2018年-数据局_中国工程院：工业互联网构建智慧社会的产业平台_21页_5mb

工业互联网构建智慧社会的产业平台总结

核心内容

工业互联网是推动互联网、大数据、人工智能与实体经济深度融合的重要载体，是制造业数字化、网络化、智能化发展的基础。它通过构建连接设备、系统、人员和数据的网络平台，促进企业数字化转型，成为数字经济的新动能和智慧社会的产业支柱。

主要观点

• 工业互联网将信息技术（IT）与操作技术（OT）紧密结合，推动产业智能化。
• 通过数据采集、监控、分析、共享等手段，提升工业系统的效率、可靠性和智能化水平。
• 工业互联网支持多种应用场景，包括远程监测、数字孪生、智能机器人、仓储物流自动化、区块链交易等。
• 需要重视开放标准、顶层设计、网络安全以及企业流程再造，以适应工业互联网的发展。

关键信息

工业发展阶段

工业互联网的通信技术

• 5G技术：具备增强移动宽带、超可靠低时延、广覆盖大连接三大应用场景。
• TSN（时间敏感网络）：位于数据链路层，通过虚拟局域网标签区分流量优先级，降低延迟。
• 工业以太网：支持实时通信，包括等时通信和延时敏感网络。

工业互联网的数据采集与监控系统

• SCADA系统用于采集本地设备数据，但存在成本高、效率低的问题。
• 工控网关具备通信协议解析、数据缓存和边缘计算能力，是连接OT与IT的重要桥梁。

工业互联网的云平台

• 沈鼓云服务平台接入全国1600台大型装备数据，每年减少非计划停机次数0.3次，提升运行效率1个百分点。
• 工业互联网云平台实现安全监控、数据管理、数据分析和云技术应用。

工业互联网的边缘计算与操作系统

• 边缘计算将云平台功能下放到车间，实现低时延和高可靠性。
• 工业互联网操作系统如GE的Prefix、西门子的MindSphere、施耐德的Ecostruxure等，支持工业系统的集成与管理。

工业互联网的大数据分析软件架构

• 包括采集、管理、分析、处理等模块，支持异构计算、超算、公有云和私有云平台。
• 清华大学与英业达共建电子制造大数据平台，提升检测效率和经济效益。

工业互联网SaaS平台应用

• 制造执行系统（MES）：连接计划管理系统与工业控制系统，实现生产过程的监控与反馈。
• 数字孪生技术：通过传感器数据和仿真手段映射物理对象状态，用于监测、诊断和预测。
• 企业业务管理软件：包括库存管理、销售预测、客户交互等，提升企业运营效率。
• 工厂级设计制造软件：支持协同设计与研发，缩短新产品开发周期。
• 众包设计平台：如GE和海尔的案例，通过创客社区和用户参与，实现创新设计。
• 智能机器人：如AlphaGo的案例，展示了人工智能在工业中的强大能力。
• 仓储与物流自动化：自动化立体仓储普及率低，机器人分拣系统提升效率并降低人力成本。
• 区块链与交易合约：应用于供应链管理，提高交易透明度与效率。

工业互联网的经济影响

• 全球工业互联网如果发挥1%的潜力，可带来巨大经济效益：
  • 节省1%燃料：300亿美元（航空）或600亿美元（其他）
  • 资本支出降低1%：900亿美元
  • 系统效率提高1%：270亿美元（航空）或630亿美元（其他）

未来展望

工业互联网的发展将推动智慧社会的建设，促进企业流程再造、管理创新和技术创新。它不仅是制造业转型的关键，更是数字经济发展的核心驱动力。随着5G、TSN、边缘计算和大数据等技术的不断成熟，工业互联网将在更多领域发挥重要作用，为智慧社会提供坚实的技术和产业支撑。