工业互联网的认识与思考.ppt

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1、关于工业互联网的认识与思考内容n工业互联网的由来工业互联网的由来n工业互联网参考架构和层次结构工业互联网参考架构和层次结构n工业互联网关键技术工业互联网关键技术n挑战与对策挑战与对策n工业工业互联网互联网的由来的由来n世界现代化与科技革命的关系世界现代化与科技革命的关系18182121世纪，世界的现代化过程世纪，世界的现代化过程 两个阶段两个阶段 第一次现代化是从农业经济和农业社会向工业经济和工业社会第一次现代化是从农业经济和农业社会向工业经济和工业社会的转变的转变 第二次现代化是从工业经济和工业社会向知识经济和知识社会第二次现代化是从工业经济和工业社会向知识经济和知识社会的转变的转变 六次浪

2、潮六次浪潮 机械化、电气化、自动化、信息化、仿生化和体验化机械化、电气化、自动化、信息化、仿生化和体验化18182020世纪的科技重点世纪的科技重点是是认识自然、改造自然和满足人类认识自然、改造自然和满足人类基本基本需求，需求，2121世纪的科技重点世纪的科技重点是是认识人类自己、改变自身认识人类自己、改变自身以及适应宇宙环境和宇航时代的需要以及适应宇宙环境和宇航时代的需要工业互联网的由来n工业革命工业革命第一次工业革命是第一次工业革命是1818世纪晚期制造业的世纪晚期制造业的“机械化机械化”所催生所催生的的“工厂制工厂制”，彻底荡涤了家庭作坊式的生产组织方式，彻底荡涤了家庭作坊式的生产组织方

3、式第二次工业革命是第二次工业革命是2020世纪早期制造业的世纪早期制造业的“自动化自动化”所创造所创造的的“福特制福特制”，流水生产线使得，流水生产线使得“大规模生产大规模生产”成为制造成为制造业的主导生产组织方式，产品的同质化程度和产量实现业的主导生产组织方式，产品的同质化程度和产量实现 “双高双高”人类正在迎接的第三次工业革命是制造业的人类正在迎接的第三次工业革命是制造业的“数字化数字化”，以此为基础的以此为基础的“大规模定制大规模定制”可能成为未来的主流生产可能成为未来的主流生产 方式方式，发达国家发达国家都在推行都在推行“再工业化再工业化”工业互联网的由来n工业革命工业革命第一次工业革

4、命是机械取代人力第一次工业革命是机械取代人力第二次工业革命是大批量取代单件流第二次工业革命是大批量取代单件流第三次工业革命是自动取代手动第三次工业革命是自动取代手动第四次工业革命将由自动化升级为智能化第四次工业革命将由自动化升级为智能化工业互联网的由来n德国工业德国工业4.04.0德国政府在德国政府在20132013年年4 4月的汉诺威工业博览会上正式月的汉诺威工业博览会上正式推出，目的是为了提高德国工业的竞争力，在推出，目的是为了提高德国工业的竞争力，在 新一轮工业革命中占据先机新一轮工业革命中占据先机建设一个网络：信息物理系统网络建设一个网络：信息物理系统网络研究两大主题：智能研究两大主题

5、：智能制造制造+ +智能工厂智能工厂实现三项集成实现三项集成 企业内部所有生产、运营环节信息的纵向集成企业内部所有生产、运营环节信息的纵向集成 企业之间通过价值链以及网络实现资源的横向集成企业之间通过价值链以及网络实现资源的横向集成 围绕产品全生命周期的价值链的端到端集成围绕产品全生命周期的价值链的端到端集成工业互联网的由来n德国工业德国工业4.04.0从互联开始从互联开始 所有的设备、生产线、所有的设备、生产线、工厂、供应商、产品和工厂、供应商、产品和客 户客 户 实 现实 现 万 物 互 联万 物 互 联 (Internet of Everything(Internet of Everyt

6、hing，IoE)IoE)推动推动生产方式大变身生产方式大变身 物联网和务联网渗透到物联网和务联网渗透到工业的各个环节，大规工业的各个环节，大规模定制、服务型制造、模定制、服务型制造、创新驱动创新驱动成为主流成为主流工业互联网的由来n德国工业德国工业4.04.0工厂里并非空无一人工厂里并非空无一人 人人的的体力劳动减少，工作内容集中于创新与决策领域体力劳动减少，工作内容集中于创新与决策领域 机器和人的分工机器和人的分工更新更新人行使创新与决策的权力，牢牢把握对人行使创新与决策的权力，牢牢把握对机器的指挥权，机器则主要负责自我调节和完善机器的指挥权，机器则主要负责自我调节和完善灰领取代蓝领灰领取

7、代蓝领 传统蓝领的工作不再重要，员工的职责将从简单的操作、执行层传统蓝领的工作不再重要，员工的职责将从简单的操作、执行层面转为更加复杂而重要的控制和规划等层面。除了编程，灰领还面转为更加复杂而重要的控制和规划等层面。除了编程，灰领还要能解读复杂数据，与管理人员组成团队，协同工作要能解读复杂数据，与管理人员组成团队，协同工作经理和工人的界线趋于模糊经理和工人的界线趋于模糊工业互联网的由来n工业互联网工业互联网美国美国通用电气通用电气公司倡导，强调公司倡导，强调通过智能机器间的连接并最终通过智能机器间的连接并最终将人机连接，结合软件和大将人机连接，结合软件和大数据分析数据分析，来重构全球，来重构全

8、球工业工业 智能和互联智能和互联 产品、机器、资源和人有机结合产品、机器、资源和人有机结合工业互联网的由来机器间互相通信，机器设备机器间互相通信，机器设备更加智能，人类世界、数字更加智能，人类世界、数字世界与机器世界融合并存，世界与机器世界融合并存， 复杂的物理机械、网络传感复杂的物理机械、网络传感器以及软件系统集成，从而器以及软件系统集成，从而提高生产与经营效率提高生产与经营效率n工业互联网工业互联网通用电气算通用电气算过过一一笔笔账，账，1 1原则原则假设假设将燃气将燃气发电厂发电厂的效率的效率提高提高1 1，就可以为就可以为全球全球节省节省660660亿美元的亿美元的燃油燃油高能耗行业消

9、耗了大约高能耗行业消耗了大约50%50%的工业能源，通过流程的工业能源，通过流程集成、生命周期优化以及集成、生命周期优化以及电机电机等等设备设备的高效利用的高效利用和维护，工业互联网可能将其能耗降低和维护，工业互联网可能将其能耗降低15%15%到到20%20%通用电气预测，通用电气预测，20302030年工业年工业互联网将互联网将为全球带来为全球带来1515万亿美元的万亿美元的GDPGDP工业互联网的由来n中国制造中国制造20252025我们已经有了载人航天我们已经有了载人航天、歼歼20/20/歼歼3131战机战机、航空母舰，却航空母舰，却不能生产让老百姓满意的马桶盖不能生产让老百姓满意的马桶

10、盖我们用着进口的装备，雇请外国技术专家和管理者，按照我们用着进口的装备，雇请外国技术专家和管理者，按照国外的标准生产产品，贴上跨国公司的标签，直接运到国国外的标准生产产品，贴上跨国公司的标签，直接运到国外。随着土地、劳动力、资源、环境等要素成本的迅速外。随着土地、劳动力、资源、环境等要素成本的迅速 提高，这种发展方式已经走到尽头提高，这种发展方式已经走到尽头中国制造面临两面夹击中国制造面临两面夹击 发达国家的技术优势发达国家的技术优势 发展中国家的成本优势发展中国家的成本优势工业互联网的由来n中国制造中国制造20252025一条主线一条主线 体现信息技术与制造技术深度融合的数字化、网络化、体现

11、信息技术与制造技术深度融合的数字化、网络化、 智能化制造智能化制造四个转变四个转变工业互联网的由来 由要素驱动向创新驱动转变由要素驱动向创新驱动转变 由低成本竞争优势向质量效益由低成本竞争优势向质量效益 竞争优势转变竞争优势转变 由资源消耗大、污染物排放多的由资源消耗大、污染物排放多的粗放制造向绿色制造转变粗放制造向绿色制造转变 由生产型制造向服务型制造转变由生产型制造向服务型制造转变n从世界科技和产业发展的历程看，每次从世界科技和产业发展的历程看，每次工业工业革命都是由科技革命引发并推动的革命都是由科技革命引发并推动的n信息科技在推动全球新一轮科技革命的同时，信息科技在推动全球新一轮科技革命

12、的同时，也正在推动新一轮工业革命也正在推动新一轮工业革命n发达国家发达国家都都在积极布局新兴在积极布局新兴战略战略产业产业，争，争抢抢新一轮新一轮工工业革命的制高点业革命的制高点n当前工业生产系统越来越复杂，集成度越来当前工业生产系统越来越复杂，集成度越来越高，网络连接越来越广，互联网与工业融越高，网络连接越来越广，互联网与工业融合已经合已经成为必然成为必然工业互联网的由来n我们的思考我们的思考通用电气通用电气主要是从工业发展战略和生产方主要是从工业发展战略和生产方式革命式革命的角度出发提出的工业互联网，的角度出发提出的工业互联网，称之为广义的工业互联网称之为广义的工业互联网我们从互联网研发与

13、应用的角度思考，工我们从互联网研发与应用的角度思考，工业互联网是业互联网是互联网互联网从信息消费从信息消费领域领域走向工走向工业生产领域的必然产物，是指满足工业领业生产领域的必然产物，是指满足工业领域需求的互联网，称之为域需求的互联网，称之为狭义狭义的的工业互联工业互联网网工业互联网的由来n工业工业互联网互联网参考架构和层次结构参考架构和层次结构工业互联网参考架构n工业互联网通过传输网络实现工业管理网络、控制网络、传工业互联网通过传输网络实现工业管理网络、控制网络、传感网络与互联网络感网络与互联网络等等的融合，将工业基础设施、工业信息化的融合，将工业基础设施、工业信息化系统、数据分析决策系统和

14、行业工作者等融为一个整体系统系统、数据分析决策系统和行业工作者等融为一个整体系统Control AgentControl AgentControl AgentIntelligent ProcessingIndustrialCloudDataPlatformService Requirement Decision OptimizationDecisionlayerSensinglayerData SensingDataTransmissionRoutingStrategyState PerceptionLearningReasoningResource Scheduling UserlayerS

15、upplierCustomerDesignerManagerOperatorServicelayerSCMCRMERPMESDCSPDMKnowledgeIntelligent ProcessingData SensingNetworklayerKnowledgeManagementIntegrated Security工业互联网层次结构Control AgentControl AgentControl AgentIntelligent ProcessingSensinglayerData SensingDataTransmissionRoutingStrategyState Percepti

16、onLearningReasoningIntelligent ProcessingData SensingNetworklayern感知层从工业物联网中获取网络状态信息和生产相关感知层从工业物联网中获取网络状态信息和生产相关信息，提供给上层供分析决策，信息，提供给上层供分析决策，同时同时执行来自上层的执行来自上层的命令命令，实现对工业生产和网络的管控实现对工业生产和网络的管控n网络层从感知层获取状态信息，根据用户需求进行路网络层从感知层获取状态信息，根据用户需求进行路由决策，实现信息流的由决策，实现信息流的实时实时高效可靠传输，通过学习高效可靠传输，通过学习和推理机制和推理机制，进行网络性能优化进行网络性能优化工业互联网层次结构n工业云通过虚拟化技术实现对工业环境中计算资源工业云通过虚拟化技术实现对工业环境中计算资源和存储资源等的动态管理和调配，提供平台、知识和存储资源等的动态管理和调配，提供平台、知识和数据等和数据等服务，实现生产、管理服务，实现生产、管理以及价值链相关以及价值链相关业务的动态调度、匹配和组合业务的动态调度、匹配和组合n决策层依据下层提供的信息和上层用户的需求进行决策