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“互联网,”:引爆新工业革命

时间:2022-05-21 09:50:02 浏览量:

下面是小编为大家整理的“互联网,”:引爆新工业革命,供大家参考。希望对大家写作有帮助!

“互联网,”:引爆新工业革命

“互联网 ”:引爆新工业革命2篇

“互联网 ”:引爆新工业革命篇1

工业互联网发展概述


把握工业互联网平台发展的战略机遇

工业互联网是新一代信息通信技术与现代工业技术深度融合的产物,是制造业数字化、网络化、智能化的重要载体,也是全球新一轮产业竞争的制高点。党的十九大报告指出,“加快建设制造强国,加快发展先进制造业,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。”2017 年 10 月 30 日,国务院常务会审议通过《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,促进实体经济振兴,加快转型升级。工业互联网通过构建连接机器、物料、人、信息系统的基础网络,实现工业数据的全面感知、动态传输、实时分析, 形成科学决策与智能控制,提高制造资源配置效率,正成为领军企业竞争的新赛道、全球产业布局的新方向、制造大国竞争的新焦点。

作为工业互联网三大要素,工业互联网平台是工业全要素链接的枢纽,是工业资源配置的核心,对于振兴我国实体经济、推动制造业向中高端迈进具有重要意义。

工业互联网平台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、高效配置的工业云平台。其本质是通过构建精准、实时、高效的数据采集互联体系, 建立面向工业大数据存储、集成、访问、分析、管理的开发环境,实现工业技术、经验、知识的模型化、标准化、软件化、复用化,不断优化研发设计、生产制造、运营管理等资源配置效率,形成资源富集、多方参与、合作共赢、协同演进的制造业新生态。关于工业互联网平台有四个定位:

第一,工业互联网平台是传统工业云平台的迭代升级。

从工业云平台到工业互联网平台演进包括成本驱动导向、集成应用导向、能力交易导向、创新引领导向、生态构建导向五个阶段,工业互联网平台在传统工业云平台的软件工具共享、业务系统集成基础上,叠加了制造能力开放、知识经验复用与开发者集聚的功能,大幅提升工业知识生产、传播、利用效率,形成海量开放 APP 应用与工业用户之间相互促进、双向迭代的生态体系。第二,工业互联网平台是新工业体系的“操作系统”。工业互联网的兴起与发展将打破原有封闭、隔离又固化的工业系统,扁平、灵活而高效的组织架构将成为新工业体系的基本形态。工业互联网平台依托高效的设备集成模块、强大的数据处理引擎、开放的开发环境工具、组 件化的工业知识微服务,向下对接海量工业装备、仪器、产品,向上支撑工业智能化应用的快速开发与部署,发挥着类似于微软 Windows、谷歌 Android 系统和苹果 iOS 系统的重要作用,支撑构建了基于软件定义的高度灵活与智能的工业体系。第三,工业互联网平台是资源集聚共享的有效载体。

工业互联网平台将信息流、资金流、人才创意、制造工具和制造能力在云端汇聚,将工业企业、信息通信企业、互联网企业、第三方开发者等主体在云端集聚,将数据科学、工业科学、管理科学、信息科学、计算机科学在云端融合,推动 资源、主体、知识集聚共享,形成社会化的协同生产方式和组织模式。

第四,工业互联网平台是打造制造企业竞争新优势的关键抓手。当前,GE、西门子等国际领军企业围绕“智能机器+云平台+工业 APP”功能架构,整合“平台提供商+应用开发者+海量用户”等生态资源,抢占工业数据入口主导 权、培育海量开发者、提升用户粘性,不断建立、巩固和强化以平台为载体、以数据为驱动的工业智能化新优势,抢占新工业革命的制高点。说得形象一点,工业互联网平台是两化融合的“三明治”版。第一,底层是由信息技术企业主导建设的云基础设施IaaS 层,在这一领域,我国与发达国家处在同一起跑线,阿里、腾讯、华为等云计算基础设施已达到国际先进水平。第二,中间层是由工业企业主导建设的工业 PaaS 层,其核心是将工业技术、知识、经验、模型等工业原理封装成微服务功能模块,供工业 APP 开发者调用,因此工业 PaaS 的建设者多为了解行业本身的工业企业,如 GE、西门子、PTC 以及我国的航天科工、三一重工、海尔集团均是基于通用 PaaS 进行二次开发,支持容器技术、新型 API 技术、大数据及机器学习技术,构建了灵活开放与高性能分析的工业 PaaS 产品。第三,最上层是由互联网企业、工业企业、众多开发者等多方主体参与应用开发的工业 APP 层,其核心是面向特定行业、特定场景开发在线监测、运营优化和预测性维护等具体应用服务。

对于工业互联网平台,可以用三句话来概括:

第一句,数据采集是基础。其本质是利用泛在感知技术

对多源设备、异构系统、运营环境、人等要素信息进行实时 高效采集和云端汇聚。当前数据采集面临的突出问题是,受 制于传感器部署不足、装备智能化水平低,工业现场存在数 据采集数量不足、类型较少、精度不高等问题,无法支撑实 时分析、智能优化和科学决策。无论是跨国公司,还是国内 平台企业,都把数据采集体系建设和解决方案能力建设作为 工业互联网平台建设的基础:一方面通过构建一套能够兼容、转换多种协议的技术产品体系,实现工业数据互联互通互操 作,另一方面通过部署边缘计算模块,实现数据在生产现场 的轻量级运算和实时分析,缓解数据向云端传输、存储和计 算压力。

第二句,工业 PaaS 是核心。其本质是在现有成熟的 IaaS(基础设施即服务)平台上构建一个可扩展的操作系统,为工业应用软件开发提供一个基础平台。工业 PaaS 面临的突出问题是开发工具不足、行业算法和模型库缺失、模块化组件化能力较弱,现有通用 PaaS 平台尚不能完全满足工业级应用需要。当前,工业 PaaS 建设的总体思路是,通过对通用PaaS 平台的深度改造,构造满足工业实时、可靠、安全需求的云平台,将大量工业技术原理、行业知识、基础模型规则化、软件化、模块化,并封装为可重复使用和灵活调用的微服务,降低应用程序开发门槛和开发成本,提高开发、测试、部署效率,为海量开发者汇聚、开放社区建设提供支撑和保障。工业 PaaS 是当前领军企业布局的重点,是平台核心能力的集中体现,也是当前生态竞争的焦点。

第三句,工业 APP 是关键。主要表现为面向特定工业应用场景,激发全社会资源推动工业技术、经验、知识和最佳实践的模型化、软件化、再封装(即工业 APP),用户通过对工业 APP 的调用实现对特定制造资源的优化配置。工业 APP 面临的突出问题是,传统的生产管理软件云化步伐缓慢,专业的工业APP 应用较少,应用开发者数量有限,商业模式尚未形成。工业 APP 发展的总体思路是,一方面,传统的 CAx、ERP、MES 等研发设计工具和运营管理软件加快云化改造,基于工业 PaaS 实现了云端部署、集成与应用,满足企业分布式管理和远程协作的需要;
另一方面,围绕多行业、多领域、 多场景的云应用需求,大量开发者通过对工业 PaaS 层微服务的调用、组合、封装和二次开发,开发形成面向特定行业特定场景的工业APP。

从全球工业互联网平台发展的总体情况来看,技术体系初步形成,产业生态逐渐成熟,应用场景日趋丰富。在技术体系方面,数据集成和边缘处理技术、IaaS 技术、平台通用使能技术、工业数据建模和分析技术、工业大数据计算技术、应用开发和微服务技术、平台安全技术共同构成了工业互联网平台的技术体系,边缘数据集成处理、通用平台二次开发、工业机理与大数据融合、微服务组件调用是当前工业互联网平台构建的主要方式。在产业生态方面,五大支撑、四大主体、两类用户共同构成了工业互联网平台的产业体系,工业企业、信息技术企业、垂直领域企业、软件企业、互联网企业结合自身优势从不同路径开展平台产业布局,基于平台提供开发环境、工业知识积累、微服务组件、大数据分析引擎, 成为跨界企业与第三方开发者共同构建平台产业生态的关键支撑。在应用场景方面,工业现场的生产过程优化、企业管理的运营决策优化、企业间协同的资源配置优化、产品全生命周期的管理服务优化是工业互联网平台的四大典型应 用,平台的应用领域正从单个设备、单个工艺、单个企业向全要素、全产业链、全生命周期领域拓展,带动传统产业实现智能化转变。当前,全球领先企业工业互联网平台正处于规模化扩张的关键期,而我国工业互联网建设仍处于起步阶段,发展基础和能力薄弱,跨行业、跨领域的综合性平台尚未形成,面向特定行业特定领域的企业级平台影响力不强,亟需加强统筹协调,充分发挥政府、企业、研究机构等各方合力,把握 全球工业互联网平台市场格局、技术标准未定的战略窗口期, 抢占基于工业互联网平台的制造业生态发展主动权和话语权,打造新型工业体系,加快形成培育经济增长新动能。下 一步,要从“供给侧”和“需求侧”两端发力,坚持“建平 台”与“用平台”双轮驱动,培育一批跨行业、跨领域的综 合能力平台和解决企业数字化、网络化、智能化发展需求的 企业级平台,开展工业互联网平台技术验证与测试评估,组 织实施百万工业企业上云和百万工业 APP 培育工程。要坚持“补短板”与“建生态”相互协调,实施工业技术软件化工 程,促进软件技术与工业技术深度融合,构建工业互联网的 产业支撑体系。要坚持“保安全”与“促发展”相互促进, 加快形成发展工业互联网的安全保障体系。

工业互联网平台是推动制造业与互联网融合发展的重要抓手,基于工业互联网平台的制造业生态正成为产业竞争 的“风口”,发展的机遇稍纵即逝,需要在技术研发、标准研制 和产业应用等方面尽早部署。

“互联网 ”:引爆新工业革命篇2

工业互联网安全概述工业互联网概述

工业互联网的内涵用于界定工业互联网的范畴和特征,明确工业互联网总体目标,是研究工业互联网的基础和出发点;
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。其本质是以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联为基础,通过对工业数据的全面深度感知、实时传输交换、快速计算处理和高级建模分析,实现智能控制、运营优化和生产组织方式变革。

工业互联网安全架构

工业互联网的安全需求可从工业和互联网两个视角分析。从工业视角看,安全的重点是保障智能化生产的连续性、可靠性,关注智能装备、工业控制设备及系统的安全;
从互联网视角看,安全主要保障个性化定制、网络化协同以及服务化延伸等工业互联网应用的安全运行以提供持续的服务能力,防止重要数据的泄露,重点关注工业应用安全、网络安全、工业数据安全以及智能产品的服务安全。因此,从构建工业互联网安全保障体系考虑,工业互联网安全体系框架,如图 所示,主要包括五大重点,设备安全、网络安全、控制安全、应用安全和数据安全。

图 1 工业互联网安全体系

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设备安全是指工业智能装备和智能产品的安全,包括芯片安全、嵌入式操作系统安全、相关应用软件安全以及功能安全等。

网络安全是指工厂内有线网络、无线网络的安全,以及工厂外与用户、协作企业等实现互联的公共网络安全。

控制安全是指生产控制系统安全,主要针对 PLC、DCS、SCADA 等工业控制系统的安全,包括控制协议安全、控制平台安全、控制软件安全等。

应用安全是指支撑工业互联网业务运行的应用软件及平台的安全,包括各类移动应用;

数据安全是指工厂内部重要的生产管理数据、生产操作数据以及工厂外部数据(如用户数据)等各类数据的安全。

工业互联网典型安全问题

新一轮的工业革命是工业互联网蓬勃发展的原动力。反之,工业互联网的快速发展又改变或催生了工业生产的设计、生产、物流、销售和服务模式。大规模个性化定制、远程运维和工业云等新兴业态崭露头角,并引起广泛关注。同时, “数字化、智能化、网络化”为特征的工业互联网既面临传统 IT 的安全威胁, 也面临以物理攻击为主的信息通信技术(简称 ICT)的安全威胁。

安全保障能力已成为影响工业互联网创新发展的关键因素。随着互联网与工业融合创新的不断推动,电力、交通、市政等大量关系国计民生的关键信息基础设施日益依赖于网络,并逐步与公共互联网连接,一旦受到网络攻击,不仅会造成巨大的经济损失,更可能造成环境灾难和人员伤亡,危及公众生活和国家安全。

工业领域安全防护急需加强和提升。目前,工业领域安全防护采用分层分域 的隔离和边界防护思路。工厂内网与工厂外网之间通常部署隔离和边界防护措施, 采用防火墙、虚拟专用网络、访问控制等边界防护措施保障工厂内网安全。企业 管理层网络主要采用权限管理、访问控制等传统信息系统安全防护措施,与生产 控制层之间较多的采用工业防火墙、网闸、入侵防护等隔离设备和技术实现保护 “数据安全”。生产控制层以物理隔离为主,工业私有协议应用较多,工业防火 墙等隔离设备需针对专门协议设计。企业更关注生产过程的正常进行,一般较少


在工作站和控制设备之间部署隔离设备、进行软件升级,一般也不安装病毒防护软件以避免带来功能安全问题。控制协议、控制软件在设计之初也缺少诸如认证、授权、加密等安全功能,生产控制层安全保障措施的缺失成为工业互联网演进过程中的重要安全问题。

未来工业互联网安全主要面临以下几方面的问题:

(1)生产设备安全问题开始凸现。传统生产设备以机械装备为主,重点关注物理和功能安全。但未来的生产模式更强调终端的生产角色的扁平、协同, 导致生产设备数字化、信息化、网络化、智能化水平不断提升;
生产环节中人机交互过程逐渐减少甚至消失(如无人工厂、自动驾驶)。上述因素导致一些安全隐患难以发觉,更重要的是导致海量设备直接暴露在网络攻击之下。木马病毒能够在这些暴露的设备之间的以指数级的感染速度进行扩散。这种情况下,工业设备就成为安全攻击的“肉鸡”武器。近期美国域名服务商被大量终端设备攻击事件说明了这种攻击方式的巨大危害。

(2)端到端生产模式下的网络安全问题。为追求更高的生产效率,工业互联网开始承担从生产需求起至产品交付乃至运维的“端到端”的服务。比如大规模个人定制的服装行业,个性化定制的家电行业已经开始实现从由生产需求起至产品交付“端到端”的生产服务模式。无人化生产模式下,工厂网络迅速向“三化(IP 化、扁平化、无线化)+灵活组网”方向发展,工厂网络开始直接面临众多传统 IT 安全挑战。工业网络灵活组网的需求使网络拓扑的变化更加复杂,导致传统基于静态防护策略和安全域的防护效果下降。工业生产网络对信息交互实时性、可靠性的要求,难以接受复杂的安全机制,极易受到非法入侵、信息泄露、拒绝服务等攻击。“端到端”的生产模式、无人化生产发展趋势使得工业互联网安全防护的边界空前扩张,对安全防护机制的要求空前提高。

(3)控制安全问题。当前工厂控制安全主要关注控制过程的功能安全,信息安全防护能力不足。现有控制协议、控制软件等在设计之初主要基于 IT 和 OT 相对隔离以及 OT 环境相对可信这两个前提,同时由于工厂控制的实时性和可靠性要求高,诸如认证、授权和加密等需要附加开销的信息安全功能被舍弃。IT 和 OT 的融合打破了传统安全可信的控制环境,网络攻击从 IT 层渗透到 OT 层, 从工厂外渗透到工厂内。遗憾的是,目前缺乏有效的应对 APT(Advanced

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Persistent Threat,高级持续性威胁)攻击检测和防护手段。令业界最为担心的是控制安全问题最接近物理实体安全。从某种意义上,物理空间的损害成为现实。

(4)应用安全问题。网络化协同、服务化延伸、个性化定制等新模式新业态的出现对传统公共互联网的安全能力提出了更高要求。工业应用复杂,安全需求多样,因此对工业应用的业务隔离能力、网络安全保障能力要求都将提高。

(5)数据安全问题。数据是工业互联网的核心,工业数据由少量、单一、单向正在向大量、多维、双向转变,具体表现为工业互联网数据体量大、种类多、结构复杂,并在 IT 和 OT 层、工厂内外双向流动共享。工业领域业务应用复杂, 数据种类和保护需求多样,数据流动方向和路径复杂,不仅对网络的可靠、实时传递造成影响,对重要工业数据以及用户数据保护的难度也陡然增大。

综上所述,数字化的、网络化、智能化生产设备安全、端到端生产模式下的网络安全,、生产控制系统安全、应用安全和数据安全是工业互联网发展急需解决的问题,其中终端设备安全、生产控制系统安全和数据安全尤为急迫。

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