关于工业互联网:初识工业互联网

前言

近年来工业互联网概念很火，博主作为工业互联网行从业人员，就来带大家初步理解什么是工业互联网。

传统工业

在讲工业互联网之前，首先给大家科普下什么是工业。工业是生产现代化劳动手段的部门，它决定着国民经济现代化的速度、规模和程度，在当代世界各国国民经济中起着主导作用。

工业的起源

18 世纪英国呈现工业革命，使原来以手工技术为根底的工场手工业逐渐转变为机器工业，工业才最终从农业中分离出来成为一个独立的物质生产部门。

中国工业产值

我国次要有三大产业：农业、工业、服务业。

• 第一产业：农、林、牧、渔业（不含农、林、牧、渔业余及辅助性流动）。
• 第二产业：采矿业（不含开采业余及辅助性流动），制造业（不含金属制品、机械和设施修理业），电力、热力、燃气及水生产和供给业，建筑业。（第二产业中除建筑业之外，其余均属于工业领域）
• 第三产业即服务业，是指除第一产业、第二产业以外的其余行业。

三大产业的关系——相互依赖，互相制约：

• 第一产业为第二三产业奠定根底。
• 第二产业是三大产业的外围，对第一产业有带动作用。
• 第一二产业为第三产业创造条件，第三产业倒退促成第一二产业的提高。

三大产业及工业国内生产总值（单位：亿元）

中国工业分类

以后我国应用的《国民经济行业分类》是依据 ISIC 第四版订正的，于 2012 年开始执行，工业行业划分为 采矿业、制造业、电力热力燃气及水生产和供给业 3 个门类行业，41 个大类行业，201 个中类行业和 581 个小类行业。

工业除了国家统计局的具体行业分类之外，也能够按生产方式分为 3 种不同的类型：流程型制作、离散型制作 和混合型制作。

• 流程型制作：指通过拆散、混合、成型或化学反应是生产增值的生成过程，其生产过程个别是间断的或成批的，须要严格的过程管制和平安性能措施。典型流程制作行业：水泥、电力、石化、冶金、食品、医药等。
• 离散型制作：指在生产工艺打算的领导下，把多个整机通过一系列并不间断的工序加工装配成最终产品的过程。典型离散制作行业：火箭、飞机、汽车、船舶、电子设备、机械、服装等。
• 混合型制作：指既具备间断生产过程，又具备离散生成过程的简单生产方式，是现代化生产中具备普遍意义的一种生产方式。

个别工业企业，都会同时存在流程生产和离散生产过程（即混合型制作），然而对应生产过程占企业生产的总规模会有偏差，能够依据偏差来划分企业所属的行业。

传统工业零碎分层

传统的工业企业零碎个别会分为 5 层，从下往上别离是：现场设施层、现场管制层、过程监控层、生产管理层、企业资源层。

• 现场设施层：提供工厂现场生产的机器，包含传感器、执行器、保护装置等。
• 现场管制层：通过 PLC、DCS 管制单元和 RTU 等进行生产过程的管制。
• 过程监控层：通过分布式 SCADA 零碎采集和监控生产过程参数，并利用 HMI 零碎实现人机交互。
• 生产管理层（MES）：为企业提供包含制作数据管理、打算排程治理、生产调度治理等治理模块。
• 企业资源层（ERP）：为企业决策层及员工提供决策运行伎俩。包含企业资源相干的财务、资产、人力等管理系统。

工业互联网

工业互联网的背景

以后寰球经济社会倒退正面临全新挑战与时机，一方面，因为传统经济倒退遇到瓶颈，经济增长的外部能源有余。另一方面，互联网 、 大数据 和人工智能 等信息技术，通过和传统工业相结合，进步生产效率，升高综合老本，能够帮忙企业适应竞争环境的疾速变动。

工业互联网的概念

工业互联网（Industrial Internet）是新一代信息通信技术与工业经济深度交融的新型基础设施、利用模式和工业生态，通过对人、机、物、零碎等的全面连贯，构建起笼罩全产业链、全价值链的全新制作和服务体系，为工业乃至产业 数字化、网络化、智能化 倒退提供了实现路径，是第四次工业革命的重要基石。

工业互联网的体系架构

工业互联网技术体系超出了繁多学科和工程的范畴，须要 制作技术、信息技术 相互协同和交融，并联合到具体的业务场景中去，能力施展价值。

制作技术和信息技术的冲破是工业互联网倒退的根底。其中

• 制作技术：撑持构建了工业互联网的物理零碎
• 信息技术：勾画了工业互联网的数字空间
• 交融技术：驱动了工业互联网物理零碎与数字空间全面互联与深度协同

工业互联网的利用场景

• 将多源异构设施通过工业网关、PLC（可编程控制器）等接入工业互联网的边缘计算层。
• 利用传感器、图像等多传感形式对数据进行智能感知和采集。
• 通过工业网卡、数据总线等将数据传输到边缘层数据库。
• 利用既定的规定对不同协定的设施数据进行解析和对立转换，保持数据的一致性。
• 利用机器学习等算法对多源数据进行预处理、聚类和剖析，剔除冗余数据, 实现数据的规整和分类。
• 利用 5G 网络将数据从边缘层传输到工业互联网的云端平台数据库中。
• 云端大数据系统通过大数据建模与剖析技术，基于各个根底场景、通用场景和专用场景，建设各实体、数据及过程之间的映射模型，构建可视化常识图谱，造成知识库并进行常识推理。
• 基于 PaaS 层通用的平台部署与治理模块，在工业大数据模型的撑持下，建设一套软件开发与部署、微服务组件库和模型库，为 SaaS 层的产品部署和服务翻新提供根底。
• 开发 MES、ERP、SCADA、SCM 等综合决策应用程序，并部署到工业互联网平台的 SaaS 层。
• 通过终端设备中装置应用软件，实现产品全生命周期的生产流程优化、排产调度、智能管制及故障诊断。

十四五布局政策搀扶

国家《“十四五”布局和 2035 年近景指标大纲》全文共 19 篇 65 章，是领导我国今后 5 年及 15 年国民经济和社会倒退的纲领性文件，其中 3 次提到“工业互联网”。

• 第 1 次呈现在第三篇第十一章的第一节，要踊跃稳当倒退工业互联网和车联网。
• 第 2 次呈现在第五篇第十五章的第三节，要在重点行业和区域建设若干国内水准的工业互联网平台和数字化转型促成核心。
• 第 3 次呈现在专栏 8 数字经济重点产业中，要培养造成具备国内影响力的工业互联网平台，推动“工业互联网 + 智能制作”产业生态。

与 20 年 10 份公布的倡议相比，布局大纲进一步增强了对数字化倒退、工业互联网和数字化转型等的表述，布局内容也更明确集中。

如何投身工业互联网

近年，工业互联网相干职业开始涌现。2019 年、2020 年国家公布的 29 个新职业中，与工业互联网相干的职业达到 13 个，如大数据工程技术人员、云计算工程技术人员，占新增职业的 44.8%。
工业互联网倒退须要复合型、多维度、多层次人才。工业互联网是新一代信息技术和制造业交融的产物，不仅须要 OT 和 IT 复合型人才，也须要企业治理人才、行业领军人才、业余技术人才、产业工人等多维度、多层次人才。具体的人才技能的盘点如下：

• 硬件开发人员，嵌入式开发需要较大；
• Python 开发会越来越受到重视；
• 硬件产品经理，互联网产品经理需要会加大；
• 大数据，人工智能，数据分析专家岗位会变得紧缺；
• 服务器运维和经营工作岗位需求量会大增；
• 数据安全畛域会暴发；

更具体内容可参考：工业互联网人才白皮书（2020）

参考 1：工业术语

• ICS：（Industrial Control System，工业控制系统）由计算机与工业管制过程部件组成的主动控制系统，它由控制器、传感器、传送器、执行器和输出 / 输入接口等局部组成。这些组件，通过工业通信线路、工控通信协议，进行连贯，造成一个具备自动控制能力的生产制作和加工零碎。
• PLC：（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，管制各种类型的机械设备或生产过程。
• RTU：(Remote Terminal Unit，近程终端单元）针对通信间隔较长和工业现场环境恶劣而设计的具备模块化构造的、非凡的计算机测控单元。
• DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）是一个由过程管制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统。
• HMI（Human Machine Interface，人机界面）又称用户界面或使用者界面，是零碎和用户之间进行交互和信息替换的媒介。
• SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监督控制系统）数据采集与监督控制系统，可利用于电力、化工、冶金、燃气、石油、铁路等诸多畛域的数据采集与监督管制以及过程管制等方面。
• MES：（Manufacturing Execution System，制造执行系统）面向制作企业车间执行层的生产信息化管理系统，MES 能够为企业提供包含制作数据管理、打算排程治理、生产调度治理、库存治理、品质治理等治理模块，为企业打造一个扎实、牢靠、全面的制作协同治理平台。
• ERP：（Enterprise Resource Planning，企业资源打算）是将企业所有资源进行整合集成治理，简略的说是将企业的三大流：物流，资金流，信息流进行全面一体化治理的管理信息系统。

参考 2：文献援用

• 十四五布局：http://www.gov.cn/xinwen/2021-03/13/content_5592681.htm
• 工业互联网规范体系（版本 3.0）：http://www.aii-alliance.org/index/c145/n3038.html
• 中国统计年鉴（2021）：http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2021/indexch.htm
• 三次产业划分（2012）：http://www.stats.gov.cn/xxgk/tjbz/gjtjbz/201804/t20180402_1758923.html
• 2017 年国民经济行业分类：http://www.stats.gov.cn/xxgk/tjbz/gjtjbz/201710/t20171017_1758922.html
• 统计分类为何不再分轻重工业：http://www.stats.gov.cn/tjgz/tjdt/201312/t20131223_487512.html
• 百度百科 - 工业：https://baike.baidu.com/item/%E5%B7%A5%E4%B8%9A/254750
• 流程制作和离散制作：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1721185388583622080&wfr=spider&for=pc
• 流程型智能制作白皮书：http://www.cesi.cn/images/editor/20190802/20190802092925693.pdf
• 工厂至企业整合：ISA95 是一个很好的终点：https://blog.csdn.net/sideways_yu/article/details/8915073
• 工业互联网人才白皮书（2020）：http://www.100ec.cn/detail–6561250.html
• 一文带你读懂工业互联网：https://zhuanlan.zhihu.com/p/147688499

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