ESI-工业物联网技术与标准发展趋势-201712-36页_4mb

工业物联网技术趋势与产业发展总结

核心内容概述

工业物联网（IIoT）是推动制造业转型升级的重要技术体系，其目标是通过网络互连、数据互通和系统互操作，实现制造原料的灵活配置、制造过程的按需执行、制造工艺的合理优化和制造环境的快速适应，从而构建服务驱动型的新工业生态体系。随着技术的不断演进，工业物联网在应用、标准、安全等方面面临诸多挑战与机遇。

主要观点

工业物联网研究背景

• 工业物联网是智能制造的重要使能技术，是当前全球制造业发展的关键方向。
• 中国电子技术标准化研究院等机构持续推动工业物联网的研究与标准化建设。

工业物联网内涵

• 工业物联网以实现制造过程的智能化、自动化和信息化为目标。
• 它通过连接工业资源，实现数据共享和系统互操作，为制造业提供高效、网络和智能服务。

工业物联网技术趋势

1. 终端智能化：传感器和工业控制系统向小型化、集成化、多功能化、智能化发展，以满足复杂应用场景。
2. 连接泛在化：感知技术进步使得设备和人员信息采集更加全面，实现更广泛的连接。
3. 计算边缘化：在数据源头提供边缘智能服务，满足实时业务、数据优化和安全隐私保护等需求。
4. 网络扁平化：简化网络结构，提高效率和安全性，减少时延和故障点。
5. 服务平台化：构建中间件平台，连接设备与应用，提供数据处理、仿真优化、通信管理等通用服务能力。
6. 安全提升化：强调对设备、数据、云端和生命周期管理的安全保护，防范APT攻击和DDoS攻击等安全威胁。

工业物联网标准现状

• 中国自2010年起成立“国家物联网基础标准工作组”，并组建多个行业应用组，推动标准制定。
• 2016年成立ISO/IEC JTC 1/SC 41物联网及相关技术分技术委员会，负责国际标准的制定。
• 已发布多项标准，涵盖传感器网络参考体系结构、术语定义、系统互操作、应用接口等领域。
• 正在研究的标准包括物联网参考体系结构、系统互操作框架、语义互操作、水声传感器网络模型等。

工业物联网的启示

• 工业物联网是未来制造业发展的必然趋势，需积极应对技术与安全挑战。
• 互联、平台、安全是工业物联网发展的三大核心要素。
• 加强标准化研究，聚焦产业视角，是推动工业物联网健康发展的关键。

关键信息

工业物联网应用案例

• 宝钢集团IIoT应用：

  • 提高了轧线供辊能力，磨削效率提升10%以上。
  • 实现无人化/少人化操作，减少70%以上支承辊和粗轧工作辊轴承拆装量。
  • 提升环保节能水平，实现智能化补油，效率提高20%以上。
  • 提高信息化管理水平，实现自动配辊和智能对接。

• 工业物联网安全案例：

  • Mirai恶意软件：感染全球177个国家的物联网设备，发起大规模DDoS攻击。
  • Stuxnet病毒：攻击伊朗核设施，通过干扰设备运行，造成重大损失。
  • 工业物联网安全需涵盖设备、数据、云端、网络及生命周期管理。

工业物联网生态战略

• GE Prefix：推出超过250个工业应用。
• 航天INDICS：构建工业物联网生态体系。
• 海尔COSMO：打造物联网生态战略。
• 三一树根：搭建工业物联网平台，促进设备与应用的互联互通。
• 西门子MindSphere：拥有约50个工业应用。

工业物联网对制造业的影响

• 麦肯锡预测，到2025年，物联网的经济影响将达到每年3.9万亿美元至11.1万亿美元。
• 埃森哲预测，未来15年，物联网将为中国制造业带来约1960亿美元的累计GDP增长，若进一步扩展影响，增长可达7360亿美元，增幅达276%。

工业物联网六大技术趋势

工业物联网六域模型

• 六域模型：包括感知层、网络层、平台层、应用层、安全层和生命周期管理。
• 该模型为工业物联网的架构和标准制定提供了框架。

工业物联网标准发展

• 中国标准：

  • GB/T 30269.1-2015《信息技术传感器网络参考体系结构》
  • GB/T 30269.401-2015《信息技术传感器网络协同信息处理》
  • GB/T 33474-2016《信息技术物联网参考体系结构》

• 国际标准：

  • ISO/IEC 30141《物联网参考体系架构》
  • ISO/IEC 21823系列《物联网系统互操作》
  • ISO/IEC 30140系列《水声传感器网络参考模型》

工业物联网挑战与应对

• 技术挑战：网络互联互通、数据异构集成、系统互操作等问题。
• 安全挑战：设备、数据、云端、网络及生命周期管理的安全漏洞。
• 应对策略：加强标准化建设，构建安全环境，推动平台化发展，提升计算与网络能力。

工业物联网发展建议

• 积极面对工业物联网带来的挑战，（如安全、标准化、互联互通）。
• 聚焦平台化、互联化和安全化，推动技术与产业协同发展。
• 加强标准化研究，确保我国在工业物联网领域的话语权和竞争力。