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F. Richard Yu 基于新网络技术的工业互联网的研究与开发

发表日期:2015年12月11日      共浏览 717 次      编辑:


大家好,在这个题目里面,我把工业互联网标成了红色,在这个报告中重点是工业互联网。

简单的我先介绍一下工业互联网的历史,现在的发展状况,以及将来的发展前景。下面是中国工业互联网的技术,第三个是中国工业互联网落地的项目开发,最后是一个总结。

工业互联网是一个非常热的话题,因为整个中国国家重大战略的需求,中国的工业,尤其是中国的制造业,目前面临了很大的困境,问题是传统的制造模式遇到了人力成本、环境成本,还有其他各种成本的制约。所以造成一个什么样的结果呢?没有其他国家成本的优势,也没有发达国家在技术上的优势,造成一个什么结果呢?高端制造业的回流,中低端制造业的分流。

物联网与实体经济的深度融合是必然的发展趋势。造就了中国的工业互联网。在这里,各个国家提出自己的战略,包括德国的工业4.0,包括美国的国家先进制造规划,工业互联网是美国的一个概念,中国叫中国制造2025。工业互联网将对传统的工业效率的提升,将产生极大的商业价值。

首先简单介绍一下德国工业4.0的内涵。它内涵主要是以信息技术深融合制造过程,通过信息技术,改造传统的制造模式,工业4.0的重点就是创造了智能产品,程序,还有一个制造过程。

下面说一下工业互联网,这个名词其实已经提了很多年了,这个名词并不是一个大公司提出来的,它是一个2000年的时候一个咨询公司提出来的,这个咨询公司在提出的时候就有一些定义,这个定义是物理上的机器人。重点是把数据从工业机械中提取出来,然后进行分析,然后再进行调和。这个概念并不是很新颖,但是这个概念在近些年被提到一个很高的高度,为什么呢?是一个大公司开始介入了,叫GE公司。这个公司怎么个做法呢?很多的工业设备都是GE做的。在2011年,GE早在几年前已经布局这件事情了。尤其在去年的时候,把这个概念炒作起来了,在2014327日,由ATNT思考和GE,还有IBM发起了工业互联网的联盟。发起这个联盟之后,2015年的时候,整个GE工业互联网要对全球开放,并且也到中国来了几次。我提供给你平台,所有的中国工业设备都可以接进去,开启的时候可能是面的。把工业互联网的平台定位成什么呢?他做了一个比喻,安卓是手机的操作系统,工业互联网就是工业操作的系统。

是不是又炒冷饭了?因为物联网已经炒作很多年。在我们理解和物联网有本质的区别,从99年提出来物联网,我们又开始提出互联网+和工业4.0。物联网只是一个基础,只是一个联,联完以后怎么做呢?所以说无线网是构成互联网+及工业互联网的支撑技术之一。

整个全球的工业互联网规模有多大,它的估算互联网的产业将占到46%,整个全球经济的46%,这个是非常大的,有32.5万亿美元的市场估值。不是人到人的互联网都可以定义成工业互联网,比如说人和机械的互联,这是一个很大的设想。

中国工业互联网的规模是多少呢?这个是苗老师和吴院士的设计,未来20年,中国工业互联网至少可带来三万亿美金的GDP的增量。

有一张全景图。整个从工业的生产、制造、组网,还有整个的运营,是整个工业互联网的全景图。我们发现现有工业互联网不能满足互联网的需求。工业互联网到底有什么样的需求呢?全球的工业系统和高级计算分析感应的这些技术,会跟工业互联网相结合,给现在的传统互联网带来什么样的挑战呢?一个就是安全可靠性,工业数据的传输对安全的可靠性要求更高。还有一个实时性。如果看到工业互联网在国外时间长了,也把无人驾驶车也算成工业互联网。服务等级区分,还有海量的数据处理能力。

现有互联网不能满足工业互联网的需求,各位专家学者都已经提到这些问题,这些挑战,一个是缺乏虚拟网的能力,不支持实时性,移动性,缺乏多业务承载能力,网络无全局资源能力。

下面我介绍一下我们在工业互联网领域的一些关键技术方面的研究。

第一个关键技术是网络架构和协议。基于软件定义NDN,我们想借用新的网络技术支撑工业互联网。一个是基于软件定义额和网络虚拟化的工业互联网。我们看这张图表,我们把整个工业互联网放进去以后,网络的操作系统以后,我们的想法不是单独建一个工业互联网,而是在虚拟的环境下虚拟一个工业互联网。也可以虚拟成其他的网络。

另外一个关键技术也是我们做的,大家都在提这个软件定义网络,我们要把它扩展一下。左边是非常流行的一个NDN架构,有数据面,控制面和管理面,管理面也可以说是各种各样网络的应用。这个和NDN的架构非常相似,但是我们需要用这种架构把存储和计算包含进来,这是一个比较大的扩大,我们用绿色和蓝色专门写出了哪些是计算的,哪些是存储的。为什么有这种想法呢?因为我们大家做了多年存储方面的东西。把存储统一的管理起来,这样能够提高很多的网络性能。计算部分,搞通讯的少一些。经常把一些计算能力从你的手机到网络端,我们现在提出新的架构,都在这个软件定义的前提下集中起来。如果你觉得这个东西可能是一个概念的东西,并不是一个概念的东西,我们真正设计的是流表。绿色是动态的存储。下面是一张典型的流表。

5C的模型,底层是连接,这个是典型的互联网的概念,开始连起来了,我们用一个5C的模型,下面是连接,上面是配置的过程。

关键技术之四,也是我们做的研究方面的东西,工业大数据的分析,你到网上浏览一个什么东西,给你推荐一个什么东西,新的网络架构下,工业互联网的架构下,我们更注重工业大数据的分析。

具体的工业大数据分析,我们把这个数据,风能发电,其他的工业设备,不是在转成大数据了,我们直接存成大数据结构了,这是一个在线的大数据处理。我们要把整个的大数据处理,把工业互联网相结合。

我们中国工业这么大的一个盘子,不可能把中国的工业设备都连到一个国外的平台上面,这是不太可能的。我们第一个想法是做中国的工业互联网平台。核心根据我们的理解,谁占领这个平台,谁就占领这个产业的制高点。

具体介绍一下这个平台,以实现工业生产中的高效数据收集、融合、分析、预测、控制为目标。有了这个平台之后,并不是一个虚的平台,必须有实际的应用。比如说和农业互联网相结合,包括传统能源和可再生能源。

工业互联网具有广阔的应用和商业的前景,里面的关键技术做的是网络架构和协议的研究,还有5C模型,还有大数据分析,落地项目是实际的开发项目,我们在做工业互联网的平台,和面向行业的工业互联网。