工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 2.0：定位與作用

當(dāng)前，以新一代信息技術(shù)為驅(qū)動(dòng)的數(shù)字浪潮正深刻重塑經(jīng)濟(jì)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)著生產(chǎn)方式、產(chǎn)品形態(tài)、商業(yè)模式、產(chǎn)業(yè)組織和國際格局的深刻變革。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為實(shí)體經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐，對(duì)于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要意義。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在工業(yè)和信息化部的指導(dǎo)下，凝聚產(chǎn)業(yè)界共識(shí)，發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本2.0）》白皮書，從業(yè)務(wù)、功能、實(shí)施等三個(gè)方面定義了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的參考體系架構(gòu)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 2.0：定位與作用

01

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 1.0 的進(jìn)展與成效

自工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 1.0 發(fā)布以來，受到了業(yè)界廣泛關(guān)注，不僅推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)基礎(chǔ)研究，促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品開發(fā)，指導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，引導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用探索與實(shí)踐，還推進(jìn)國際對(duì)接與開放合作?；拘纬闪斯I(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系化認(rèn)識(shí)，推進(jìn)體系化應(yīng)用探索與落地。

02

從 1.0 到 2.0：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的演進(jìn)

體系架構(gòu) 1.0 發(fā)布三年多以來，其發(fā)展也正由理念與技術(shù)驗(yàn)證走向規(guī)?；瘧?yīng)用推廣。在發(fā)展和演進(jìn)的同時(shí)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 2.0 也充分繼承了體系架構(gòu) 1.0 的核心思想。

一是體系架構(gòu) 2.0 仍突出數(shù)據(jù)作為核心要素，即通過部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，提升現(xiàn)有制造系統(tǒng)的數(shù)據(jù)利用能力。

二是體系架構(gòu) 2.0 仍強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)智能化閉環(huán)的核心驅(qū)動(dòng)及其在生產(chǎn)管理優(yōu)化與組織模式變革方面的變革作用。

三是體系架構(gòu) 2.0 繼承了三大功能體系，重點(diǎn)體現(xiàn)1.0中數(shù)據(jù)的集成、管理與建模分析功能。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 2.0：總體框架

01

體系架構(gòu)設(shè)計(jì)方法論

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合了工業(yè)、通信、數(shù)據(jù)科學(xué)等諸多領(lǐng)域，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，體系架構(gòu)2.0版本中，在架構(gòu)設(shè)計(jì)方法論層面，以 ISO/IEC/IEEE42010 系統(tǒng)與軟件工程標(biāo)準(zhǔn)為主要方法；在架構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容和要素方面，充分參考了工業(yè)、軟件和通信等領(lǐng)域具有代表性的架構(gòu)。

02

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 2.0

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 2.0 包括業(yè)務(wù)視圖、功能架構(gòu)、實(shí)施框架三大板塊，形成以商業(yè)目標(biāo)和業(yè)務(wù)需求為牽引，進(jìn)而明確系統(tǒng)功能定義與實(shí)施部署方式的設(shè)計(jì)思路，自上向下層層細(xì)化和深入。

1.業(yè)務(wù)視圖

明確了企業(yè)應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)、方向、業(yè)務(wù)場(chǎng)景及相應(yīng)的數(shù)字化能力。包括產(chǎn)業(yè)層、商業(yè)層、應(yīng)用層、能力層四個(gè)層次。

自上而下來看，實(shí)質(zhì)是企業(yè)在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型大趨勢(shì)下，如何把握發(fā)展機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)自身業(yè)務(wù)的數(shù)字化發(fā)展并構(gòu)建起關(guān)鍵數(shù)字化能力；

自下而上來看，反映了企業(yè)不斷構(gòu)建和強(qiáng)化的數(shù)字化能力，持續(xù)驅(qū)動(dòng)其業(yè)務(wù)乃至整個(gè)企業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，最終帶來整個(gè)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

2.功能架構(gòu)

（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心功能原理

明確了企業(yè)支撐業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)所需的核心功能、基本原理和關(guān)鍵要素。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心功能原理是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的物理系統(tǒng)與數(shù)字空間全面互聯(lián)與深度協(xié)同，以及在此過程中的智能分析與決策優(yōu)化。

（二）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)功能視圖

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系由網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通和標(biāo)識(shí)解析三部分組成。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實(shí)現(xiàn)要素之間的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)互通實(shí)現(xiàn)要素之間傳輸信息的相互理解，標(biāo)識(shí)解析實(shí)現(xiàn)要素的標(biāo)記、管理和定位。

（三）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)功能視圖

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)包括邊緣層、PaaS 層和應(yīng)用層三個(gè)關(guān)鍵功能組成部分。邊緣層提供海量工業(yè)數(shù)據(jù)接入、轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預(yù)處理和邊緣分析應(yīng)用等功能；PaaS 層提供資源管理、工業(yè)數(shù)據(jù)與模型管理、工業(yè)建模分析和工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新等功能；應(yīng)用層提供工業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用、開發(fā)者社區(qū)、應(yīng)用商店、應(yīng)用二次開發(fā)集成等功能。

（四）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全功能視圖

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全功能框架充分考慮了信息安全、功能安全和物理安全，聚焦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全所具備的主要特征，包括可靠性、保密性、完整性、可用性和隱私和數(shù)據(jù)保護(hù)。

3.實(shí)施框架

（一）實(shí)施框架總圖

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施重點(diǎn)明確工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心功能在制造系統(tǒng)各層級(jí)的功能分布、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與部署方式，通過“網(wǎng)絡(luò)、標(biāo)識(shí)、平臺(tái)、安全”四大實(shí)施系統(tǒng)的建設(shè)，指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用部署。

（二）網(wǎng)絡(luò)實(shí)施框架

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)是構(gòu)建全要素全系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈互聯(lián)互通的新型基礎(chǔ)設(shè)施。從實(shí)施架構(gòu)來看，在設(shè)備層和邊緣層建設(shè)生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)，在企業(yè)層建設(shè)企業(yè)與園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，在產(chǎn)業(yè)層國家骨干網(wǎng)絡(luò)，全網(wǎng)構(gòu)建信息互操作體系。

（三）標(biāo)識(shí)實(shí)施框架

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)實(shí)施貫穿設(shè)備、邊緣、企業(yè)和產(chǎn)業(yè)四個(gè)層面，形成了以設(shè)備層和邊緣層為基礎(chǔ)，以企業(yè)層和產(chǎn)業(yè)層節(jié)點(diǎn)建設(shè)為核心的部署架構(gòu)。

（四）平臺(tái)實(shí)施框架

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)部署實(shí)施總體目標(biāo)是打造制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的載體和中樞。其實(shí)施架構(gòu)貫穿設(shè)備、邊緣、企業(yè)和產(chǎn)業(yè)四個(gè)層級(jí)，通過實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)采集、開展邊緣智能分析、構(gòu)建企業(yè)平臺(tái)和打造產(chǎn)業(yè)平臺(tái)，形成交互協(xié)同的多層次、體系化建設(shè)方案。

（五）安全實(shí)施框架

安全實(shí)施框架體現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全功能在“設(shè)備、邊緣、企業(yè)、產(chǎn)業(yè)”的層層遞進(jìn)，包括邊緣安全防護(hù)系統(tǒng)、企業(yè)安全防護(hù)系統(tǒng)和企業(yè)安全綜合管理平臺(tái)，以及省/行業(yè)級(jí)安全平臺(tái)和國家級(jí)安全平臺(tái)。

技術(shù)體系

01

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系由制造技術(shù)、信息技術(shù)以及兩大技術(shù)交織形成的融合性技術(shù)組成。

制造技術(shù)支撐構(gòu)建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的物理系統(tǒng)，通過基礎(chǔ)技術(shù)、感知技術(shù)、控制技術(shù)、裝備技術(shù)等構(gòu)建了專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)和知識(shí)基礎(chǔ)，形成了數(shù)字化應(yīng)用優(yōu)化閉環(huán)。

信息技術(shù)勾勒了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字空間，構(gòu)成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的通信、計(jì)算、安全基礎(chǔ)設(shè)施。