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廣義和狹義
工業網路分為廣義的工業網路,和狹義的工業網路。廣義的工業網路就是第四次工業革命的代名詞。和德國工業4.0雷同,都是工業體系轉型的國家發展規劃。我們首先論述狹義的工業網路,狹義的工業網路僅僅指的是設備的聯網。
設備聯網指的就是產品研製過程中,設計用的設備(包括硬體和軟件,其中軟體叫軟設備)、工藝設備、生產製造中用的裝備、以及保證生產製造過程的水暖電氣等等環境設備;當然,製造出來的零件、組件、部件、全機產品;都要做大量的實體實驗和測試計量工作;這些用於實體實驗和測試計量的各類設備,也是工業設備。
因此狹義的工業網路:包含了設計工藝、生產製造、環境控制、實驗室測試、計量等等用的各種設備。這些設備的連接,就是狹義的工業網路連接。
因此狹義的工業網路:包含了設計工藝、生產製造、環境控制、實驗室測試、計量等等用的各種設備。這些設備的連接,就是狹義的工業網路連接。
而現在我們推動的工業網路行動計劃,實際上指的是廣義的工業網路。廣義的工業網路就複雜了。不僅僅包括設備的聯網。核心是提升一個國家的工業能力和工業水準,當然也是我們製造業轉型升級的一個重大推手。我們來看一看,到底什麼是廣義的工業網路。
從1946年第一台電腦的出現;到1956年提出人工智慧的概念;再到1967年美國國防部預研局,為連接幾台不同的大型電腦建立的ARPA(阿帕網,國際網際網路前身),到90年代國際網際網路的推廣和應用。這些都是連接。
設備連接起來了,我們就可以快速的互通資訊、快速的交流。連接的網路點數越多,我們所能交流的資訊量就越大,這個在國際網際網路的很多書中都有論述。當然,我們所能掌握和控制的設備、資訊以及材料,和他們之間的物流交通就越便利。
這個是一般電腦網路。一般電腦網路連接的是PC、各種平板電腦、以及行動手機等等,工業網路的連接要素,是工業製造中的生產要素。不是一般電腦網路上的IP、不是地址、更不是頻寬。
生產要素是什麼?
它是世界上各類工業設備,和裝備上用的總線和通信協議;關注的是工業設備;關注的是底層的工業總線和通訊協議。據我不完整的統計數據,工業總線現在有120多種;在此上衍生的通訊協議超過5000種。
這些總線和協議,構成了我們的基礎。我們現在在工業部門和製造業部門採用的各種控制器,各種設備,它的基礎連接靠的是總線和通訊協議。
這些總線和協議,構成了我們的基礎。我們現在在工業部門和製造業部門採用的各種控制器,各種設備,它的基礎連接靠的是總線和通訊協議。
這些總線和通訊協議,對下連接了世界上各類複雜的感測器,對上連接到了設備。他有硬體介面標準和通訊協議,也有軟體標準和通訊協議;這樣的硬體介面和軟體接口,才能夠連接各類各種設備,形成統一的交流控制和反饋機制。
工業網路的特殊性
工業的三個工業特徵決定了工業網路的特殊性:
第一個特徵是行業特徵;
工業同行業內,每個企業都是產品的競爭關係。比如說美國GE公司的工業網路平台,它的predix自己和下游企業,以及配套企業,以及產品交付後的用戶企業,都可以用這個網;但是英國的羅羅、美國的普惠以及相關企業;不會用這個工業網路平台。因為有工業產品的技術秘密,商業秘密等,它不可能把自己的企業的生命線,交給同類的競爭企業。
第二個特徵就是產品的複雜度。
我們把一般電腦網路形容成X軸的話,網上可以接入任何人員和任何電腦類設備,溝通的是資訊流,接入的數量越大就越有價值,他是被平的。但是工業網路就不一樣了,它像Y軸,做的越深、垂直深入越深越好。
據我瞭解工程機械產品感測器,一般來說有100多個,這100多個感測器的整體感知,深入檢測需要的零組件工作狀態,判斷診斷機器設備的健康情況,它連接的複雜度、傳輸的複雜、應用的複雜度、管理的複雜度、工業APP開發的複雜度。就和家電複雜度不一樣。
查閱相關的材料可知,目前單一產品感測器,最多的是空客A380飛機;380飛機,每個發動機有2000個感測器,他有四台同樣的發動機,每架飛機上總共有超過2萬個感測器。
因此應用於飛機的工業雲平台,以及工業網路平台,和汽車、工程機械,以及家電的工業網路平台複雜度,完全不在一個層級。個人認為:工業網路平台降維可用;升維非常困難。就是說為複雜產品研製的工業網路平台,可以降維用於簡單產品;為簡單產品研製的工業網路平台,沒有升維用於複雜產品的機會。
因此應用於飛機的工業雲平台,以及工業網路平台,和汽車、工程機械,以及家電的工業網路平台複雜度,完全不在一個層級。個人認為:工業網路平台降維可用;升維非常困難。就是說為複雜產品研製的工業網路平台,可以降維用於簡單產品;為簡單產品研製的工業網路平台,沒有升維用於複雜產品的機會。
第三個就是工業產品的安全性。
眾所皆知:在伊朗核電站的問題上,在工業設備中植入了病毒,就使的核電站運行不靈,鈾濃縮機工作不了。因此工業網路的安全性,是一般電腦網路的安全性所不能比擬的。一個國家的工業安全是國家命脈,不能有任何疏忽。
圖一:工業互聯網平台架構
工業網路邊緣層,對接工業設備和設施,中間平台層重點就是工業機理模型,應用層是工業SAAS。模擬電腦的操作系統,可以參考下圖。
圖二:操作系統和工業互聯網
(工業操作系統)
工業網路有三大系統需要系統思考:
1.工業機理模型,是中國的薄弱環節;
2.工業APP的建設;
3.前端感測器以及工業總線、通訊協議的自主化。
圖三:工業網路APP建設架構
(來源:工業網路平台白皮書)
工業網路APP(以下簡稱工業APP)是基於工業網路,承載工業知識和經驗,滿足特定需求的工業應用軟體,是工業技術軟體化的重要成果。
工業APP是面向工業產品全生命週期,相關業務(設計、生產、實驗、使用、保障、交易、服務等)的場景需求,把工業產品及相關技術過程中的知識、最佳實踐,及技術訣竅,封裝成應用軟體。
其本質是企業知識和技術訣竅的模型化、模組化、標準化和軟體化,能夠有效促進知識的顯性化、公有化、組織化、系統化,極大地便利了知識的應用和復用。
其本質是企業知識和技術訣竅的模型化、模組化、標準化和軟體化,能夠有效促進知識的顯性化、公有化、組織化、系統化,極大地便利了知識的應用和復用。
工業APP作為一種新型的工業應用程序有6個典型特徵:
(1)完整地表達一個或多個特定功能,解決特定問題;
(2)特定工業技術的載體;
(3)小輕靈,可組合,可重用;
(4)結構化和形式化;
(5)輕代碼化;
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