一文读懂《工业物联网白皮书（2017版）》

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一文读懂《工业物联网白皮书（2017版）》

2017-09-19 刘成军 造奇智能

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造奇新媒体导读

在2017智能制造与工业互联网论坛上，同期发布了由中国电子技术标准化研究院联合宝钢技术、东土科技等公司编写、《工业物联网白皮书（2017版）》于9月11日正式发布。以下为[造奇智能产业新媒体]整理的简版内容，供业界参考。

专题链接：解码工业物联网：一文看懂lloT 现状和未来

报告发布 | 中国电子技术标准化院
独家整理 | 刘成军，造奇智能产业新媒体创始人兼主编，智能产业深度观察

白皮书一共包括六个章节：

工业物联网的发展背景
工业物联网的内涵（本质、阶段和价值）
工业物联网的技术现状（参考体系架构、技术体系与技术趋势）
工业物联网的产业现状（终端产业现状和平台产业现状）
工业物联网的标准现状（国内外已开展的物联网标准化工作）
工业物联网的应用（四种应用案例：服务模式创新、金融领域创新、生产工艺优化、智能物流应用）

工业物联网的内涵

白皮书对工业物联网的定位：工业物联网是支撑智能制造的一套使能技术体系。

工业物联网定义：工业物联网是通过工业资源的网络互联、数据互通和系统互操作，实现制造原料的灵活配置、制造过程的按需执行、制造工艺的合理优化和制造环境的快速适应，达到资源的高效利用，从而构建服务驱动型的新工业体系。

工业物联网的六大典型特征：

智能感知：是IIoT的基础。它是利用传感器、射频识别等感知手段获取工业全生命周期内的不同维度的信息数据，具体包括人员、机器、原料、工艺流程和环境等工业资源状态信息。

泛在连通：是IIoT的前提。工业资源通过有线或无限的方式彼此连接或与互联网相连，实现工业资源数据的互联互通，拓展了机器与机器、机器与人、机器与环境之间联接的广度和深度。

数字建模：是IIoT的方法。数字建模将工业资源映射到数字空间中，在虚拟的世界里模拟工业生产流程，实现对工业生产过程全要素的抽象建模。

实时分析：是IIoT的手段。在数字空间中实时处理所感知的工业资源数据，将抽象的数据进一步直观化和可视化，完成对外部物理实体的实时响应。

精准控制：是IIoT的目的。基于虚拟空间形成的决策，转换成工业资源实体可以理解的控制命令，实现工业资源精准的信息交互和无间隙协作。

迭代优化：达到最优目标。

工业物联网实施的四个阶段

智能的感知控制
全面的互联互通阶段
深度的数据应用阶段
创新的服务模式阶段

工业物联网的价值：提升价值、优化资源、升级服务、激发创新。

工业物联网的技术现状

（一）、工业物联网的参考体系架构

它是依据GB/T 33474-2016《物联网参考体系结构》中的物联网概念模型给出，从系统的角度，给出了工业物联网系统各功能域中主要实体及实体之间的接口关系。

工业物联网的参考体系架构由用户域、目标对象域、感知控制域、服务提供域、运维管控域和资源交换域组成。

（二、）工业物联网的技术体系

技术体系主要分为感知控制技术、网络通信技术、信息处理技术和安全管理技术。

感知控制技术主要包括传感器、射频识别、多媒体、工业控制等，是IIoT部署实施的核心；
网络通信技术主要包括工业以太网、短距离无线通信技术、低功耗广域网等；
信息处理技术主要包括数据存储、数据清洗、数据建模和数据分析；
安全管理技术包括加密认证、防火墙、入侵检测等；

（三）、工业物联网的技术趋势

终端智能化：体现在两个方面，一是底层传感器设备自身向着微型化和智能化的方向发展，另一方面是工业控制系统的开放性逐渐扩大，使得工业控制系统与各种业务系统的协作成为可能。
联接泛在化：扩大化的网络联接；
计算边缘化：边缘计算指在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络通信、存储、计算、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。
网络扁平化：IIoT的体系架构正在简化，系统性能将得到进一步提升的同时降低软件维护成本。
服务平台化：基于平台的开放能力，根据用户实际需求提供设备远程管理、预防性维护和故障诊断等服务。

工业物联网平台产业现状

目前，工业物联网平台（工业互联网平台）成为工业物联网产业发展制高点，同时也是工业物联网应用的重要支撑载体。呈现以下三个特点：

植根于工业制造领域的巨头积极布局工业物联网平台。国外有Predix，MindSphere、ProfiCloud等，国内有根云、COSMOPlat、INDICS等；

IT巨头借助于云平台的优势积极发展工业物联网平台。如Azure、AWS、Watson、HANA等，国内BAT等相继推出；

企业之间展开优势互补合作扩建工业物联网生态圈。GE在2016年宣布Predix登陆微软Azure云平台，ABB于2017年宣布依托于微软Azure平台提供工业云服务。

工业物联网的标准现状

物联网相关国际标准化组织的整合积极推动了工业物联网标准的制定。国际标准化组织/国际电工委员会ISO/IEC JTC1在2016年11月成立了物联网及相关技术分技术委员会SC41，下设物联网架构工作组、物联网互操作工作组和物联网应用工作组，并成立了可穿戴研究组、可信物联网研究组、工业物联网研究组、边缘计算研究组和实时物联网研究组五个研究组。

我国的情况是，2010年从组织保障方面成立了国家物联网基础工作组，目前为止已经发布了GB/T 33474-2016《物联网参考体系结构》、GB/T 33745-2017《物联网术语》及GB/T 33750-2017《物联网标准化工作指南》文本。

有待解决的工业物联网标准化问题

工业物联网体现了工业技术和物联网技术的跨界融合，涉及到硬件、软件、网络以及平台等多方面的集成，以及不同环节、不同模式下的复杂应用。标准化工作面临着不少挑战，需要从顶层设计、基础共性、关键技术和安全等方面提出标准化的重点方向。

顶层设计：是开展标准化工作的总体纲领与参考，界定了工业物联网标准研究的范围，明确标准化方向；
基础共性类标准：用于统一工业物联网的相关术语以及参考模型，是认识、理解以及实现工业物联网的基础，为开展其他方面的标准研究提供支撑，包括术语、参考模型及相关的评估规范；
关键技术类标准：用于规范工业物联网的关键要素，指导工业物联网相关产品的技术研发、测试验证等，包括数据建模、时间敏感网络、边缘计算、工业物联网平台等技术要求规范、技术实现的过程与方法等；
安全类标准：用于规范工业物联网的信息安全管理，提升安全防控能力。