工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新基建的核心所在
新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（簡稱：新基建），指以5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)為代表的新型基礎(chǔ)設(shè)施，本質(zhì)上是信息數(shù)字化的基礎(chǔ)設(shè)施。
中央經(jīng)濟(jì)工作會于2018年首次提出“新基建”這一概念，至今已有7次中央級會議或文件明確表示加強(qiáng)“新基建”。“新基建”具有新時代的豐富內(nèi)涵，既符合未來經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展趨勢，又適合中國當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段和轉(zhuǎn)型需求，在補(bǔ)短板的同時將成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與5G、AI等一同被納入“新基建”重點(diǎn)領(lǐng)域，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是我國“新基建”的核心所在，對我國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展以及提升國際競爭力具有戰(zhàn)略意義。近年來，從國家到地方都出臺了大量政策來支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展：
《國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》（國發(fā)〔2017〕50號）
《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計(jì)劃（2018-2020年）》（工信部信管函〔2018〕188號）
《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP培育工程實(shí)施方案（2018-2020年）》（工信部信軟〔2018〕79號）
《廣東省人民政府關(guān)于印發(fā)廣東省深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施方案及配套政策措施的通知》（粵府〔2018〕23號）
《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》（工信廳信管〔2020〕8號）
《關(guān)于推進(jìn)“上云用數(shù)賦智”行動 培育新經(jīng)濟(jì) 發(fā)展實(shí)施方案》（發(fā)改高技〔2020〕552號）
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)體經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過與工業(yè)、能源、交通、農(nóng)業(yè)等實(shí)體經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的融合，為實(shí)體經(jīng)濟(jì)提供了網(wǎng)絡(luò)連接和計(jì)算處理平臺等新型通用基礎(chǔ)設(shè)施支撐；促進(jìn)了各類資源要素優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，幫助各實(shí)體行業(yè)創(chuàng)新研發(fā)模式、優(yōu)化生產(chǎn)流程；正推動傳動工業(yè)制造體系和服務(wù)體系再造，帶動共享經(jīng)濟(jì)、平臺經(jīng)濟(jì)、大數(shù)據(jù)分析等以更快速度、在更大范圍、更深層次拓展，加速實(shí)體經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，雖然我國制造業(yè)體量比較大，但工業(yè)制造普遍存在能耗高、產(chǎn)業(yè)附加值低等諸多問題，因此隨著能源價格、勞動力和土地成本提高，傳統(tǒng)制造業(yè)的利潤空間在不斷壓縮，制造業(yè)的發(fā)展也受到了嚴(yán)重的影響。制造工廠必須要提升產(chǎn)品良率、向智能化升級走，同時基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向兩側(cè)延展做生產(chǎn)與服務(wù)的融合，才能整體利潤空間。就全球產(chǎn)業(yè)鏈來看，中國大多數(shù)工廠目前就處在利潤率最低的生產(chǎn)制造部分，因此，智能化升級是必由之路。而且從整體大方向去看，處于這樣一個歷史發(fā)展時期，體量巨大的制造業(yè)對全國經(jīng)濟(jì)的重要性不言而喻，我國制造業(yè)依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級勢在必行。
工業(yè)數(shù)據(jù)治理是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)領(lǐng)域
通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)廣泛部署，制造業(yè)上下游的數(shù)據(jù)可以打通，不同行業(yè)間的協(xié)調(diào)更加及時和準(zhǔn)確，相應(yīng)的大數(shù)據(jù)中心、人工智能等已開始真正發(fā)揮作用。與傳統(tǒng)的OT技術(shù)相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了一種范圍更廣、效率更高的平臺作為制造企業(yè)智能化發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施，為實(shí)現(xiàn)異地研發(fā)設(shè)計(jì)、多地聯(lián)動協(xié)同生產(chǎn)、生產(chǎn)現(xiàn)場遠(yuǎn)程監(jiān)控、制造資源優(yōu)化調(diào)度，以及打通供應(yīng)鏈、營銷鏈和服務(wù)鏈提供了基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的支持方向主要集中在平臺基礎(chǔ)設(shè)施、解析節(jié)點(diǎn)、工業(yè)APP開發(fā)等生態(tài)體系建設(shè)范疇，與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)銜接不夠，存在數(shù)據(jù)不暢通、缺乏有效管理等問題。
隨著近年來行業(yè)發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)越來越成熟，業(yè)界對工業(yè)數(shù)據(jù)治理的重要性認(rèn)識更為深刻。2020年4月工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.0》繼承了體系架構(gòu)1.0的核心思想，形成網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全三大體系，平臺作為核心，重點(diǎn)體現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成、管理與建模分析功能。
中國信息通信研究院、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺白皮書》、《工業(yè)數(shù)據(jù)采集產(chǎn)業(yè)研究報告》、《離散制造業(yè)邊緣計(jì)算解決方案白皮書》等研究成果中均指出了工業(yè)數(shù)據(jù)治理的重要性以及面臨的問題。當(dāng)前工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)治理面臨的突出問題可總結(jié)為四點(diǎn)：1)數(shù)據(jù)上云帶來的安全問題；2)工業(yè)現(xiàn)場協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)上云的成本高；3)企業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)口徑不一難以互聯(lián)互通，存在信息孤島；4)企業(yè)內(nèi)應(yīng)用分散、豎井式開發(fā)，應(yīng)用創(chuàng)新效率低。
IDMP工業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺支撐企業(yè)解決工業(yè)數(shù)據(jù)治理問題
IDMP工業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺，是在長期關(guān)注我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況下，依照中國信息通信研究院、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等權(quán)威機(jī)構(gòu)的參考架構(gòu)，結(jié)合多年來在工業(yè)數(shù)字化領(lǐng)域?qū)嵺`積累，運(yùn)用邊緣計(jì)算、數(shù)據(jù)中臺等技術(shù)，打造而成的一款企業(yè)級數(shù)據(jù)互聯(lián)互通軟件，可有效解決工業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中的數(shù)據(jù)治理問題。
1）運(yùn)用邊緣計(jì)算技術(shù)，保障工業(yè)數(shù)據(jù)安全上云
工業(yè)底層數(shù)據(jù)原來存在于風(fēng)險低的局域網(wǎng)中，與云端聯(lián)通將會帶來安全風(fēng)險。云端的IDMP數(shù)據(jù)管理平臺與工業(yè)現(xiàn)場的ECP邊緣計(jì)算平臺組合形成邊云協(xié)同架構(gòu)：將采集的各類多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式統(tǒng)一和語義解析，并進(jìn)行數(shù)據(jù)剔除、壓縮、緩存、脫敏等預(yù)處理操作后傳輸至云端，同時屏蔽工業(yè)現(xiàn)場底層連接，保護(hù)了設(shè)備安全與數(shù)據(jù)安全。
2）運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議適配技術(shù)，降低數(shù)據(jù)上云成本
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國際上現(xiàn)存的現(xiàn)場總線通信協(xié)議數(shù)量高達(dá)40余種，還存在一些自動化控制企業(yè)，直接采用私有協(xié)議實(shí)現(xiàn)全系列工業(yè)設(shè)備的信息交互，導(dǎo)致企業(yè)需要投入非常大的人力、物力來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集。業(yè)內(nèi)常用方式為將協(xié)議解析功能寫入到芯片中，以硬件設(shè)備形式安裝到工業(yè)現(xiàn)場。IDMP工業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺與ECP邊緣計(jì)算平臺，采用了軟件定義的協(xié)議適配框架，除了支持常見的OPC UA、Mod bus等協(xié)議外，對于新協(xié)議支持通過開發(fā)插件形式加載到現(xiàn)場的ECP邊緣計(jì)算平臺生效。這種對工業(yè)現(xiàn)場的改造小，開發(fā)實(shí)施難度低的適配模式，可以有效降低上云成本。
3）通過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化治理手段，解決信息孤島問題
傳統(tǒng)ERP、MES、CRM等業(yè)務(wù)系統(tǒng)都有各自的數(shù)據(jù)管理體系，隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)的不斷增加與企業(yè)業(yè)務(wù)流程的日趨復(fù)雜，各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成難度不斷加大，導(dǎo)致信息孤島問題日益凸顯。同時，這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理功能更多針對的是規(guī)模有限且高度結(jié)構(gòu)化的工業(yè)數(shù)據(jù)，面向當(dāng)前海量多源異構(gòu)的工業(yè)數(shù)據(jù)缺乏必要的管理與處理能力。從不同設(shè)備、系統(tǒng)采集的異構(gòu)數(shù)據(jù)無法兼容，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理分析；跨廠商、跨系統(tǒng)的互操作僅能實(shí)現(xiàn)簡單功能，無法實(shí)現(xiàn)高效、全面的數(shù)據(jù)互通和互操作。
IDMP工業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺采用基于信息模型的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化手段，對企業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行治理，消除信息孤島。通過制定企業(yè)典型生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、制造過程的行業(yè)數(shù)據(jù)字典（行業(yè)信息庫），建立基于信息模型的統(tǒng)一的語義互操作規(guī)范，為企業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)在地址空間的存儲提供了統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)、類型、屬性等標(biāo)準(zhǔn)。在不影響原有系統(tǒng)、應(yīng)用業(yè)務(wù)的情況下，將企業(yè)存量及增量數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，匯聚到IDMP工業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺，形成條目清晰、便于管理使用的企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)。
4）運(yùn)用中臺技術(shù)，提升應(yīng)用創(chuàng)新效率
傳統(tǒng)信息系統(tǒng)一般是與后臺服務(wù)緊密耦合的重量級應(yīng)用，當(dāng)企業(yè)業(yè)務(wù)模式發(fā)生變化或者不同業(yè)務(wù)之間開展協(xié)同時，往往需要以項(xiàng)目制形式對現(xiàn)有信息系統(tǒng)進(jìn)行定制化的二次開發(fā)或打通集成，實(shí)施周期動輒以月計(jì)算，無法快速響應(yīng)業(yè)務(wù)調(diào)整需求。而且，由于不同信息系統(tǒng)之間的共性模塊難以實(shí)現(xiàn)共享復(fù)用，有可能導(dǎo)致應(yīng)用創(chuàng)新過程中存在“重復(fù)造輪子”的現(xiàn)象，也會進(jìn)一步降低應(yīng)用創(chuàng)新效率，增加創(chuàng)新成本。
IDMP工業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺集成了邊云協(xié)同、微服務(wù)等各類框架，并可按需擴(kuò)展支持大數(shù)據(jù)、人工智能組件，為上層業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)提供支撐。面向工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)以及企業(yè)內(nèi)信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)共享等服務(wù)，為工業(yè)APP提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)源?？偠灾?，IDMP工業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺將工業(yè)APP開發(fā)的共性需求整合，避免資源浪費(fèi)、重復(fù)建設(shè)，減輕工業(yè)APP面向不同場景需求時的開發(fā)、部署、調(diào)試的復(fù)雜度，降低工業(yè)APP落地的技術(shù)門檻。
數(shù)字化工業(yè)企業(yè)參考架構(gòu)
圖-數(shù)字化工業(yè)企業(yè)參考架構(gòu)
應(yīng)用5G、邊緣計(jì)算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與包括IDMP工業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺在內(nèi)的穹廬系統(tǒng)結(jié)合，構(gòu)建智能化、數(shù)字化工業(yè)企業(yè)。生產(chǎn)現(xiàn)場裝有ECP（Edge Computing Platform）的邊緣智能網(wǎng)關(guān)提供現(xiàn)場級邊緣計(jì)算能力，通過OPC UA協(xié)議與TSN（實(shí)時以太網(wǎng)）與廠區(qū)的各類工業(yè)設(shè)備以及MES（生產(chǎn)管理系統(tǒng)）、SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）聯(lián)通，滿足工業(yè)現(xiàn)場控制實(shí)時性要求。5G基站除了提供高速5G通信外，還通過部署于MEC上的Data Hub提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)的邊緣計(jì)算能力支持。IDMP工業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺，縱向連接5G基站的Data Hub、廠區(qū)的ECP，穹廬系統(tǒng)各個組件協(xié)同下實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)從生產(chǎn)現(xiàn)場到企業(yè)IT網(wǎng)絡(luò)的垂直貫通。IDMP通過嚴(yán)格精細(xì)的權(quán)限控制、傳輸加密、質(zhì)量校驗(yàn)、留痕審計(jì)等措施，在企業(yè)內(nèi)部建立安全、可靠、有效的數(shù)據(jù)流通及管理框架。生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)脫敏過濾上傳到企業(yè)數(shù)據(jù)中心，為人工智能、大數(shù)據(jù)等工業(yè)應(yīng)用帶來數(shù)據(jù)活水，對工藝的智能不斷挖掘，形成新的制程工藝決策支持，帶來質(zhì)量的穩(wěn)定性、良品率的上升。IDMP賦予工業(yè)數(shù)據(jù)語義互操作性，與穹廬系統(tǒng)其它組件協(xié)作將企業(yè)IT與OT數(shù)據(jù)打通融合，助力實(shí)現(xiàn)企業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)同，也為工業(yè)APP創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。
