工业互联网网络化指标体系

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电力工业互联网应用及其指标

电力工业互联网应用及其指标

虽然我国可再生能源发电占比逐年提升,火电、水电、风电、光电等融合发展趋势明显,但仍然存在发展痛点:01设备管理问题由于发电有连续生产需求,设备故障会导致巨大损失,无论是火电、水电、风电还是光伏,都需要提高设备维护水平。

尤其是风电、光伏等,设备地理位置偏僻,分布分散,管理和维护难度大、成本高。

02并网调度问题目前各类电力来源需要协调调度,对发电功率预测提出挑战。

新能源电站电压调节能力有限,易引发次同步谐波等,给系统安全稳定运行带来不利影响;而电站出力不确定性致使电网潮流复杂多变,增加了电网运行控制难度。

安全问题和功率预测问题导致并网吸纳难,弃电率居高不下。

工业互联网平台成为电力行业解决设备远程维护、新能源并网消纳问题的重要途径。

目前,电力设备制造商、大数据服务商与发电企业开展合作,通过平台接入源、网、荷实时数据,利用大数据分析建模,开展体系性的调度、管控服务,一方面支持新能源实现“无人值班、少人值守、区域化检修”模式;另一方面提高新能源并网率与整体用电效率。

电力行业工业互联网应用“精益管理”和“自动化”是过去很长一段时间流程工业乃至整个工业领域提升效益、运营、管理等各方面水平的主要手段,但在物联网、大数据、人工智能逐渐普及的今天,也让更高精度、更高质量产品的生产需求越来越旺盛,这些高端需求需要借助工业互联网去实现和达成。

工业互联网利用工业物联网等先进技术对现有的资产、过程、产品进行转变,实现运营指标提升,走向卓越运营。

卓越运营(Operational Excellence)实际上是一系列关键指标的优化,其应用场景涵盖装配、加工、预测性维护、绩效管理、质量管理以及可持续发展这一系列的制造环节,甚至延展到产业链的上下游。

01华能重庆珞璜电厂比如,华能重庆珞璜电厂基于华能AIdustry工业互联网平台,构建18个设备的热力学模型,通过历史数据基于模型计算出平均工况下最优发电技术煤耗比平均发电煤耗降低了2.2克/千瓦时,可节省7480吨标煤,全年节约598万元左右。

工业互联网技术中的测试及评估体系建立分析

工业互联网技术中的测试及评估体系建立分析

工业互联网技术中的测试及评估体系建立分析随着工业互联网时代的到来,工业智能化生产已经成为了当前工业转型升级的主要方向,工业互联网技术的应用也被广泛关注和追捧。

但是,在实际生产中,工业互联网技术的可靠性和稳定性是生产企业必须要关注的问题。

因此,建立一个科学的工业互联网测试及评估体系,是保证工业互联网技术应用稳定、可靠的关键之一。

一、工业互联网技术的测试1.1 测试方法工业互联网技术的测试方法主要有黑盒测试和白盒测试两种方法。

黑盒测试是从程序的需求和规格说明出发,在不考虑程序内部结构的情况下,利用各种工具模拟用户操作的行为来检查系统功能的测试方法。

而白盒测试则是在掌握程序的内部结构的情况下,通过代码审查、路径覆盖等方法对程序的逻辑判断进行检查的测试方法。

1.2 测试对象工业互联网技术的测试对象应该是从物联网数据采集、边缘计算、云计算、大数据分析等系统各个环节中挑选出的重要组成部分,包括物联网感知设备、终端设备、路由器、交换机、服务器、存储系统、操作系统等多个方面。

1.3 测试内容在工业互联网技术的测试中,需要对系统的可靠性、安全性、性能、稳定性等方面进行测试。

其中,系统的可靠性测试主要包括功能测试、故障测试、可靠性测试、兼容性测试等方面;安全性测试主要包括认证与授权、访问控制、数据加密、网络安全等方面;性能测试主要包括负载测试、并发测试等方面;稳定性测试主要包括容错性测试、恢复能力测试等方面。

二、工业互联网技术的评估体系2.1 评估要求工业互联网技术的评估体系应该参考国家标准和行业标准的要求,建立科学、合理的评估指标和方法,确保评估结果的客观性、准确性和可信度。

2.2 评估对象评估对象应该是在实际生产中应用较为广泛的工业互联网产品和系统,包括物联网数据采集系统、大数据分析系统、生产线自动化分析系统、企业级信息化管理系统等多个方面。

2.3 评价指标诚然,工业互联网技术的不同应用场景,其评价指标也会有所不同。

工业互联网综合标准化体系建设指南

工业互联网综合标准化体系建设指南
加强宣贯培训。
• 充分发挥地方主管部门、行业协会和学会的作用,进一步加强标准的培训、宣贯工作,通过培训、咨询等手段推进标准宣贯与 实施。用标准引领行业实现智能转型。
加强国际交流与合作。
• 加强与国际标准化组织的交流与合作,定期举办工业互联网标准化国际论坛,组织中外企业和标准化组织开展交流合作,通过 参与国际标准化组织(ISO)、国际电工技术委员会(IEC)、国际电信联盟(ITU)等相关国际标准化组织的标准化工作,积极 向国际标准化组织输出我国工业互联网标准化研究成果,加强国际合作。
的制定工作。
• 到2020年,初步建立工业互联网标 准体系。
• 到2025年,逐步建立起较为完善的 工业互联网标准体系,标准应用水 平和国际化水平明显提升。
3
组及规划。充分利用现有多部门协调、多标委会协作、军民融合等工作机制,凝聚国内外标准化资 源,扎实构建统一、综合、开放的满足产业发展需求的工业互联网标准体系。
• 总体性标准: 《工业互联网 导则 工业企业上云》 • 在平台方面:《工业互联网平台建设评估要求》 • 在安全方面:《工业互联网数据安全保护要求》、《工业互联网安
全能力成熟度评估规范/安全能力评估》、《工业互联网通用威胁描 述模型》 • 标识方面:《工业互联网平台 基于HANDLE标识解析的接入云平台技 术要求》、《工业互联网 基于标识解析技术的工业互联网信息协同 共享技术要求》
实施动态更新。
• 实施动态更新完善机制,随着工业互联网发展水平和行业认识水平的不断提高,根据工业互联网发展的不同阶段,修订《工业 互联网标准体系建设指南》。
加快标准研制。
• 基于“共性先立,急用先行”的原则,依托工业互联网标准绿色通道,加快国家和行业标准的制定和贯彻实施;推动标准试验验 证平台和公共服务平台建设,为标准的制定和实施提供技术支撑和保障。

工业互联网工业大数据应用解决方案

工业互联网工业大数据应用解决方案

工业互联网工业大数据应用解决方案第一章工业互联网概述 (2)1.1 工业互联网的定义与特征 (2)1.2 工业互联网的关键技术 (3)第二章工业大数据概述 (4)2.1 工业大数据的定义与价值 (4)2.2 工业大数据的采集与存储 (4)2.2.1 采集 (4)2.2.2 存储 (4)2.3 工业大数据的处理与分析 (4)2.3.1 处理 (4)2.3.2 分析 (4)第三章工业大数据在设备管理与优化中的应用 (5)3.1 设备故障预测与诊断 (5)3.2 设备功能优化与维护 (5)3.3 设备寿命预测与健康管理 (5)第四章工业大数据在智能制造中的应用 (6)4.1 智能工厂设计与优化 (6)4.2 生产过程监控与优化 (6)4.3 个性化定制与生产 (7)第五章工业大数据在供应链管理中的应用 (7)5.1 供应链数据分析与优化 (7)5.2 库存管理与预测 (7)5.3 供应商管理与评价 (8)第六章工业大数据在产品研发与创新中的应用 (8)6.1 产品设计优化 (8)6.2 产品功能分析 (8)6.3 新产品研发与市场预测 (9)第七章工业大数据在能源管理与优化中的应用 (9)7.1 能源消耗监测与优化 (9)7.1.1 引言 (9)7.1.2 能源消耗监测方法 (9)7.1.3 能源消耗优化策略 (10)7.2 能源成本控制 (10)7.2.1 引言 (10)7.2.2 能源成本控制方法 (10)7.2.3 能源成本控制策略 (10)7.3 能源利用效率分析 (10)7.3.1 引言 (10)7.3.2 能源利用效率分析方法 (11)7.3.3 能源利用效率提升策略 (11)第八章工业大数据在质量管理中的应用 (11)8.1 质量数据分析与优化 (11)8.1.1 数据采集与整合 (11)8.1.2 数据处理与分析 (11)8.1.3 质量优化策略 (11)8.2 质量问题诊断与解决 (12)8.2.1 问题诊断 (12)8.2.2 解决方案制定 (12)8.3 质量趋势分析与预警 (12)8.3.1 趋势分析 (12)8.3.2 预警系统构建 (12)第九章工业大数据在安全生产中的应用 (13)9.1 安全生产数据分析与监控 (13)9.1.1 数据采集与预处理 (13)9.1.2 数据分析与监测 (13)9.1.3 安全预警与报警 (13)9.2 预警与预防 (13)9.2.1 预测性维护 (13)9.2.2 原因分析 (13)9.2.3 安全生产培训与教育 (14)9.3 安全生产管理与改进 (14)9.3.1 安全生产决策支持 (14)9.3.2 安全生产绩效评估 (14)9.3.3 安全生产流程优化 (14)第十章工业大数据应用实践与案例分析 (14)10.1 工业大数据应用实践案例 (14)10.2 应用效果评价与总结 (15)10.3 发展趋势与未来展望 (15)第一章工业互联网概述1.1 工业互联网的定义与特征工业互联网作为新一代信息技术与工业深度融合的产物,旨在实现人、机器、资源和数据的全面互联。

制造企业工业互联网平台应用水平与绩效评价体系构建与实践

制造企业工业互联网平台应用水平与绩效评价体系构建与实践

制造企业工业互联网平台应用水平与绩效评价体系构建与实践作为新一代信息技术与制造业全方位深度融合的新基础设施、新应用模式与新兴业态,工业互联网已经成为主要工业化国家抢占国际制造业竞争制高点、寻求经济新增长点的共同选择。

党中央、国务院高度重视工业互联网发展,2017年,国务院专门出台了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,中央政治局常委会于2020年3月4日指出,要“加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度”。

建设和推广工业互联网平台是实施工业互联网创新发展战略的核心,对加快制造强国和网络强国建设,推动工业发展方式转变,促进大中小企业融通发展,建设现代化经济体系意义重大[1]。

当前,我国工业互联网平台发展已从概念普及走向实践深耕阶段,国内领先企业基于自身优势,从不同层面和角度搭建了一批工业互联网平台,呈现出推进路径各具特点、应用模式百花齐放的优良态势[2]。

但是,企业上平台、用平台依然面临着机制不规范、路径不清晰、重点不明确等问题,同时缺乏对制造企业应用工业互联网平台的效能效益进行衡量与评价的方法与手段[3]。

目前,对工业互联网平台评价的研究,尚未形成系统化的研究成果,但在平台性能、安全等局部特定领域,产业界和学术界的诸多研究者已经开展了可借鉴的研究和应用,Lee等[4]针对工业互联网系统的性能评价,提出一种灵活的、可伸缩的仿真框架(FS-IIoTSim)并在各种工业应用场景下进行了实验,该框架由场景建模、性能评估和用户界面3部分组成;Vasiljeviĉ等[5]研究了面向工业互联网应用的操作系统的性能评估;Ferrari等[6]对工业互联网平台应用中通信延迟的性能进行了评估;Menon等[7]在研究多种成熟度模型理论的基础上,提出一套针对工业互联网平台评估的成熟度模型设计思路,建议从设计原则、设计过程、应用领域和使用方式等方面考虑模型的设计;美国工业互联网联盟(Industrial Internet Consortium, IIC)提出一种工业互联网平台安全评估模型[8],帮助平台建设企业评估自身管理、运营等方面安全问题,引导企业正确建立安全机制;中国工业互联网产业联盟发布了《工业互联网成熟度评估白皮书》[9],围绕互联互通、综合集成、数据分析利用3大要素对工业互联网成熟度进行评估,但其评估模型侧重于技术要素的评价,缺乏对于工业互联网平台从建设到应用成效的整体评价分析;周剑等[10]提出了两化融合管理评价指标体系,并牵头起草了国家标准《工业企业信息化和工业化融合评估规范》(GB 23020—2013)[11],为工业化与信息化融合奠定了基础。

工业互联网标准

工业互联网标准

工业互联网标准
工业互联网是指利用互联网技术和工业化生产相结合,实现设备、产品、企业
和整个产业链的互联互通。

随着工业互联网的快速发展,标准化工作变得尤为重要。

工业互联网标准的制定对于促进行业发展、提高产品质量、降低生产成本、增强企业竞争力具有重要意义。

首先,工业互联网标准有助于提高产品质量。

通过制定统一的标准,可以规范
生产过程中的各个环节,确保产品的质量稳定可靠。

例如,通过统一的数据格式标准,不同厂家生产的设备可以实现互联互通,提高生产效率,减少人为因素对产品质量的影响。

其次,工业互联网标准可以降低生产成本。

标准化可以减少重复建设,避免资
源浪费,提高资源利用率。

同时,通过标准化的生产流程,可以降低生产过程中的管理成本和人力成本,提高生产效率,降低生产成本。

此外,工业互联网标准还可以促进企业间的合作与交流。

统一的标准可以使得
不同企业之间的设备、数据、信息实现互联互通,促进产业链上下游之间的合作与交流,推动整个产业链的协同发展。

另外,工业互联网标准的制定还可以提高企业的竞争力。

企业可以通过遵循标
准化的生产流程,提高产品质量,降低生产成本,提高生产效率,从而增强企业的竞争力。

同时,通过遵循标准化的数据格式,可以实现企业内部信息的互联互通,提高企业的管理效率和决策效率。

总的来说,工业互联网标准的制定对于推动工业互联网的发展具有重要意义。

标准化工作可以提高产品质量,降低生产成本,促进企业间的合作与交流,提高企业的竞争力。

因此,各个行业应当加强标准化工作,推动工业互联网标准的制定与实施,共同推动工业互联网的健康发展。

工业和信息化部关于印发《工业互联网平台建设及推广指南》和《工业互联网平台评价方法》的通知

工业和信息化部关于印发《工业互联网平台建设及推广指南》和《工业互联网平台评价方法》的通知

工业APP大规模开发应用体系基本形成,
到 2020 年
重点工业设备上云取得重大突破,
遴选一批工业互联网试点示范(平台方向)项目,
建成平台试验测试和公共服务体系,
工业互联网平台生态初步形成。
制定工业互联网平台标准
建立工业互 联网平台标 准体系。
制定工业互联网平台参考架构、技术框架、评价指标等基础共性标准。
鼓励龙头企业面向行业开放共享业务系 统
确平台应用的咨询、实施、评估、培训、
采信等全流程方法体系。
实施工业设备上云“领跑者”计划

鼓励地方通过创新券、服务券等方式加 大企业上云支持力度
制定分行业、分领域重点工业设备数据 云端迁移指南 鼓励平台在线发布核心设备运行绩效榜

单和最佳工艺方案,引导企业通过对标
制定工业互联网平台标准 培育工业互联网平台 推广工业互联网平台 建设工业互联网平台生态 加强工业互联网平台管理
(一)建立工业互联网平台标准体系。 (二)推动形成平台标准制定与推广机 制 (三)推动平台标准国际对接。
(四)遴选10家左右的跨行业跨领域工 业互联网平台。 (五)发展一批面向特定行业、特定区 域的企业级工业互联网平台。 (六)提升工业互联网平台设备管理能 力。 (七)加速工业机理模型开发与平台部 署。 (八)强化工业互联网平台应用开发能 力。 (九)打造面向工业场景的海量工业APP。
提升工业互联网平台 设备管理能力。
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加速工业机理模型开 发与平台部署。
强化工业互联网平台 应用开发能力。
打造面向工业场景的 海量工业APP。
推广工业互联网平台
培育工业互联网平台应用新模式

组织开展工业互联网试点示范(平台方 向),

数字中国的评价指标体系

数字中国的评价指标体系

数字中国的评价指标体系一、引言随着信息技术的快速发展和普及应用,数字化已经成为推动国家经济社会发展的重要引擎。

中国政府高度重视数字化进程,并制定了数字中国战略,旨在加强数字化的基础设施建设、促进数字经济发展、提升数字治理能力和推进数字社会建设。

为了科学评估数字中国建设的进展和成效,建立一个科学全面的评价指标体系变得尤为重要。

本文将探讨数字中国的评价指标体系,以期为数字中国建设提供科学的评估方法和指导。

二、数字中国的发展目标数字中国战略旨在实现数字技术与经济社会发展深度融合。

为了具体实现这一目标,我们需要确立明确的评价指标体系。

数字中国的发展目标可以从以下几个方面来考虑:2.1 数字基础设施建设• 2.1.1 网络覆盖率:衡量网络覆盖范围和质量,包括宽带接入、移动网络覆盖等方面。

• 2.1.2 云计算基础设施:评估云计算中心的规模和部署情况,包括云服务器数量、数据中心数量等。

• 2.1.3 物联网基础设施:考察物联网的发展程度,包括物联网设备数量、传感器部署等。

2.2 数字经济发展• 2.2.1 电子商务规模:衡量电子商务在国内外市场的规模和增长速度。

• 2.2.2 互联网金融发展:评估互联网金融的发展情况和创新成果。

• 2.2.3 制造业数字化水平:考察制造业数字化程度,包括智能制造、工业互联网等方面。

2.3 数字治理能力提升• 2.3.1 数据安全保护:评价数据管理和隐私保护的措施和成效。

• 2.3.2 数字政府建设:考察政府数字化水平和信息化管理能力。

• 2.3.3 公共服务数字化水平:评估公共服务的数字化程度,包括电子政务、电子医疗等方面。

2.4 数字社会建设• 2.4.1 数字人才培养:评估数字人才培养的体系和成果。

• 2.4.2 数字教育普及:考察数字教育在学校和社会的普及情况和效果。

• 2.4.3 信息化医疗服务:评估信息化医疗服务的发展和覆盖程度。

三、数字中国评价指标体系的构建数字中国评价指标体系的构建需要综合考虑上述目标的具体需求和指标方法学的科学性。

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工业互联网网络化指标体系2019年10月前言“工业互联网”概念自提出以来,在全球范围内迅速得到认可,并成为工业企业特别是制造企业进行新一代科技变革和业务创新的重要利器。

过去两三年里互联网迎来了更加强劲的发展动能和更广阔的发展空间。

工业互联网应用范围和深度不断扩展,企业不断加快工业互联网的探索和实践,使之逐渐发展为重要的基础设施、关键的生产要素、持续的价值源泉。

作为政府主管部门推进我国工业互联网建设的重要窗口,工业互联网产业联盟(AII)积极开展工业互联网网络相关架构和应用情况研究,引导和推动工业互联网网络连接的技术创新和落地。

为了进一步促进工业互联网基础设施的健康快速发展,科学评估工业企业的网络现状,量化工业企业的工业互联网建设水平,工业互联网产业联盟(AII)于2019年初启动了工业互联网网络化评测指标体系的制定工作,经过半年多的努力,初步形成《工业互联网网络化指标体系》(征集意见稿)。

本体系遵循《工业互联网体系架构(版本2.0)》的主体思想,制定了一套相对完整细致的评估模型和细则,旨在建立一个可采集、可监控、可评价、可提升的工业互联网网络化指标体系。

本指标体系旨在为企业提供一套评价自身网络建设成果的标准参考依据,为企业找到工业互联网实施中的改进方向和建设路径;为联盟各项工作及我国工业互联网的应用实践提供参考和借鉴;为科研机构和政府主管部门提供有效的数据支撑和决策依据。

与此同时,为工业互联网发展提供更科学更准确的指导。

工业互联网是一个长期发展和演进的过程,毫无疑问,我们目前对工业互联网的应用认知还是初步阶段,本指标体系(征集意见稿)会在不断持续深入研究的基础上,在各工业企业的试用过程中继续完善和修订更新。

目录一、背景 (1)(一)工业互联网网络化的概念与内涵 (1)(二)工业互联网网络化评估的重要性 (2)(三)工业互联网网络化评估的必要性 (2)二、评估模型 (3)(一)评估模型的架构 (3)(二)业务体系网络化模型 (5)(三)架构体系网络化模型 (7)(四)管理体系网络化模型 (10)三、网络化指标分析 (12)(一)业务体系网络化指标细则 (12)(二)架构体系网络化指标细则 (14)(三)管理体系网络化指标细则 (15)四、工业互联网网络化指标汇总 (16)工业互联网网络化汇总指标和评分标准细则 (16)图表目录图1 工业互联网网络化架构模型 (4)图 2 业务体系网络化指标模型 (6)图 3 业务体系网络化指标细化模型 (7)图 4 架构体系网络化指标模型 (8)图 5 架构体系网络化指标细化模型 (10)图 6 管理体系网络化指标模型 (11)图7 管理体系网络化指标细化模型 (12)一、背景(一)工业互联网网络化的概念与内涵工业互联网是互联网和新一代信息技术与工业系统全方位深度融合所形成的产业和应用生态,是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。

工业互联网网络化是将原来散落的工作状态和落后的单机技术,通过联网等技术改良,成为具有高能效传输、高资源共享、高技术支持的新的技术和设备的状态。

从工业视角看,工业互联网网络化主要表现为从生产系统到商业系统的端到端网络化,由内及外,生产系统自身通过采用信息通信技术,实现机器之间、机器与系统之间、企业上下游之间实时连接与智能交互,并带动商业活动优化。

其业务需求包括面向工业体系各个层级的优化,如泛在感知、实时监测、精准控制、数据集成、运营优化、供应链协同、需求匹配、服务增值等业务需求。

从互联网视角看,工业互联网网络化主要表现为商业系统变革牵引生产系统的端到端网络化,由外及内,从营销、服务、设计环节的互联网新模式、新业态带动生产组织和制造模式的智能化变革。

其业务需求包括基于互联网平台实现的精准营销、个性定制、智能服务、协同设计、协同制造、柔性制造等。

(二)工业互联网网络化评估的重要性随着工业互联网概念兴起,美德先导应用不断涌现,目前德国工业4.0平台已有140多个应用案例,美国IIC有接近50个应用案例,主要聚焦在生产管理优化、物流仓储优化、质量管理优化、制造柔性化、产品服务价值化等领域。

与此同时,我国产业界也加快了面向各类场景的工业互联网应用探索,致力于打通生产各工序与供应各环节,使市场与消费者和使用者实现更好的对接互动。

但我国工业互联网网络化水平与发达国家相比还存在着总体发展水平低、行业和企业间的基础差异大、大规模推广难等突出问题。

加快构建工业智能生态体系、实现工业产业上下游协作、推动工业互联网网络化进程成为必由之路。

建立完善可用的工业互联网网络化指标体系是开展网络化改造、提升网络化水平、加速网络化进程的重要参考。

(三)工业互联网网络化评估的必要性当前工业企业对自身工业互联网网络化建设的定位、现状和发展路径不明确,缺乏一致的方法论来评判具体网络化水平。

联盟希望通过工业企业网络指标体系的制定助力企业了解自身建设水平,发现存在的问题,并获取相关的诊断建议。

该指标体系并不是为了创造一套复杂的理论,而是希望以提供网络化指标评估的方式为企业提供一个便利的自我评价工具。

工业互联网网络化指标体系的制定不是一蹴而就的,是持续发展、反复迭代的过程,需要借助产业界各类主体的意见和建议深化模型,结合企业对模型的应用结果和反馈,不断补充更符合不同阶段实际情况的评估细则,不断修正完善评估指标、权重等。

这个过程不仅能助力政府部门了解我国工业企业互联网网络化程度,也能帮助工业企业和解决方案服务商建立起透明的信息窗口,促进政产研用结合。

为了帮助企业发现网络化建设中存在的问题和不足,助力政府和产业界了解网络化建设和应用的水平,工业互联网产业联盟(AII)开展了关于工业互联网网络化指标体系的研究,从实际生产制造环节出发、从企业网络建设思路出发、从运营成本出发并基于我国制造业的产业现状,经过半年多的努力,形成了《工业互联网网络化指标体系》(征求意见稿)。

二、评估模型(一)评估模型的架构在工业互联网体系架构中,网络是基础,数据是核心,安全是保障,工业企业的网络建设和网络应用是工业互联网发展的关键基础因素。

基于《工业互联网体系架构(版本2.0)》,工业互联网将构建面向工业智能化的全流程、全体系、全管理的优化闭环,即面向网络化生产全流程的闭环、面向网络化架构全体系的闭环、面向网络化运维全管理的闭环。

三大闭环环环相扣、协同发展、相互贯穿。

体系针对上述三大闭环,将工业互联网网络化指标评估体系分为业务流程指标体系、网络架构指标体系、网络管理指标体系,通过三维立体式模型进行网络化指标的全面分析(如图1所示)。

图 1 工业互联网网络化架构模型基于三维模型,既可以从任意一个维度单独查看企业自身的工业互联网网络化现状进行单点改进,也可以从全方位评估自身工业互联网网络化水平,指导企业从业务、架构、管理三个维度综合评价自己的网络化程度。

由点到面、由面到场,企业通过对网络化三个维度的建设发展,将全面成为更加先进的网络化制造企业。

(二)业务体系网络化模型作为新一轮产业变革的核心驱动和战略焦点,智能制造技术贯穿于设计、生产、物流、销售、服务等制造活动的各个环节。

生产系统自身通过采用信息通信技术,实现机器之间、机器与系统之间、企业上下游之间实时连接与智能交互,网络化的柔性制造能力也带动销售和服务等商业活动包括精准营销、个性定制、智能服务等全流程的网络化提升。

从生产具体流程出发,参照设计、生产、销售、物流、服务五大流程环节,提取了工业互联网网络化建设的业务体系网络化指标模型(如图2所示)。

图 2 业务体系网络化指标模型按照模型针对各环节进行了网络化需求分解分析,其中包含设计环节的联网和协作、生产环节的互联互通、销售环节的数据分析和深度挖掘、服务环节的客户化转型等,并使用栅格进行整理汇总。

为了做到指标简单易行,重点突出,业务可评估,我们重新将栅格记录的所有生产网络化需求进行整合,合并重复需求,对非网络互联需求进行剔除,最终确认了20个可衡量的网络化指标,形成了业务体系网络化指标细化模型(如图3所示)。

图 3 业务体系网络化指标细化模型(三)架构体系网络化模型网络是工业系统互联支撑的基础。

网络互联的实施主要是解决工业互联网各种设备、系统之间互联互通的问题,涉及现场级、车间级、企业级、产业级之间的互联,以及企业信息系统、产品、用户与云平台之间不同互联,不但针对现有工业系统既包含现有设备与系统的网络化改造,还包含新型网络连接的建设。

按照工业企业网络架构,将架构体系的网络化考核分为现场级、车间级、企业级和产业级四个方面,如图4所示:图 4 架构体系网络化指标模型在现场级和车间级,主要实现底层设备横向互联以及与上层系统纵向互通的连接。

一是对控制器与机床、产线等装备装置的通信方式进行改造,如以工业以太网代替现场总线。

二是现有工业装备或装置,如机床、产线等增加网络接口,三是对现有工业装置或装备附加传感器、执行器等外部的信息交互设备。

四是为了采集生产现场信息或执行反馈控制,部署新的监测设备、扫描设备等。

五是对在制品通过内嵌通信模块或附加标签等方式,增加与工业系统的信息交互功能。

六是部署边缘计算节点,汇聚生产现场数据及来自工业控制系统,如PLC、历史数据库的数据,并进行数据的边缘处理。

具体采用的联网方式需要结合通信需求、布线情况、电源供应等,并充分结合IP化、无线化等趋势,如针对在制品,可以采用短距离通信和标识技术,如蓝牙、二维码、RFID等通信方式;针对生产装备或装置,可以直接利用现有的联网方式,也可以考虑利用工业以太网、工业无线等增加联网接口;针对监测设备,如果实时性要求不高,可以采用有线宽带通信、无线宽带、LTE增强、NB-IoT、5G等技术。

在工厂企业级或工厂外部,应注重引入云平台和大数据技术,并通过云平台实现与生产设备或装置、工业控制系统、工业信息系统、工业互联网应用之间的信息交互,以及与协作企业信息系统、智能产品、用户之间的信息交互,以便为制造企业提供不同地域、不同功能的各类系统的横向互联,以及与上层应用、跨企业/跨行业各类主体之间的互联,为价值链协作提供支持。

具体联网方式也依赖于互联场景,如针对工厂/工业云平台与生产设备或装置、工业控制系统、工业信息系统之间的互联,可以直接利用现有的互联网或企业级信息网络;针对工厂/工业云平台与协作企业信息系统,可能需要考虑建立安全、可靠的VPN专线来实现信息交互;针对工厂/工业云平台与产品,可以采用NB-IoT、LTE增强以及未来的5G等广域移动通信网络及各种有线通信。

综上,从网络架构体系的分层出发,我们把工业互联网网络化程度从现场级、车间级、企业级、产业级这四个方面进行考核然后对每一个级别进行需求分析,并使用栅格进行整理汇总。

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