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深度报告:2018工业互联网红利爆发!

深度报告:2018工业互联网红利爆发! 金恪集团
2018-03-09
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导读:工业互联网,作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,已经成为2018年最大趋势之一。



编辑  |  金恪KNOW  |  领略黑科技,开脑洞GET



1月17日,广东省建首个工业互联网产业示范基地;2月24日工信部官网消息,成立工业互联专项工作组;2月27日,发改委批复全国首个国家级工业互联网示范平台(海尔COSMOPlat);两会,马化腾提交了《关于加快发展工业互联网 促进实体经济转型升级的建议》等八份书面建议。


工业互联网,作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,已经成为2018年最大趋势之一。IDC数据显示,2020年的中国工业互联网市场规模可达1275亿美元,2015-2020年均复合增速约14.7%。



政策:2018成开局之年



工业互联网是互联网从消费领域向生产领域、从虚拟经济向实体经济拓展的核心载体,连接了工业全系统、全产业链、全价值链,支撑工业智能化发展的关键基础设施。


大力发展工业互联网,对推动互联网和实体经济深度融合,促进大众创业万众创新和一二三产业、大中小企业融通发展,建设制造强国、网络强国都具有重大而深远的意义。


历年工业互联网核心政策


为此,我国先后出台“中国制造 2025”、“互联网+”行动计划、深化制造业和互联网融合发展等系列政策文件,以充分发挥我国制造大国和互联网大国的叠加、聚合、倍增效应。


其中,2017年国务院发布的《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》与《中国制造 2025》一脉相承,明确了我国工业物联网三阶段的战略部署。


我国工业互联网三步走战略


《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》提出了三大体系(网络、平台、安全),两类应用(大型企业集成创新和中小企业应用普及),三类支撑(产业、生态、国际化)的建设,即“323”行动。


工信部部长苗圩于 2018 工业互联网峰会上表示,工信部将统筹推进工业互联网发展的“323”行动,2018年将是中国全面实施工业互联网建设的开局之年,开启三年(2018-2020年)起步行动。


方正证券认为,工业互联网将是18年最大趋势,相当于17年的人工智能和半导体,而覆盖面更大。工业互联网的建设,需要从供需两端发力,致力于培养工业互联网平台,验证工业互联网平台试验,鼓励中小企业业务系统向云端迁移(百万家企业上云),支持产研合作培育百万工业APP。



十大关键技术



本节将简单介绍数字双胞胎(建模仿真技术)、信息物理系统(CPS)、边缘计算、OT+IT网络、TSN(时标网状图)、5G与IPV6(网络层技术)、标识解析技术、雾计算、测试床、PON网络(无源光网络)十大工业互联网关键技术。


数字双胞胎


数字化双胞胎图解


数字化双胞胎是指基于现实世界,利用数字化技术营造的与现实世界(物理模型)对称的数字化镜像(虚拟模型),是建模仿真技术发展的现代化产物。


数字化双胞胎模型具有模块化、自治性和连接性的特点。利用数字化双胞胎模型,可以从测试、开发、工艺及运维等角度,打破现实与虚拟之间的藩篱,实现产品全生命周期内生产、管理、连接的高度数字化及模块化。


信息物理系统


信息物理系统的核心技术要素


信息物理系统(CPS )由NASA于1992年提出,正成为引领全球新一轮产业变革的核心技术体系。


CPS本质上是在信息空间和物理空间之间构建的基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系。


《中国制造 2025》中明确强调:“基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革”,CPS 已经成为支撑工业互联网、物联网业 、工业 4.0/智能制造和两化融合的核心技术。


边缘计算


边缘计算五大价值


边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台,就近提供最近端服务


边缘计算利用靠近数据源的边缘地带来完成运算,是在高带宽、时间敏感型、物联网集成这个背景下发展起来的技术,是云计算在实际运用中的拓展。


在工业领域,边缘计算应用场景包括能源分析、物流规划、工艺优化分析等。2016年11月30日,边缘计算产业联盟(ECC)成立


OT与IT网络的融合


OT系统与IT系统的区别图


OT即操作技术,是工厂内的自动化控制系统操作专员为自动化控制系统提供支持,确保生产正常进行的专业技术,包括可编程逻辑控制器、数控机床、远程终端单元、PLC编程、DCS组态等一系列软硬件。IT即信息技术,是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术总称。


过去,OT系统相互独立,形成信息孤岛。OT系统与IT系统融合,可以简化操作获得更大的生产率,提高安全性与预测性维护以避免危险的环境,减少所需人力成本,提高经营决策精度和速度,提高客户需求的响应速度和服务能力。但两者融合后带来的安全挑战不能忽视。


TSN设定工业优先权


TSN 应用图示


TSN(时标网状图/Gantt图)脱胎自AVB(以太网音视频桥接技术),目的是解决数据在以太网传输中的时序性、低延时和流量整形问题,其价值源自两个方面:简化收敛以及增加连接性。


TSN增加了各子任务之间的逻辑依赖关系,克服了甘特图的缺点,利用带时标的网状图表示各子任务的进度情况,以反映各子任务在进度上的依赖关系,成为工业控制网络面向千兆接口的解决方案。


5G与IPV6


5G技术的应用


IPv4与IPv6的头部数据包对比


5G(高速率、大容量和低时延的的第五代通信技术)与IPV6(即插即用、空间更大、传输更快、更安全的地址配置协议)为工业互联网提供网络层技术支撑


工业标识解析技术


标识解析技术分类


标识解析技术本身并不是一个新技术,其最初的应用主要是解决生产者对所生产产品的管理;随着物联网、工业互联网的发展, 工业标识及标识解析技术实现“数据互通互联”和“互相操作”方面发挥着至关重要的作用。


雾计算


雾计算示意图(一种分布式计算)


2016年谷歌搜索引擎大会首次提出云计算的概念,从此云计算的发展进入了井喷时代。


随着移动设备、嵌入式设备和传感设备等智能设备的不断创新和普及,移动数据呈现出疯狂式的增长。


将数据传输至远程中心的云计算开始显露出传播时延、移动场景支持不足、无法满足地理位置分布相关的感知环境的实时要求、数据传输对网络带宽提出更高要求、安全性和隐私性等问题。


为此,雾计算的概念被提出。这是一种依托于现今无处不在的IoT应用产生的一种新型计算模式,是一种分布式的计算模型,提供计算、网络和存储设备,让基于云的服务可以离物联网设备和传感器更近,协助云计算解决部分其无法解决的数据计算需求,更具扩展性和可持续性。


测试床


测试床设备图


我国离散制造业正逐步从批量化生产阶段向个性化定制生产阶段转变。


为此,一种面向个性化定制的测试床即软件定义可重构智能制造验证示范平台被提出。


由此,生产制造系统能够通过软件定义的方式,针对产品设计和订单的变化,自动调整加工、装配环节的任务、工艺流程、路径规划与控制参数以及生产系统的结构和控制程序,大幅缩短生产系统软硬件调整以及产品的交付周期,使其快速响应高度定制化产品规模化生产的需求,实现小批量甚至单件化定制产品的规模化、经济型生产。


无源光网络


PON 网络服务路径示意图


PON(无源光网络),是指ODN(光分配网)全部由光分路器等无源器件组成,不需租用机房和配备电源,是在所谓的“最后一公里”中缺少带宽时的解决方案。PON的突出优点是消除了户外的有源设备,所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。


工业互联网作为信息技术向实体产业深度渗透的产物,其基础建设相对完善,关键技术路径清晰,利润空间庞大(根据阿里云的测算,中国制造业如果提升1%的良品率,每年可增加上万亿利润)。


而2018年,作为工业化联网“323”计划的开局之年,预计将是政策红利频出,平台快速圈地,传统厂商依托自家核心业务加速转型的一年。



来源  丨  智东西(ID:zhidxcom)





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