2.2 工业互联网体系架构
工业互联网的核心是基于全面互联而形成数据驱动的智能化技术,网络、数据、安全是工业和互联网两个视角的共性基础和支撑。
从工业智能化发展的角度出发,工业互联网将构建基于网络、数据、安全的三大优化闭环。一是面向机器设备运行优化的闭环,其核心是基于对机器操作数据、生产环境数据的实时感知和边缘计算,实现机器设备的动态优化调整,构建智能机器和柔性生产线;二是面向生产运营优化的闭环,其核心是基于信息系统数据、制造执行系统数据、控制系统数据的集成处理和大数据建模分析,实现生产运营管理的动态优化调整,形成各种场景下的智能生产模式;三是面向企业协同、用户交互与产品服务优化的闭环,其核心是基于供应链数据、用户需求数据、产品服务数据的综合集成与分析,实现企业资源组织和商业活动的创新,形成网络化协同、个性化定制、服务化延伸等新模式。
2.2.1 体系架构演进分析
AII在2017年发布《工业互联网体系架构(版本1.0)》(体系架构1.0),推动了工业互联网的建设与应用;2019年,AII在体系架构1.0的基础上深入开展研究,结合新技术的演进和产业发展,编制了《工业互联网体系架构(版本2.0)》(体系架构2.0),面向数字化转型时代需求,融合了工业互联网最新理念、价值、技术、功能、范式和流程,形成了指导产业、企业等多层面推进工作的一套综合性体系框架。
相较于体系架构1.0而言,体系架构2.0具有如下特点:
(1)聚焦工业场景,结合规模化工业需求对功能架构进行升级和完善。通过典型工业场景开展网络、平台、安全等方面的应用试点,以标杆示范强化应用推广,推进体系化应用探索与落地。
(2)突出工业应用,结合企业个性化需求构建工业互联网核心能力。以企业数字化转型需求为牵引,针对各行业研发设计、工艺改进、能耗优化、运营管理等业务需求,构建各类数字化工业应用及解决方案,帮助企业实现提质、降本、增效;同时通过引入大量第三方工业应用及对已有工业应用的定制化改造,适配特定工业应用场景或满足用户个性化需求。
(3)注重落地实施,为企业按需部署工业互联网平台提供更加详细的实施路径。重点明确工业互联网核心功能在制造系统各层级的功能分布、系统设计与部署方式,通过“网络、标识、平台、安全”四大实施系统的建设,指导企业实现工业互联网的落地应用。
2.2.2 体系架构2.0
体系架构 2.0 是对体系架构 1.0 的继承和发展,是强调以“业务—功能—实施”逐步递进为主线,以技术为引领,融合工业流程活动、软件分层视图、信息交互关系而形成的综合性方法论。工业互联网体系架构如图2-2所示。
图2-2 工业互联网体系架构
业务视图:体现工业互联网产业目标、商业价值、数字化能力和业务场景。业务视图主要用于指导企业在商业层面明确工业互联网的定位和作用,其提出的业务需求和数字化能力需求对于后续的功能架构设计是重要的指引。
功能架构:继承网络、平台、安全三大功能体系,明确支撑业务实现的基本要素、功能模块、交互关系和作用范围。功能架构主要用于指导企业构建工业互联网的支撑能力与核心功能,并为后续工业互联网实施框架的制定提供参考。
实施框架:明确系统实施的层级结构、承载实体、关键软硬件及作用关系,围绕设备、边缘、企业、产业四大层次开展“网络、标识、平台、安全”四大实施系统的建设。实施框架主要为企业提供工业互联网具体落地的统筹规划与建设方案,可进一步用于指导企业技术选型与系统搭建。
技术体系:汇聚支撑工业互联网业务、功能和实施所需的关键技术,以新技术为引领,支撑工业互联网全方位能力打造。