張旭輝

【摘要】? ? 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)構(gòu)建連接機(jī)器、物料、人、信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的全面感知、動(dòng)態(tài)傳輸、實(shí)時(shí)分析，形成科學(xué)決策與智能控制，提高制造資源配置效率，正成為領(lǐng)軍企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的新賽道、全球產(chǎn)業(yè)布局的新方向、制造大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)。本文對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)方案、整體架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)以及運(yùn)行維護(hù)和管理給出了指導(dǎo)意見(jiàn)和參考。

【關(guān)鍵詞】? ? 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)? ? 感知? ? 智能控制

一、概述

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息通信技術(shù)從消費(fèi)環(huán)節(jié)向制造環(huán)節(jié)擴(kuò)散、從提高交易效率向提高生產(chǎn)效率延伸、從推動(dòng)制造資源的局部?jī)?yōu)化向全局優(yōu)化演進(jìn)的必然結(jié)果，是構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展、搶占新一輪產(chǎn)業(yè)革命制高點(diǎn)的重要舉措。

二、建設(shè)必要性

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能傳感、工業(yè)軟件、工業(yè)技術(shù)等跨界融合、集成創(chuàng)新的結(jié)果[1]，正在構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的新基礎(chǔ)、新要素和新業(yè)態(tài)，支撐產(chǎn)業(yè)的高端化、智能化、綠色化、生態(tài)化發(fā)展。新基礎(chǔ)就是構(gòu)建智能感知、工業(yè)軟件、泛在網(wǎng)絡(luò)、云平臺(tái)等現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系新基礎(chǔ)設(shè)施，新要素就是基于數(shù)據(jù)這一新生產(chǎn)要素重構(gòu)工業(yè)知識(shí)沉淀、傳播、復(fù)用和價(jià)值創(chuàng)造新體系，新業(yè)態(tài)就是通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)體系的解耦重建網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制、服務(wù)型制造等新業(yè)態(tài)。通過(guò)這些新的基礎(chǔ)、新的要素、新的業(yè)態(tài)的構(gòu)建，加快形成萬(wàn)物互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、軟件定義、智能主導(dǎo)、服務(wù)增值的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系。

三、技術(shù)架構(gòu)和建設(shè)方案

3.1技術(shù)架構(gòu)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要分為邊緣層、基礎(chǔ)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)體系。平臺(tái)架構(gòu)共分為設(shè)備接入層、協(xié)議適配層、消息總線(xiàn)、邏輯處理層等，每個(gè)層的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都支持水平擴(kuò)容縮容，可以根據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展情況，增減服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)等資源。（1）設(shè)備接入層。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能從多種網(wǎng)絡(luò)接入到平臺(tái)。平臺(tái)支持互聯(lián)網(wǎng)、2G、3G、4G、NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備接入，同時(shí)支持TCP和UDP兩種傳輸層協(xié)議，設(shè)備可以根據(jù)自己需求和支持的聯(lián)網(wǎng)方式靈活的接入平臺(tái)。（2）協(xié)議適配層。平臺(tái)支持HTTP、EDP、LWM2M、MODBUS、JT808等多種協(xié)議的設(shè)備接入，并同時(shí)支持用戶(hù)自定義協(xié)議編解碼規(guī)則的設(shè)備接入。協(xié)議適配層將南向來(lái)的數(shù)據(jù)解析成統(tǒng)一的消息格式轉(zhuǎn)發(fā)到消息總線(xiàn)，同時(shí)將北向來(lái)的指令編碼成對(duì)應(yīng)協(xié)議的指令，下發(fā)到對(duì)應(yīng)的設(shè)備。多種協(xié)議的設(shè)備數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)協(xié)議適配層的處理，完成了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換和協(xié)議個(gè)性化的處理。（3）消息總線(xiàn)。消息總線(xiàn)承載平臺(tái)內(nèi)部需要大量交互的信息流，解耦各個(gè)模塊的直連，避免單個(gè)模塊的異常引起整個(gè)平臺(tái)的雪崩。平臺(tái)的各種消息在消息總線(xiàn)匯聚，方便了各個(gè)模塊根據(jù)自己的需求各取所需，和傳遞信息，并對(duì)流量的突然爆發(fā)起到緩沖作用。（4）邏輯處理層。用戶(hù)可以在平臺(tái)定義相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，事件生成等的規(guī)則。邏輯處理層會(huì)根據(jù)用戶(hù)制定的各種規(guī)則，對(duì)設(shè)備的數(shù)據(jù)做相應(yīng)的邏輯處理，關(guān)聯(lián)分析，生成相應(yīng)的事件或告警，并實(shí)時(shí)反饋給用戶(hù)。（5）存儲(chǔ)層。存儲(chǔ)層負(fù)責(zé)存儲(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，并對(duì)用戶(hù)提供多種靈活查詢(xún)數(shù)據(jù)的方式，方便用戶(hù)提取數(shù)據(jù)的價(jià)值。（6）能力開(kāi)放層。能力開(kāi)放層包含如下服務(wù)能力：1）設(shè)備管理網(wǎng)站2）輕應(yīng)用3）數(shù)據(jù)推送4）API。

3.2建設(shè)方案

平臺(tái)基于現(xiàn)有的云計(jì)算大數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)環(huán)境，建設(shè)跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的綜合性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。構(gòu)建大數(shù)據(jù)處理、工業(yè)數(shù)據(jù)分析、工業(yè)微服務(wù)等創(chuàng)新功能，提供滿(mǎn)足不同行業(yè)、不同場(chǎng)景的工業(yè)SA1、設(shè)備接入層AS服務(wù)和工業(yè)APP，推動(dòng)省內(nèi)工業(yè)制造行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)省內(nèi)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過(guò)構(gòu)建業(yè)務(wù)中臺(tái)能力，集成應(yīng)用支撐云服務(wù)，提供統(tǒng)一的應(yīng)用支撐云化和服務(wù)化能力接入平臺(tái)，同時(shí)接入PaaS能力構(gòu)建起來(lái)的基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)能力，以及面向開(kāi)發(fā)者的應(yīng)用開(kāi)發(fā)服務(wù)。含中臺(tái)公共能力的服務(wù)化，業(yè)務(wù)管理中心，應(yīng)用管理框架，以及應(yīng)用前臺(tái)管理基座。同時(shí)，業(yè)務(wù)集成框架后臺(tái)含后臺(tái)的統(tǒng)一集成框架，實(shí)現(xiàn)義數(shù)云面向不同租戶(hù)（政府，開(kāi)發(fā)區(qū)，各類(lèi)企業(yè)）業(yè)務(wù)的云服務(wù)管理（包含IaaS/PaaS/SaaS層統(tǒng)一云服務(wù)），實(shí)現(xiàn)對(duì)政務(wù)場(chǎng)景，開(kāi)發(fā)區(qū)場(chǎng)景，園區(qū)場(chǎng)景，以及企業(yè)場(chǎng)景PaaS平臺(tái)的數(shù)據(jù)，云服務(wù)資源的打通。平臺(tái)建成后可提供如下能力：IAAS云服務(wù)能力：能夠?yàn)槠髽I(yè)提供IAAS層云服務(wù)，包括云主機(jī)、云存儲(chǔ)、云備份、云安全等服務(wù)能力。基礎(chǔ)PAAS能力：完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)，具備基本工業(yè)PAAS能力，可提供開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、大數(shù)據(jù)等云服務(wù)。業(yè)務(wù)集成框架：構(gòu)建業(yè)務(wù)集成框架，可按需提供基礎(chǔ)消息類(lèi)、公共業(yè)務(wù)支撐類(lèi)[2]、信息支撐類(lèi)、業(yè)務(wù)類(lèi)等服務(wù)能力。

結(jié)論：通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)，可支持企業(yè)智能化改造，對(duì)實(shí)施智能化改造、驗(yàn)收達(dá)到智能工廠(chǎng)和智能車(chē)間標(biāo)準(zhǔn)，可支持企業(yè)上云，支持企業(yè)采取按需付費(fèi)、以租代買(mǎi)、服務(wù)租賃的模式，使用云平臺(tái)服務(wù)商提供的信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施和業(yè)務(wù)應(yīng)用等資源服務(wù)，相信工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在今后得到更大發(fā)展。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]胡煒，鐘衛(wèi)連. 淺談與計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題

[2]郭三強(qiáng). 大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)安全研究，2013