现代化基础设施

基础设施包括交通、能源、水利、物流等传统基础啊设施和以信息网络为核心的新型基础设施,在国家发展全局中具有战略性基础性先导性作用。
在2018年召开的中央经济工作会议中,首次指出“加快5G商用步伐,加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设”,简称“新数基”

新数基七大领域

1.5G基建
2.特高压
3.城际高速铁路和城际轨道交通
4.新能源汽车充电桩
5.大数据中心
6.人工智能
7.工业互联网

新型基础设施三方面

1.信息基础设施

主要指基于新一代信息技术演化生成的基础设施。
①  以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施;
②  以人工智能、云计算、区块链等为代表的新型基础设施;
③  以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等。

信息基础设施凸显“技术新 ”。

2.融合基础设施

主要指深度应用互联网、大数据、人工智能等技术,支撑传统基础设施转型升级,进而形成的融合基础设施。融合基础设施包括只能交通基础设施、智慧能源基础设施等。
融合基础设施重在“应用新 ”。

3.创新基础设施

主要指支撑科学研究、技术开发、产品研制的具有公益属性的基础设施。创新基础设施包括重大科技基础设施、科教基础设施、产业技术创新基础设施等。
创新基础设施强调“平台新 ”。

工业互联网



工业互联网(Industrial Internet)新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态,通过对人、机、物、系统等的全面连接,构建起覆盖全产业链、全价值连的全新制造和服务体系,为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径,是第四次工业革命重要基石

1.平台体系


工业互联网平台体系具有四大层级:网络为基础,平台为中枢,数据为要素,安全为保障

1.1 网络为基础

工业互联网网络体系包括网络互联、数据互通和标识解析三部分。
1.1.1 网络互联
网络互联实现要素之间的数据传输,包括企业外网企业内网
典型技术包括传统的工业总线、工业以太网以及创新的时间铭感网络(TSN)、确定性网络、5G等技术。
1.1.2 数据互通
数据互通是通过对数据进行标准化描述和统一建模,实现要素之间传输信息的相互理解,数据互通涉及数据传输、数据语义语法等不同层面。
1.1.3 标识解析
标识解析体系实现要素的标记、管理和定位,由标识编码、标识解析系统和表示数据服务组成,通过为物料、及其、产品等物理资源和工序、软件、模型、数据等虚拟资源分配标识编码,实现物理试题和虚拟对象的逻辑定位和信息查询,支撑跨企业、跨地区、跨行业的数据共享共用。

2.平台为中枢


工业互联网平台体系包括:边缘层、Iaas、PaaS、和SaaS四个层级,相当于工业互联网的操作系统(OS)主要有四个作用:

2.1 数据汇聚

网络层面采集的多源、异构、海量数据,传输至工业互联网平台,为深度分析和应用提供基础

2.2 建模分析

提供大数据、人工只能分析的算法模型和物理、化学等各类仿真工具,结合数字孪生、工业智能等技术,对海量数据挖掘分析,实现数据驱动的科学决策和智能应用。

2.3 知识复用

将工业经验知识转化为平台上的模型库、知识库,并通过工业微服务组件方式,方便二次开发和重复调用,加速共性能力沉淀和普及。

2.4 应用创新

面向研发设计、设备管理、企业运营、资源调度等场景,提供各类工业App、云华软件,帮助企业提质增效。

3.数据为要素


工业互联网数据有个特性:
3.1 重要性
数据是实现数字化、网络化、智能化的基础,没有数据的采集、流通、汇聚、计算、分析,各类新模式就是无源之水,数字化转型也就成为无本之木。
3.2 专业性
工业互联网数据的价值在于分析利用,分析利用的途径必须依赖行业知识和工业机理。制造业千行百业、千差万别,每个模型、算法背后都需要长期积累和专业队伍,只有深耕细作才能发挥数据价值。
3.3 复杂性
工业互联网运用的数据来源于“研产供销服”各环节,“人机料法环”各要素,ERP、MES、PLC等各系统,维度和复杂度远超消费互联网,面临采集困难、格式各异、分析复杂等挑战。

4.安全为保障


工业互联网安全体系设计设备、控制、网络、平台、工业App、数据等多方面网络安全问题,其核心任务就是通过监测预警、应急响应、监测评估、功能测试等手段确保工业互联网健康有序发展。与传统互联网安全相比,工业互联网安全具有三大特点
4.1 涉及范围广
工业互联网打破了传统工业相对封闭可信的环境,网络攻击可直达生产一线。联网设备的爆发式增长和工业互联网平台的广泛应用,是网络攻击面持续扩大。
4.2 造成影响大
工业互联网涵盖制造业、能源等实体经济领域,一旦发生网络攻击、破坏行为,安全事件影响严重。
4.3 企业防护基础弱
目前我国广大工业企业安全意识、防护能力依旧薄弱,整体安全保障能力有待进一步提升。

5.六大类典型应用模式


工业互联网融合应用推动了一批新模式、新业态孕育兴起,提质、增效、降本、绿色、安全发展成效显著,初步形成了六大类典型应用模式

5.1 平台化设计

平台话设计是依托工业互联网平台,汇聚人员、算法、模型、任务等设计资源,实现高水平高效率的轻量化设计、并行设计、敏捷设计、交互设计和基于模型的设计,变革传统设计方式,提升研发质量和效率。

5.2 智能化制造

智能化制造是互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术在制造业领域加速创新应用,实现材料、设备、产品等生产要素与用户之间的在线连接和实时交互,逐步实现机器替代人工生产,智能化代表制造业未来发展的趋势。

5.3 网络化协同

网络化协同是通过跨部门、跨阶级、跨企业的数据互通和业务互联,推动供应链上的企业和合作伙伴共享客户、订单、设计、生产、经营等各类信息资源,实现网络化的协同设计、协同生产、协同服务,进而促进资源共享、能力交易以及业务优化配置等。

5.4 个性化定制

个性化定制是面向消费者个性化需求,通过客户需求准确获取和分析、敏捷产品开发设计、柔性智能生产、精准交互服务等,实现用户在铲平全生命周期的深度参与,是以低成本、高质量和高效率的大批量生产实现产品个性化设计、生产、销售及服务的一种制造服务模式。

5.5 服务化延伸

服务化延伸是制造与服务融合发展的新型产业形态,指的是企业从原有制造业务向价值两段高附加值环节延伸,从以加工组装为主向“制造+服务”转型,从单纯出售产品向出售“产品+服务”转变,具体包括设备健康管理、产品远程运维、设备融资租赁、分享制造、互联网金融等。

5.6 数字化管理

数字化管理是企业通过打通核心数据链,贯通制造全场景、全过程,基于数据的广泛汇聚、集成优化和价值挖掘,优化、创新乃至重塑企业战略决策、产品研发、生产制造、经营管理、市场服务等业务活动,构建数据驱动的高效运营管理新模式。

6.车联网


车联网是新一代网络通信技术与汽车、电子、道路交通运输等领域深度融合的新兴产业形态。智能网联汽车打在陷阱的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现车与车、路、人、云端等智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶的新一代汽车。

6.1 体系框架


车联网(Intemet of Vehicles,IoV)系统是一个“端、管、云”三层体系。
6.1.1 端系统
汽车的智能传感器负责采集与获取车辆的智能信息,感知行车状态与环境;是具有车内通信、车间通信、车王通信的泛在通信终端;同时还是让那个汽车具备IoV寻址和网络可信标识等能力的设备。
6.1.2 管系统
解决车与车、车与路、车与网、车与人等的互联互通,实现车辆自组网及多种异构网络之间的通信与漫游,在功能和性能上保障实时性、可服务性与网络泛在性,同时它是公网与专网的统一体。
6.1.3 云系统
车联网是一个云架构的车辆运行信息平台,它的生态链包含了ITS、物流、客货运、危特车辆、汽修汽配、汽车租赁、企事业车辆管理、汽车制造商、4S店、车管、保险、紧急救援、移动互联网等,是多源海量信息的汇聚,因此需要虚拟化、安全认证、实时交互、海量存储等云计算功能,其应用系统也是围绕车辆的数据汇聚、计算、调度、监控、管理与应用的符合体系。

6.2 链接方式


车联网分别是“车与云平台、车与车、车与路、车与人、车内设备之间”等全方位网络链接。
6.2.1 车与云平台
车与云平台间的通信室指车辆通过卫星无线通信或移动蜂窝等无线通信技术实现与车联网服务平台的信息传输,接受平台下达的控制指令,实时共享车辆数据。
6.2.2 车与车
车与车间的通信是指车辆与车辆之间实时信息交流与信息共享,包括车辆位置、行驶速度等车辆状态信息,可用于判断道路车流状况。
6.2.3 车与路
车与路之间的通信是指借助地面道路固定通信设施实现车辆与道路间的信息交流,用于监测道路路面状况,引导车辆选择最佳行驶路劲。
6.2.4 车与人
车与人之间的通信是指用户可以通过Wi-Fi、蓝牙、蜂窝等无线通信手段与车辆进行信息沟通,使用户能够通过对应的移动终端设备监测并控制车辆。
6.2.5 车内设备
车内设备间的通信是指车辆内部各设备间的信息数据传输,用于对设备状态的实时监测与运行控制,建立数字化的车内控制系统。
最后修改:2023 年 07 月 31 日