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前沿技术-工业互联网平台建设1
《工业互联网平台白皮书》宣讲
中国信息通信研究院(CAICT)
工业互联网产业联盟(AII)
朱敏
《工业互联网平台白皮书》宣讲中国信息通信研究院(CAICT)
一、背景:制造业转型需求与信息技术加速渗透,共同催生工业互联网平台
制造业转型升级需要新的平台化使能工具
信息技术发展推动平台化使能工具走向成熟
工业数据的爆发
式增长需要新的
数据管理工具
云计算
实现低成本的IT基础设施,
简单灵活的软件开发与部署
工业互联网
平台
企业智能化决
策需要新的应
用创新载体
大数据
实现海量工业设备连接管理,
海量工业数据的高效处理分析
新型制造模式
需要新的业务
交互手段
物联网
备注:参考安筱鹏副司长《工业互联网平台之为什么、是什么、怎么干》
一、背景:制造业转型需求与信息技术加速渗透,共同催生工业互联
二、发展现状:工业互联网平台不断演进发展,近几年呈爆发式增长
企业平台布局从云平台-大数据平台-物联网平台,演进发展到目前的工业互联网平台
2010
2013
2015
2017
平台开始出现,云计算平台初见雏形,大数据处平台深入发展,设备连接需求
技术拉开平台发展序幕理分析平台成为应用热点旺盛,物联网平台爆发式增长
平台日渐成熟,工业知识积累沉淀成核心竞
争焦点,工业互联网平台进入发展快车道
工业互联网平台市场呈爆发式增长
近两年平台产品数量持续增加,2017年
全球工业互联网平台超过150个
全球工业互联网平台市场规模快速增长,
数据来源:IOTAnalysis
二、发展现状:工业互联网平台不断演进发展,近几年呈爆发式增长
三、工业互联网平台内涵及特征
定义
特征
泛在连接
工业互联网平台
具备对设备、软件、人员等各类生产要素数据的全面采
集能力。
云化服务
是面向制造业数字化、网络
化、智能化需求,构建基于
海量数据采集、汇聚、分析
的服务体系,支撑制造资源
泛在连接、弹性供给、高效
配置的载体
实现基于云计算架构的海量工业数据清洗存储、管理和
计算
知识积累
能够提供基于工业知识机理的数据分析能力,并实现知
识的固化、积累和复用
应用创新
能够调用平台功能及资源,提供开放的工业APP开发环
境,实现工业APP创新应用
三、工业互联网平台内涵及特征定义特征泛在连接工业互联网平台具
边缘、工业PaaS、应用是工业互联网平台三大核心层级
工业互联网平台架构
应用层是关键
形成满足不同行业、不同场景的工业SaaS
和工业APP,形成工业互联网平台的最终
价值。
消费者
供应链
协作企业
开发者
业务运行
应用创新
应用层
(工业SaaS)
设计
APP
生产
APP
管理
APP
服务
APP
设备状
态分析
供应链
分析
能耗分
析优化
……
平台层是核心
应用开发
(开发工具、微服务框架)
工业微服务组件库
(工业知识组件、算法组件、原理模型组件)
基于通用PaaS叠加大数据处理、工业数据
分析、工业微服务等创新功能,构建可扩
展的开放式工业操作系统。
工业数据建模和分析
(机理建模、机器学****可视化)
工
业
安
全
防
护
平台层
工业大数据系统(工业数据清洗、管理、分析、可视化等)
(工业PaaS)
通用PaaS平台资源部署和管理
设备管理
资源管理
运维管理
故障恢复
边缘层是基础
通过大范围、深层次的数据采集,以及异
构数据的协议转换与边缘处理,构建工业
互联网平台的数据基础
IaaS层
云基础设施(服务器、存储、网络、虚拟化)
设备接入
协议解析
边缘数据处理
边缘层
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边缘、工业PaaS、应用是工业互联网平台三大核心层级工业互联
四、平台技术:工业互联网平台涉及七大类关键技术
工业互联网平台技术体系
安全
保障
技术
安全技术保障平台运行环境、接入数据等的安全
应用
创新
技术
应用开发和微服务技术实现工业应用的快速开发和创新
数据
挖掘
技术
数据管理技术实现海量工业数据清洗、存储与计算
工业数据建模和分析技术实现工业数据的深度分析
数据集成和边缘处理技术实现数据的实时处理和云端汇聚
基础
支撑IaaS技术提供稳定可靠的云基础设施
技术
平台使能技术提供基础运行环境
四、平台技术:工业互联网平台涉及七大类关键技术工业互联网平台
工业互联网平台技术趋势
平台架构,PaaS以其开放灵活特性成为主流选择
应用创新,工业机理与数据科学走向融合
工业APP
1
工业机理
数据科学
2
可调用API
先验知识
物理化学知识
大数据处理
工
业
互
联
网
平
台
机理模型
3
分析算法
开发组件
容器
容器
容器
机器学****br/>生产管理经验
2
工业微服
务
工业大数
据
分析算法
开发工具
…..
……
1
通用PaaS(cloudfoundry/openshift)
3
4
3
容器
容器
容器
数字孪生
工业知识库
IaaS
1、对工业机理的深入理解是工业数据分析的重要前提
1、基于通用PaaS的二次开发成为工业PaaS主要构建方式
2、新型集成技术成为平台能力开放的重要手段
2、大数据、机器学****技术驱动工业数据分析能力跨越式提升
3、数据科学与工业机理结合支撑复杂数据分析,驱动数字孪生发展
4、工业知识正基于平台快速积累并实现高效传播与复用
3、容器技术支撑平台及应用的灵活部署
工业互联网平台技术趋势平台架构,PaaS以其开放灵活特性成为
工业互联网平台技术趋势
功能下沉,边缘与云端协同成为平台
重要发展方向
开发框架,微服务等新架构大幅降低
开发难度与创新成本
边缘实时决策
云端学****建模
2
工业APP
模型
输出
工业互联网平台
质量检测模型
故障诊断模型
产品分类模型
……
3
数据分析工具
微服务调用接口
迭代
优化
工业互
联网平
台
2
工业微服务
组件库
工业大数据
系统
经验知识组件
开发工具
1
工业现场数据预处理
协议转换
……
1
,实现模型不断成长和优化
工业互联网平台技术趋势功能下沉,边缘与云端协同成为平台开发框
工业互联网平台带来的变革—重构工业软件创新、部署与集成方式
4将微服务固化为工业APP
3构建微服务组件库
2打开知识黑盒
1
2
设计
APP
1
1
工业知识
经验
1
1
2
5
2
基
于
平
台
实
现
交
互
集
成
解
构
传
统
1
ERP
MES
1
2
2
工业互联网平台
管理
APP
2
工3
业
2
3
SCADA/DCS
传感器与控制设备
现场制造设备
软
1
件
2
体
系
2
1
1
1
分析
APP
2
备注:参考安筱鹏副司长《工业互联网平台之是什么、如何看、怎么建》
工业互联网平台带来的变革—重构工业软件创新、部署与集成方式4