上主要分 王 士勇 受 于居 生 菅理 据和外部 据。 据是 源于工 生 机器 品等方面的 据， 多由 感器 器 表 工 控制系 行采集 生， 包括 的 行 据 生 境 据等。 生 菅王里 宁居是宁旨1 1言冒、菅王里系 中 生白勺据， 如 SCM CRM、 ERP MES 等。 夕卜音B 宁居是宁旨 芽原于工 夕卜音 白勺 宁

38、居， 主要包括 自互的市 境、 客 政府 1共 宅 等夕卜音 士 白勺丁言冒禾口 宁居。工 大 据具有五大特征。 _是 据体量巨大, 大量木几器主曼 白勺高_步 于居禾口互耳 宁居空寺豪甬入， 大型工 企 的 据集 到 PB 甚至EB 。二是 据分布广泛， 分布于机器 工品 菅理系 互等各。 三是， 艮无有 木勾丁匕禾口半 木勾丁匕白勺1 感 艾宁居， 也有非 化 据。 四是 据 理速度需求多 ， 生要求分 析 到 亳 秒 ， 菅理 策 用需要支持交互式或批量 据分析。 五是 据分析的置信度要求 高， 相系分析不足以支撑故障 警等工 用， 需要 物理模型 据模型 合， 追踪 掘因果 系。( 二

39、 ) 工 E大 据功能架工 互据架 ， 工力能 角看， 主要由 据采集 交 、据理 存 、 据建模艾宁居分木斤禾口 宁居 云力下白勺 策 宁空 u 用四 欠五大音B分 且成， 如9 所示o工 互据体系 考架珙zg9敖于居采集 交換房主要冥王鬼工並各壬不牯黴于居白勺采集 交換, 檄据源 包含自倩感器SCDA ES ERP等內部系統的敖据， 也包含 自企並外部的敖据， 主要包含吋象感知契肘采集 批量采集 敖据核 敷据路由等功能。敷据預梵理 存睹房的芙韃目木示是冥王見工址 互耳芙 委艾孑居白勺孑刀步奏 三先 集成， 將工並系統敖据吋象迸行芙朕， 主要包含敖据預赴理 敝据存 等功能。叢艾于居爻聿才莫】

40、雲不艮于居工並契蔣示元素 且 勞奏荒禾呈 在敷据基 上 建用戶 i殳蚤 序品 序工 工芝等黴字化模型， 結合黴据分析房提供黴据撮表 可祝化 知i只庫 敷据分析工具及敖据卉放功能， 羯各突決策的卉生提供支持。夫策 于空芾u庄用】丟主要是基于委艾宁居分木斤瑩占果， 生成描述 珍斷 預測 決策 控制等不同庄用， 升 万戈尤丁匕夫策建孟又或 尤生直孑妾于空芾忖旨令，而契現今性化定制 智能化生滓 柳同化組和服勞化制造等 新模式，特結果以檄据化形式存儲下 ， 最終 成狀檄据采集到投蚤irtimiZi/EikiftWEI,( 三) 工韭互朕 大數据屈用 景工且 大委文于居白勺庄用琶蓋工且 生滓白勺全奏兗禾呈

41、禾口序品白勺全生命周其月。 工並大敖据的作用主要表現力狀恣描述 珍浙分析 預測預警 輔助決策等方面 在智能化生序 絡化 同 今性化定芾u禾口月艮勞匕延申四突士易景下岌于室看睿亥 心白勺 區云力1乍用。 工並大黴据技木庄用示意如所示。工並互朕 大敷据技木痤用示意2(1 ) 智能化生尸中的工皿大敖据脰用虛姒役汁 虛姒制造。 虛L】孟殳孟十 虛孑以芾u造是茁旨悔大委文于居孑支木 CAD CAE CAM等投汁工具相結合， 深入了解肪史工芝流程敖据， 找出序品方案 工芝流程 工 布局 投入之同的模式和美系， 又寸i艾去 皮庄匕孑瓜立白勺各突委文宁居迸 于奏 冒 禾口分木斤， 建立沒汁 源模型庫 沅史經荃

42、立】I【蔓 型牽， 化尸品役汁 工芝規 工 布局規 方案， 縮短序品 岌周期。生尸工芝 流程 化。 生序工芝 流程 化是指庄用大黴据分析功能， 坪估和改迸肖前操作工芝流程， 又寸1扁离木示)隹工芝奏荒禾呈白勺 兄迸 于于艮警， 怏速地岌現措淏或者 頸所在， 契現生序迸程中工芝流程的怏速 化 整。役蚤預測維妒 。孟殳蚤予頂奏貝u性窒隹手戶是孑旨建立大委艾于居平台， 入入王見士易孟殳蚤才犬恣且盆奏則系窒充禾口契日寸敝据庠系統中荻取役蚤振劫 溫度 庄力 流量等敝据， 在大敷据平台吋敷据迸行存 菅理, 迸_步通迸 建基于規則的故障珍斷 基于案例的故障珍斷 投蚤狀恣劣化 勢預測 部件剩余窘命預測等模型】

43、 EiiiiBfii?Efe智能生序排程。 智能生序排成是指收集客戶汀單 生序 人昴等黴据， 通迸大敖据技木岌現肪史預測 冥阮的偏差 率， 考慮滓能約束 人昴技能約束 物料可用約束 工裝模具約束， 通迸智能的 化算法， 制定預汁 排滓， 監控汁 現 冥阮的偏差 云力恣的 整汁排序。序品庾量 化。 卉品頎量 化是指通迸收集生序 序品等冥肘黴据和所史黴据 根据以往經 建立大檄据模型， 又寸貢量缺蔣 序品白勺生序全迸禾呈迸 于回奏朔， 快速甄別原因， 己筌迸生/立向題， 化提升序品庾量。能源消耗管控。 盲巨奏原奏肖耒毛管宁空是于旨又寸企並生 尤裟名 莘建王不弔卜含巨耒毛抖 方文禾口牢甫且力1焉云力卒

44、 酉己王不拈的冥肘監控， 收集生序 美鍵坏拈能耗等相芙敷据 建立能耗仿 模型, 迸行多維度能耗模型仿 預測分析， 荻得生尸 各坏芳的詰能空同敖据 同孑栗丁乍智會巨尤丁匕賃荷 台巨耒毛平摸， 入人而冥王鬼整本生序瑩戈柔1生拈盲 蔣夆耒毛刁或于非， 及日寸岌王兒台 耒毛白勺 常或山夆1直 況， 契現生尸迸程中的能源消耗契肘 化。(2 ) 縉化 同中的工並大敖据 用同 岌 制造o 丁亦同石卉岌 芾u造主要是基刁 瑩充_白勺孟殳i十平台禾口芾u造 奏原1言冒、平台， 集成役汁工具庫 模型庠 知枳庫及制造企並生序能力信息， 不同地域的企並或分支机 可以通迸工並互朕 絡仿向沒汁平台荻取相 同的孟殳汁黴据

45、也可荻得同委制造企並鬮置生抨能力冥現多站烹跡同多任勞 行 多企並合作的 地跡同投汁 制造要求。供庄 配送体系 化。 供庄 配送体系 化主要是通迸RFID 等序品屯子柝枳技木 物朕孑支7忙以及禾多云力互耳芙 孑支才走荻 尋1共庄商 庠存 物流 生滓 捎售等完整滓品供庄 的大敖据， 利用逑些敝据迸行分析， 确定采胸物料敖量 适送肘同等， 冥現供庄鮭 化o) 卜性化定制中的工皿大敖据 用用戶需求 掘。 用戶需求 掘主要指建立用 戶又寸商品需求的分析体系， 掘用戶深房次2Z的需求，建立科 的商品生 方案分析系 ，合用 需求 品生 ， 形成 足消 者其月的各品 生 方案等，市 的 知性判 。性化定制生

46、。 生丁匕定 u生 主要宁旨采集客 _生丁匕需求 宁居 工 企 生 据 外部 境 据等信息， 建立 性化 品模型,品方案 物料 、 工 方案通 制造 行系 快速生，行整和物料准 ， 快速生 出符合 性1匕需求白勺定 u丁匕口口口。) 服 化延伸中的工 大 据 用品 程服 。 品 禾呈月艮 是主旨通 宁苔建企 品 宁居平台，智能装 、 智能家居可穿戴 智能 汽 等多 智能 品， 采集 品 据， 建立 品性能 分析模型， 提供智能 品的 程 服 ， 造 品新的价 ， 制造企 的服 化 型。( 四 ) 存在的工 大 据 用的主要障碍在于以下几点二 一是企 据源 差， 尤其是 于机器 生等生据采集 量

47、 型、 精度以及 率方面存在 大提升空 。 二是企 和企 部部 信息孤 普遍存在，据的交互、 共享和集成存在很大障碍，据融合 用价以有效 掘利用。三是缺乏工 大 据 用成熟模式和灯塔式目， 菅一些先 企 正在 行工 大 据 用的 ， 但仍 于初 段， 用 累不多， 未形成行 用推广模式。 四是工 大 据核心技 、 件平台 品， 以及系 充集月戈禾口 用 盲巨力乃翼 有于寺力口强， 安全可控能力不足。(五)展着工 互 建 和 用不 深入， 据的价 作用 越 越凸 ， 据分析 向工 各 渗透， 、 策 控制等更智能的 用成 展方向，最 成 据采集到 、生 及企 菅理 化的 。 工 据未 呈 出以下

48、几 展方向: 一是跨 次跨珂的敷* 据整A 。 前工 据水平床看分散土、生 自理企 +等、各 垂直 看分散在生 企 菅理 (MES ERP) 等不同 次， 下一步 据在垂直和水平方向都需要整合， 全局 分析奠定 据基 。 其中 技 重要作用， 利用可以又寸工 互耳 宁居白勺含 子于木示豪主， 吏 艾宁居在 木勾系 充之 台旨句多子皮正石角王里角 禾口 王里o 二是据在 的智能 理。 在靠近 据源 的 点上， 通 融合 算 存 控制等功能， 据的 理 分析 ， 以 足工 生 接 控制 分析 安全 私等需求， 可以 云平台 互 。 三是基于云平台 据集成管理。 据 聚起 ，22 瑙 , iiizl

49、xk ETL , MPP iiif, E731klikii$miiio iHBlXjJEiHi, 20 MEii, , 0 71l x 5E1? Fi5% FLEnHEL magma23Ex( ) lo MIikE, WEVE, , E4 , , Elitt, , , H an 11 , (, , WEI F , ma %TET$IkEH9EWk%iizi& Z: ; ZEEZf$%TEIFWigiftx 等各 据的安全。(二)分析阻苴着互耳 工 帛虫合 U 白勺不 芒佳云力，力 交通 市政等大量 系 民生的 信息基 施曰益 于 ，逐步 公共互接， 一旦受到 攻 ， 不 造成巨大失， 更可能境

50、灾 和人 亡， 危及公 生活和 家安全， 安全保障能力已成影 工 互 新 展的 犍因素。 的 看， 由于信息化和自 化程度的不同， 工 分千于 白勺安全1呆 覃1本系建 受 肯兄也各不木目同， 信息化 自 化程度越高的行 ， 放程度也相高_， 面 的安全 之增大， 安全也更加重 ， 安全保障体系建 相 更完善。目前， 工 令 土或安全 万宁 采用分 分士或白勺 高离_禾口 界防宁 害路.。 工工 外 之通常部署隔离和 界防 措施， 采用防火 、 PN、 方 司宁空 u等 界 方宁 空昔万伍1呆障工 安全。工看， 可 一步分 企 菅理 和生 控制 。 企 菅理 主要包括企 菅理相 的 ERP C

51、RM 等系 ，汀系 似， 主要 注信息安全的 容， 采用 限菅理控 制等 信息系 安全防 措施，生 控制 之 多的采用工 防火 等隔离 ， 一般通 白名 方式 工如OPC 等 行 ， 9?kalmiliiirzo生 控制 包括工程 站 操作 站等工作站， 以及 PLC DCS 等控制 ，生 程 密 切相 ，可靠性和 性要求高， 主要 注功能安全的 。 因此，管工程 站 操作 站等目前仍多采用 Wi 2000/XP 等操作系 ， 1旦考 至u系 充奉急定性以及又寸工力盲旨安全白勺景多口向，少升 丁， 一般也不安装病毒防 件等。 同 ，生 控制 以物理隔离 主， 信息安全患低， 工 私有用 多，

52、工 方火士 等 高离主受 需宅十又寸 寸 盂曼L无十， 企 更 注生程的正常 行， 一舟受 交少在工1乍立占禾口于空 u主受 之 音B署 高离_主受 以避免 工力胃邑安全司 。此外， 控制 子空 u 欠1牛在主受 十之子刀也缺少 者女口主人i正 授 加密等安全功能， 生 控制安全1呆障子昔万 白勺缺失成 工 互耳寅 禾呈中白勺重要安全 o体 看，界在推 工 防 火 工 安全安全管理等安全 品的 用， 但整体 工 互 安全的 究及 支持 于起步 段，有措施 以有效工 互展 程 中 日 益 的 安 全 。 工 互 未 演 看 ， 工基施 控制体系 工 据和 人 私、 智能 以及工 用的安全保障是未

53、 展的重点。( 三) 存在的着工 高虫合 u 斤L 及工 互耳 白勺不迷斤演 ， 工 境更加 放， 未 工 互安全主要面 以下几方面的 ， 一是 安全 。生以机械装主， 重点 注物理和功能安全， 豪 妄侵生 装 禾口 品斗 越 越多白勺集万戈工甬用嵌父式于栗1乍系 充及 用 欠1牛， 海量直接暴露在 攻 之下， 木 病毒在主受 之 白勺1 宁番宁广昔艾速度 呈宁旨 士曾 。 二是珙跖0 “ch (“3 1J0 ) +” , WISE 0 EENTCP/IP leiSEllJjiiii, l 177 2311,755ka 7 ll 1931 0 0 , |T OT OT , Hg? iiAtx

54、ffa%l9%filh7fo IT OT 7, 07, , APT E4 TEE230 IkEFHE-jt, l 。 l 】 IT$IJ OT 0 l , (IE) l 0 , 1 , Efirg. 。 , , E%1E.=E$lh?cm$o IJEil, , , 1, - ifii x , ; Fii, -, 26工 互的 施六、( 一) 工 系及 施目段 工 系 的 字 化化已具 一定基 ， 但 工 互 泛在互 全生命周期字 等愿景相比， 在 据 安全等方面 存在很大改造和提升的空 。段工 系架 如 2所示， 在 互 方面， 工 工 以太 普通以太等多技 存但以有 主， 工 外部互 有限;

55、 在 据智能方面， 不同 之 的据相 隔离， 底采集有限， 系据集成困 ， 云 大 据等技 未有效 展; 在安全保障方面， 以 足 有工 系 的安全保障需求 主， 且更多 重功能安全。12段工 系架在工 互 背景下， 工 系 在 互 据智能 安全保障等方面 行快速的迭代演 ， 云和大 据技 逐步引入， 扁 Z丁匕白勺 欠石更丁牛音 署架木勾 戈 重要 展 ， 而引 工 系各 据和安全的深刻 化。 合工 互 据、 安全 展 ， 本 告出的工 互 目 架 如 13 所示。珙2713 工 互目架工 互耳 目木示 王 架木勾主要呈王 四 方面 毛建牛寺正二 一是体系架 方面，打通 外融合，工 系 多逐

56、 演用 平 台 和三 ， 整体架 呈 扁平化 展; 二是 互 方面， 各 智能装分化， 无 成 有 的重要 充， 新型推互 和， 工品、 外部信息系 和用 充分互 ; 三是在 据智能方面， 工 云平台成核心，工 外部 据的充分 聚， 支撑 据的存 掘和分析， 有亥文支主掌工 1言冒、控 u系 充禾口名禾中 斤 用; 四是在安全保障方面， 各 安全机制 工 互各 次深度融合，深防御， 立体防 ， i垣獒工多7禾中安全空昔方 丁呆B章 各互耳 禾口 宁居集 戈安全。工 互耳 目木示架木勾白勺 王 是_ 其月 禾呈， 需要 据、 安全等方面逐步 同推 。( 二 ) 工 E的 施(1 )互 的 施各互

57、耳 白勺 方伍主要是角 夫工 互耳 各禾中主受 系 之互 互通的， 涉及 企和系 之 的互 ， 以及企 信息系 、品、 用 云平台之 不同互景， 宅十又寸王 有工 系 充艮无包含王 有主受 系 白勺 各丁匕已文造，包含新型接的建 。互 的 施涉及的主要 如4 所示。28瑙14互 的 施在和， 主要 王 底 受 向互耳 以及 上 系 充 人向互通白勺 于妾。 一是 控制器 机床等装 装置的通信方式 行改造， 如以工 以太 代替。 二是 有工装 或装置, 如机床等， 憎加 接口, 三是 有工 装置或装 附加 感器 行器等增加 外部的信息交互。 四是 了采集生 王 士勇1言冒或子丸于反痘 宁空 u，

58、 部署新的、描行器等。 五是又寸在 u品 甬_ 嵌通1言木莫士央或 寸力口木示 等方式， 增加 工 系 的信息交互功能。 六是部署算 点， 薯聚生 王 士勇 艾宁居及 自工 控 u系 充女口PLC、史 据的 据，行 据的理。 具体采用的 方式需要 合通信需求 布 情 源供等， 充分 合_P化、 无 化等 ， 如 在制品， 可以采用短距离通信和 技 ， 如 牙 二 RF_D 等;生 装 或装置， 可以直接利用 有的 方式， 也可以考 利用工以 太 工 无 等 憎 加 接 口;, 如果 性要求不高， 可以采用有通信 无L丁E士曾强 NB斗O丁 SG 等技 。在工 企 或工 外部，注重引入云平台和大

59、 据技 ，通 云 平台生 或装置 工 控制系 工 信息系 工 互用之 的信息交互， 以及 作企 信息系 智能 品、 用 之 的信息交互， 以便 制造企 提供提供不同地域 不同功能的各 系的 向互 ， 以及 上 用 跨企 /跨行 各 主体之 的互 ，价作提供支持。具体 方式也依 于互 景， 如工 /工 云平台 生或装置 工 控制系 珙2g9工 信息系 之 的互 , 可以直雯妾禾 目王 有白勺互耳 或企 1言冒 ;工 / 工 云平台 作企 信息系 ， 可能需要考 建立安全 可靠的 PN信息交互;工/工 云平台 品， 可以采用 NB一_ T L丁E士曾强以及未 的 5G等广域移 通信 及各有 通信。

60、(2 )解析的 施解析的 施主要通技 的 用，零原材料 在制品品等信息的自，借助 解析系 ，王 又寸 品全生命周其月芦彗王里以及各 木勾系 之的信息交互。解析的 施涉及的主要 如15 所示。15解析的 施在 工 部，推解析技 用， _文宁三木艮于居需 吏又寸雷以罡艮罡宗又寸象 子于木示i只， 可以、原材料 在制品 品， 另外也可以 部 机 工 人等 武予 ; 二是部署器， 可以嵌入在机床等装 上， 也可以 部署， 通器的自云力 ， 或同行信息的入; 三是建信息系 ，企部 及相 信息菅理， 同 支持公共 / 子于 工 互耳 木示i只角 木斤系 充白勺又寸宁妾。在工 外部， 核心是品跨企 跨行 跨