一、工业互联网的技术特征
1.物联网层级的不同定义

如果做一个简单的对比,我们会发现执行视角的基础设施和物联网的网络结构非常相似,只是层级有些不同。边缘层,第一,包括传感器、驱动器、工业设备等终端设备,对应物联网的感知/执行层;第二,它包括两种网络形式:相邻网络和接入网络。与物联网网络层级相比,这两种网络的定义和范围略有不同。
邻接网络,可以理解为边缘网络层,包括用于本地联网的转发节点,提供“附近”服务的边缘计算,以及连接到云的边缘网关。两者的区别在于,物联网终端到边缘转发节点也属于邻网,但这部分不包含在边缘网络层。接入,它的定义和物联网网络接入层有很大区别。主要指核心网,用于接入终端和边缘网关。
虽然工业互联网在“接入”的理解上有自己的定义,但工业互联网和其他领域对物联网层面的理解差别不大。平台层和服务层都在服务网络中,可以映射到核心网络层的应用部分。其中,平台层对应物联网服务平台,服务层对应具体的行业应用。
系统的概念
互联网对“接入”有不同的理解,因为工业领域通常把工厂的一整套自动化系统视为“端”。这个概念在计算机领域被称为“终端系统”,就像“终端”的信息系统一样。该系统是由各种边缘设备、仪器仪表、边缘网络节点、边缘服务器等组成的系统。在区域范围内。例如,自动化生产系统是由各种传感器、执行器、控制器等组成的生产线。在一个工厂空。
系统中的各种网络、设备、终端之间联系紧密,往往使用私有的、专用的通信协议进行数据传输,具有紧耦合的结构特点,从而构建一个完整的、封闭的、自动化的生产应用或服务。除了生产线,传感器网络和RFID应用系统也属于终端系统。由于采用专用和私有的通信协议,终端系统必须作为一个整体使用,系统中单个组件的功能无法被企业或用户正常使用。
从物联网的发展趋势来看,边缘设备的智能化将逐步提高,通信接入和组网协议将标准化和开放,工业“端系统”将逐步分解,边缘网络中的终端和节点将逐步独立,以满足自由灵活组合的要求。因此,从高管角度对网络层面的理解,有望与对互联网和通信领域的理解融为一体。当然,从字面上纠结“准入”的范围和级别,并没有太大的实际意义。物联网的应用是丰富的、多态的,只有根据实际需求了解架构层面,才有价值。
2.执行视角的递归
从执行本身来看,其架构具有明显的“递归性”,即网络能力和信息处理能力可以相互叠加和组装,实现更加复杂和健壮的信息系统。
例如:
一个小的邻网可以属于一个更大的邻网,然后连接到平台层;平台还可以分为多个层次,实现各种信息功能;应用层的各种应用可以互相“调用”和“查询”。它们相互交换信息,相互支持,在不同的行业应用中扮演不同的角色,在不同的业务流程中履行不同的职责。架构中信息能力的组合是一个设计者从业务、管理、行业、信息技术等各个方面的统筹考虑。可以说是极其复杂的系统,也可以说是“弱水三千,独一瓢”:只实现最基本的联网,使用最基本的功能。

3.执行视角和职能视角的关系
与元素组合的关系
从功能视角来看,执行视角的信息处理能力是功能视角的要素。功能域中的功能模块是执行层中各种技术的组合。
如果一个“功能”需要操作控制域内的设备,需要从服务层发送指令,通过平台层转换成具体的操作指令,再通过二层网络运行到达驱动程序执行。在这一具体职能中,涉及到大量的信息技术和相关设备。但是对于最终用户来说,他们只需要知道如何发出“指令”就可以实现对事物的远程控制。
功能视角中的“功能”称为“组件”,功能组件可以理解为在虚拟世界中可以看到和触摸到的数字“物”。组件具有开放和标准化的交互接口、结构化的属性和状态以及语义内涵。它可以被任何其他应用系统查询、理解、分析和使用,就像球场上的足球一样。它可以被双方22名球员“弹起”,并被裁判和数万名现场球迷观看。从执行的角度看,各种终端设备也有“功能”,但不能称为组件。就像温度传感器具有感知温度的“功能”,但只有专用的系统才能读取、理解和使用其测得的数据。对于其他设备系统来说,它们“看不到”传感器的存在,即使“捕捉”到传感器的传感数据,也无法理解那串字符。
功能透视图可以映射虚拟世界中的真实对象,也可以将信息应用程序映射成标准服务来提供。通过使用功能组件中包含的元素和组合,可以在信息化和数字化的基础上实现灵活和复杂的应用。这就是功能视角作为产业互联网顶层框架的意义所在。
域在网络层次结构中的位置
从整体上看,功能视角下的功能域在执行视角下的网络结构中具有集中部署的特点,即一些特定的功能域主要集中在一个特定的网络层次上。换句话说,“层”和“域”之间存在一定的映射关系,但这种映射关系不是必然的。几乎所有的控制域都部署在边缘层;信息域和运营域的大部分能力都在平台层;企业层主要对应应用领域和业务领域。
虽然整体上有对应关系,但实际情况往往是由具体的行业体系决定的,会随着技术的发展而变化。当设备终端通过接入网直接连接到业务平台时,平台层必须具备一定的控制域能力。如果边缘计算的能力不断增强,更多信息域的功能自然会迁移到边缘层,运营域包含的资产管理能力也可以部署到边缘层。
总体而言,随着计算无处不在的部署逐步推进,上层功能域的能力将更广泛地部署到所有级别。此外,在实际工业应用中,不同层次的功能域需要相互服务和调用:控制域可能需要信息域在图像的智能识别中提供图像处理的能力;当你需要位置服务时,你需要借助应用域来提供谷歌地图等服务。因此,执行的“层”和功能的“域”之间没有紧密的映射关系。
二、工业互联网的两大核心“主题”

业余互联网的初衷是通过自动控制系统和信息系统的结合,实现两个核心“主题”:增加边缘协作的自主性;全球化、业务整合和系统优化。
1.增加边缘协作的自主性。
自治是基于自动化的“智能”。在工业生产领域,广泛部署高科技传感器监控技术,实现高质量的数据采集;利用嵌入式计算完成实时复杂逻辑运算和高级数据分析;网络互联实现了系统间的无缝信息交换,使相互协作、协同生产成为可能。“智能”的到来赋予了系统成长性,它们可以通过“自主学习”建立自己的数据分析模型和信息处理工具,不断优化自己的业务逻辑。
2.全球业务渗透的系统优化
通过跨系统的海量数据聚合和“智能”分析,企业的决策系统可以预见未来的商业趋势,洞察新的商业机会。该系统将“消化”未来的见解,独立形成新的业务战略,并将其整合到业务组件中。智能信息反馈机制将“智慧”垂直转移到“行为”:业务组件将根据策略优化应用、改进功能并最终在执行层实现。“感知-情报-执行”形成了一个连续的庞大的信息循环。循环中的各个独立系统可以根据自身获得的信息流调整自己的工作状态和工作模式,以适应不断变化的业务环境。


