工业互联网的识与思考课件.ppt

1、关于工业互联网的认识与思考东北大学东北大学2016.10.241内容n工业互联网的由来工业互联网的由来n工业互联网参考架构和层次结构工业互联网参考架构和层次结构n工业互联网关键技术工业互联网关键技术n挑战与对策挑战与对策2n工业工业互联网互联网的由来的由来3n世界现代化与科技革命的关系世界现代化与科技革命的关系18182121世纪，世界的现代化过程世纪，世界的现代化过程 两个阶段两个阶段 第一次现代化是从农业经济和农业社会向工业经济和工业社会第一次现代化是从农业经济和农业社会向工业经济和工业社会的转变的转变 第二次现代化是从工业经济和工业社会向知识经济和知识社会第二次现代化是从工业经济和工业社

2、会向知识经济和知识社会的转变的转变 六次浪潮六次浪潮 机械化、电气化、自动化、信息化、仿生化和体验化机械化、电气化、自动化、信息化、仿生化和体验化18182020世纪的科技重点世纪的科技重点是是认识自然、改造自然和满足人类认识自然、改造自然和满足人类基本基本需求，需求，2121世纪的科技重点世纪的科技重点是是认识人类自己、改变自身认识人类自己、改变自身以及适应宇宙环境和宇航时代的需要以及适应宇宙环境和宇航时代的需要工业互联网的由来4n工业革命工业革命第一次工业革命是第一次工业革命是1818世纪晚期制造业的世纪晚期制造业的“机械化机械化”所催生所催生的的“工厂制工厂制”，彻底荡涤了家庭作坊式的生

3、产组织方式，彻底荡涤了家庭作坊式的生产组织方式第二次工业革命是第二次工业革命是2020世纪早期制造业的世纪早期制造业的“自动化自动化”所创造所创造的的“福特制福特制”，流水生产线使得，流水生产线使得“大规模生产大规模生产”成为制造成为制造业的主导生产组织方式，产品的同质化程度和产量实现业的主导生产组织方式，产品的同质化程度和产量实现 “双高双高”人类正在迎接的第三次工业革命是制造业的人类正在迎接的第三次工业革命是制造业的“数字化数字化”，以此为基础的以此为基础的“大规模定制大规模定制”可能成为未来的主流生产可能成为未来的主流生产 方方式式，发达国家发达国家都在推行都在推行“再工业化再工业化”工

4、业互联网的由来5n工业革命工业革命第一次工业革命是机械取代人力第一次工业革命是机械取代人力第二次工业革命是大批量取代单件流第二次工业革命是大批量取代单件流第三次工业革命是自动取代手动第三次工业革命是自动取代手动第四次工业革命将由自动化升级为智能化第四次工业革命将由自动化升级为智能化工业互联网的由来6n德国工业德国工业4.04.0德国政府在德国政府在20132013年年4 4月的汉诺威工业博览会上正式月的汉诺威工业博览会上正式推出，目的是为了提高德国工业的竞争力，在推出，目的是为了提高德国工业的竞争力，在 新新一轮工业革命中占据先机一轮工业革命中占据先机建设一个网络：信息物理系统网络建设一个网络

5、：信息物理系统网络研究两大主题：智能研究两大主题：智能制造制造+智能工厂智能工厂实现三项集成实现三项集成 企业内部所有生产、运营环节信息的纵向集成企业内部所有生产、运营环节信息的纵向集成 企业之间通过价值链以及网络实现资源的横向集成企业之间通过价值链以及网络实现资源的横向集成 围绕产品全生命周期的价值链的端到端集成围绕产品全生命周期的价值链的端到端集成工业互联网的由来7n德国工业德国工业4.04.0从互联开始从互联开始 所有的设备、生产线、所有的设备、生产线、工厂、供应商、产品和工厂、供应商、产品和客 户客 户 实 现实 现 万 物 互 联万 物 互 联 (Internet of Everyt

6、hing(Internet of Everything，IoE)IoE)推动推动生产方式大变身生产方式大变身 物联网和务联网渗透到物联网和务联网渗透到工业的各个环节，大规工业的各个环节，大规模定制、服务型制造、模定制、服务型制造、创新驱动创新驱动成为主流成为主流工业互联网的由来8n德国工业德国工业4.04.0工厂里并非空无一人工厂里并非空无一人 人人的的体力劳动减少，工作内容集中于创新与决策领域体力劳动减少，工作内容集中于创新与决策领域 机器和人的分工机器和人的分工更新更新人行使创新与决策的权力，牢牢把握对人行使创新与决策的权力，牢牢把握对机器的指挥权，机器则主要负责自我调节和完善机器的指挥权

7、，机器则主要负责自我调节和完善灰领取代蓝领灰领取代蓝领 传统蓝领的工作不再重要，员工的职责将从简单的操作、执行层传统蓝领的工作不再重要，员工的职责将从简单的操作、执行层面转为更加复杂而重要的控制和规划等层面。除了编程，灰领还面转为更加复杂而重要的控制和规划等层面。除了编程，灰领还要能解读复杂数据，与管理人员组成团队，协同工作要能解读复杂数据，与管理人员组成团队，协同工作经理和工人的界线趋于模糊经理和工人的界线趋于模糊工业互联网的由来9n工业互联网工业互联网美国美国通用电气通用电气公司倡导，强调公司倡导，强调通过智能机器间的连接并最终通过智能机器间的连接并最终将人机连接，结合软件和大将人机连接，

8、结合软件和大数据分析数据分析，来重构全球，来重构全球工业工业 智能和互联智能和互联 产品、机器、资源和人有机结合产品、机器、资源和人有机结合工业互联网的由来机器间互相通信，机器设备机器间互相通信，机器设备更加智能，人类世界、数字更加智能，人类世界、数字世界与机器世界融合并存，世界与机器世界融合并存，复杂的物理机械、网络传感复杂的物理机械、网络传感器以及软件系统集成，从而器以及软件系统集成，从而提高生产与经营效率提高生产与经营效率10n工业互联网工业互联网通用电气算通用电气算过过一一笔笔账，账，1 1原则原则假设假设将燃气将燃气发电厂发电厂的效率的效率提高提高1 1，就可以为就可以为全球全球节省

9、节省660660亿美元的亿美元的燃油燃油高能耗行业消耗了大约高能耗行业消耗了大约50%50%的工业能源，通过流的工业能源，通过流程集成、生命周期优化以及程集成、生命周期优化以及电机电机等等设备设备的高效利的高效利用和维护，工业互联网可能将其能耗降低用和维护，工业互联网可能将其能耗降低15%15%到到20%20%通用电气预测，通用电气预测，20302030年工业年工业互联网将互联网将为全球带来为全球带来1515万亿美元的万亿美元的GDPGDP工业互联网的由来11n中国制造中国制造20252025我们已经有了载人航天我们已经有了载人航天、歼歼20/20/歼歼3131战机战机、航空母舰，却不航空母舰

10、，却不能生产让老百姓满意的马桶盖能生产让老百姓满意的马桶盖我们用着进口的装备，雇请外国技术专家和管理者，按照我们用着进口的装备，雇请外国技术专家和管理者，按照国外的标准生产产品，贴上跨国公司的标签，直接运到国国外的标准生产产品，贴上跨国公司的标签，直接运到国外。随着土地、劳动力、资源、环境等要素成本的迅速外。随着土地、劳动力、资源、环境等要素成本的迅速 提提高，这种发展方式已经走到尽头高，这种发展方式已经走到尽头中国制造面临两面夹击中国制造面临两面夹击 发达国家的技术优势发达国家的技术优势 发展中国家的成本优势发展中国家的成本优势工业互联网的由来12n中国制造中国制造20252025一条主线一

11、条主线 体现信息技术与制造技术深度融合的数字化、网络化、体现信息技术与制造技术深度融合的数字化、网络化、智智能化制造能化制造四个转变四个转变工业互联网的由来 由要素驱动向创新驱动转变由要素驱动向创新驱动转变 由低成本竞争优势向质量效益由低成本竞争优势向质量效益 竞竞争优势转变争优势转变 由资源消耗大、污染物排放多的由资源消耗大、污染物排放多的粗放制造向绿色制造转变粗放制造向绿色制造转变 由生产型制造向服务型制造转变由生产型制造向服务型制造转变13n从世界科技和产业发展的历程看，每次从世界科技和产业发展的历程看，每次工业工业革命都是由科技革命引发并推动的革命都是由科技革命引发并推动的n信息科技在

12、推动全球新一轮科技革命的同时，信息科技在推动全球新一轮科技革命的同时，也正在推动新一轮工业革命也正在推动新一轮工业革命n发达国家发达国家都都在积极布局新兴在积极布局新兴战略战略产业产业，争，争抢抢新一轮新一轮工工业革命的制高点业革命的制高点n当前工业生产系统越来越复杂，集成度越来当前工业生产系统越来越复杂，集成度越来越高，网络连接越来越广，互联网与工业融越高，网络连接越来越广，互联网与工业融合已经合已经成为必然成为必然工业互联网的由来14n我们的思考我们的思考通用电气通用电气主要是从工业发展战略和生产方主要是从工业发展战略和生产方式革命式革命的角度出发提出的工业互联网，的角度出发提出的工业互联

13、网，称之为广义的工业互联网称之为广义的工业互联网我们从互联网研发与应用的角度思考，工我们从互联网研发与应用的角度思考，工业互联网是业互联网是互联网互联网从信息消费从信息消费领域领域走向工走向工业生产领域的必然产物，是指满足工业领业生产领域的必然产物，是指满足工业领域需求的互联网，称之为域需求的互联网，称之为狭义狭义的的工业互联工业互联网网工业互联网的由来15n工业工业互联网互联网参考架构和层次结构参考架构和层次结构16工业互联网参考架构n工业互联网通过传输网络实现工业管理网络、控制网络、传工业互联网通过传输网络实现工业管理网络、控制网络、传感网络与互联网络感网络与互联网络等等的融合，将工业基础

14、设施、工业信息化的融合，将工业基础设施、工业信息化系统、数据分析决策系统和行业工作者等融为一个整体系统系统、数据分析决策系统和行业工作者等融为一个整体系统17Control AgentControl AgentControl AgentIntelligent ProcessingIndustrialCloudDataPlatformService Requirement Decision OptimizationDecisionlayerSensinglayerData SensingDataTransmissionRoutingStrategyState PerceptionLearning

15、ReasoningResource Scheduling UserlayerSupplierCustomerDesignerManagerOperatorServicelayerSCMCRMERPMESDCSPDMKnowledgeIntelligent ProcessingData SensingNetworklayerKnowledgeManagementIntegrated Security工业互联网层次结构18Control AgentControl AgentControl AgentIntelligent ProcessingSensinglayerData SensingData

16、TransmissionRoutingStrategyState PerceptionLearningReasoningIntelligent ProcessingData SensingNetworklayern感知层从工业物联网中获取网络状态信息和生产相关感知层从工业物联网中获取网络状态信息和生产相关信息，提供给上层供分析决策，信息，提供给上层供分析决策，同时同时执行来自上层的执行来自上层的命令命令，实现对工业生产和网络的管控实现对工业生产和网络的管控n网络层从感知层获取状态信息，根据用户需求进行路网络层从感知层获取状态信息，根据用户需求进行路由决策，实现信息流的由决策，实现信息流的实时实

17、时高效可靠传输，通过学习高效可靠传输，通过学习和推理机制和推理机制，进行网络性能优化进行网络性能优化工业互联网层次结构19n工业云通过虚拟化技术实现对工业环境中计算资源工业云通过虚拟化技术实现对工业环境中计算资源和存储资源等的动态管理和调配，提供平台、知识和存储资源等的动态管理和调配，提供平台、知识和数据等和数据等服务，实现生产、管理服务，实现生产、管理以及价值链相关以及价值链相关业务的动态调度、匹配和组合业务的动态调度、匹配和组合n决策层依据下层提供的信息和上层用户的需求进行决策层依据下层提供的信息和上层用户的需求进行智能决策，实现满足工业生产需求的自动控制智能决策，实现满足工业生产需求的自

18、动控制工业互联网层次结构IndustrialCloudDataPlatformService Requirement Decision OptimizationDecisionlayerResource Scheduling KnowledgeKnowledgeManagement20n服务层服务层供应链管理（供应链管理（Supply Chain ManagementSupply Chain Management，SCMSCM）客户关系管理（客户关系管理（Customer Relationship ManagementCustomer Relationship Management，CRMCR

19、M）产品数据管理（产品数据管理（Product Data ManagementProduct Data Management，PDMPDM）企业资源计划（企业资源计划（Enterprise Resource PlanningEnterprise Resource Planning，ERPERP）制造执行系统（制造执行系统（Manufacturing Execution SystemManufacturing Execution System，MESMES）分布式控制系统（分布式控制系统（Distributed Control SystemDistributed Control System，D

20、CSDCS）支持用户对工业互联网的访问支持用户对工业互联网的访问工业互联网层次结构ServicelayerSCMCRMERPMESDCSPDM21n用户层包括用户层包括设计、管理和操作人员、供应商设计、管理和操作人员、供应商和客户等和客户等n安全机制贯穿工业互联网的所有层面，采用安全机制贯穿工业互联网的所有层面，采用信息物理一体化安全技术，面向网络整体进信息物理一体化安全技术，面向网络整体进行全方位安全风险监测，完成全域实时动态行全方位安全风险监测，完成全域实时动态安全态势感知，安全态势感知，实现设备、区域、边界、实现设备、区域、边界、交换交换等的联动防卫等的联动防卫工业互联网层次结构User

21、layerSupplierCustomerDesignerManagerOperator22n工业工业互联网互联网关键技术关键技术23n工业无线网络工业无线网络n工业以太网工业以太网n工业主干网工业主干网n工业数据感知工业数据感知与融合与融合n工业工业数据存储数据存储与与管理管理n工业数据工业数据解析解析n工业互联网安全工业互联网安全工业互联网关键技术24工业互联网关键技术n工业无线网络工业无线网络工业无线网络位于工业互联网底层，主要用于获取并传输工业生工业无线网络位于工业互联网底层，主要用于获取并传输工业生产与管理相关的数据产与管理相关的数据，是知识产生、传播、获取、分析的基础，是知识产生、

22、传播、获取、分析的基础目前工业无线网络技术大多是对无线传感器网络技术在工业领域目前工业无线网络技术大多是对无线传感器网络技术在工业领域的拓展和演进的拓展和演进工业物联网工业物联网（Industrial Internet of Things,Industrial Internet of Things,IIoTIIoT）25工业互联网关键技术n工业以太网工业以太网将以太网技术应用到工业网络中将以太网技术应用到工业网络中由于传统以太网的通信机制无法保证实时性，因此针对其由于传统以太网的通信机制无法保证实时性，因此针对其应用于工业领域的不足，需要工业以太网提供相应的补偿应用于工业领域的不足，需要工业以

23、太网提供相应的补偿机制机制工业以太网可以提供灵活的响应式系统，满足工业领域对工业以太网可以提供灵活的响应式系统，满足工业领域对实时性的需求，可用于控制数据和生产数据的传输，支持实时性的需求，可用于控制数据和生产数据的传输，支持设备级的互联、协作和集成设备级的互联、协作和集成26工业互联网关键技术n工业主干网工业主干网保证低延迟、稳定连接和高速保证低延迟、稳定连接和高速传输传输等是工业互联网等是工业互联网应用对主干网的关键需求应用对主干网的关键需求需要实现支持企业纵向需要实现支持企业纵向、横向横向和端到端和端到端集成的集成的，以服务以服务为基础的为基础的，实时、可靠、，实时、可靠、低延时和低功低

24、延时和低功耗耗的数据传输的数据传输27工业互联网关键技术n工业主干网工业主干网网络网络需要依据实时获取的状态信息，自适应地执需要依据实时获取的状态信息，自适应地执行路由和调度策略，按需高效实时分配网络资源行路由和调度策略，按需高效实时分配网络资源，为业务动态建立合适的传输路径，保障全网范，为业务动态建立合适的传输路径，保障全网范围内数据的高性能端到端传输围内数据的高性能端到端传输需要研究面向实时性保障的自适应路由技术、基需要研究面向实时性保障的自适应路由技术、基于网络行为认知的路由策略控制技术、基于于网络行为认知的路由策略控制技术、基于认知认知决策的传输调度决策的传输调度策略以及基于动态速率调

25、节的策略以及基于动态速率调节的高效绿色传输策略等高效绿色传输策略等28工业互联网关键技术n工业数据感知与融合工业数据感知与融合工业数据感知与融合技术为工业互联网应用提供信息来源工业数据感知与融合技术为工业互联网应用提供信息来源，主要涉及传感器，主要涉及传感器技术、自技术、自动识别技术和数据聚集技术等动识别技术和数据聚集技术等，是实现工业互联网应用的基础，是实现工业互联网应用的基础智能机器需要进行数据采集、通信和协同信息处理智能机器需要进行数据采集、通信和协同信息处理智能机器通常装备传感器和智能机器通常装备传感器和RFIDRFID标签，可以监控机器的标签，可以监控机器的操作，感知机器温度、压力和

26、震动等状态信息以及工业操作，感知机器温度、压力和震动等状态信息以及工业环境信息，并对感知结果做出反馈，以实现智能控制环境信息，并对感知结果做出反馈，以实现智能控制29工业互联网关键技术n工业数据感知与融合工业数据感知与融合工业互联网应用通常并不需要使用机器设备感知的工业互联网应用通常并不需要使用机器设备感知的所有所有原始原始数据，同时将所有采集到的数据都传输到数据，同时将所有采集到的数据都传输到控制中心不仅会给网络带来沉重的负担，而且通常控制中心不仅会给网络带来沉重的负担，而且通常也不必要，因此需要研究高效的数据聚集与融合等也不必要，因此需要研究高效的数据聚集与融合等网内数据处理技术网内数据处

27、理技术30工业互联网关键技术n工业数据存储与管理工业数据存储与管理数据是企业生产与经营的宝贵资产，需要进行本地与远程的分布式存数据是企业生产与经营的宝贵资产，需要进行本地与远程的分布式存储，基于虚拟化技术，构建工业云，依据约定的服务等级协议向应用储，基于虚拟化技术，构建工业云，依据约定的服务等级协议向应用提供服务提供服务工业云资源分配既要满足业务需求，又要有利于最大化云资源利用率工业云资源分配既要满足业务需求，又要有利于最大化云资源利用率工业环境中海量的数据在类型、结构、语义、组织、粒度和可访问性工业环境中海量的数据在类型、结构、语义、组织、粒度和可访问性等方面高度异构，需要提供能够反映结构、

28、层次和多样性等的数据表等方面高度异构，需要提供能够反映结构、层次和多样性等的数据表示方法，开发支持跨数据集互操作的集成技术示方法，开发支持跨数据集互操作的集成技术31工业互联网关键技术n工业数据存储与管理工业数据存储与管理由于原始数据集存在大量冗余，需要开发不损毁由于原始数据集存在大量冗余，需要开发不损毁数据价值的冗余缩减和数据压缩技术，以数据价值的冗余缩减和数据压缩技术，以降低降低 实实时时产生的工业大数据对存储和传输的压力产生的工业大数据对存储和传输的压力由于数据价值与数据新鲜度由于数据价值与数据新鲜度密切相关，密切相关，因此需要因此需要开发数据生存周期管理技术并且提供相应的管理开发数据生

29、存周期管理技术并且提供相应的管理工具工具32工业互联网关键技术n工业数据解析工业数据解析数据解析是实现工业互联网智能化的支撑技术，需要高效数据解析是实现工业互联网智能化的支撑技术，需要高效实时地分析和处理工业生产过程产生的海量数据、特别是实时地分析和处理工业生产过程产生的海量数据、特别是其中的半结构乃至非结构化数据，以便对生产过程做出其中的半结构乃至非结构化数据，以便对生产过程做出 及及时的反馈和必要的调控时的反馈和必要的调控需要开发高效的分布与集中相需要开发高效的分布与集中相结合的数据解析技术，以便在结合的数据解析技术，以便在应用可接受的时限内给出正确应用可接受的时限内给出正确的反馈和处理，

30、促进企业从的反馈和处理，促进企业从 工工业大数据中获取最大收益业大数据中获取最大收益33工业互联网关键技术n工业数据解析工业数据解析人工智能和机器学习等是工业数据解析的重要技人工智能和机器学习等是工业数据解析的重要技术基础，需要将行业特定的领域知识和专家经验术基础，需要将行业特定的领域知识和专家经验等与数据分析和处理技术相结合，充分利用历史等与数据分析和处理技术相结合，充分利用历史数据、即时数据和经验知识等，正确地解析工业数据、即时数据和经验知识等，正确地解析工业数据，科学地做出预测与决策数据，科学地做出预测与决策34工业互联网关键技术n工业互联网安全工业互联网安全在工业互联网中，智能的人机物

31、互联，企业的生产经营在工业互联网中，智能的人机物互联，企业的生产经营数据以及个人信息等都可以被自动收集，导致针对工业数据以及个人信息等都可以被自动收集，导致针对工业互联网各种实体的攻击途径与方法会明显增多互联网各种实体的攻击途径与方法会明显增多同现有互联网相比，工业互联网安全和隐私保护面临的同现有互联网相比，工业互联网安全和隐私保护面临的形势更加严峻，出现的网络与安全事件不仅可能导致信形势更加严峻，出现的网络与安全事件不仅可能导致信息毁坏、声誉败坏和经济损失等恶果，而且可能导致机息毁坏、声誉败坏和经济损失等恶果，而且可能导致机毁人亡等恶性事故甚至灾难毁人亡等恶性事故甚至灾难35n工业互联网安全

32、工业互联网安全需要在现有基础上，开发适合工业互联网需要的需要在现有基础上，开发适合工业互联网需要的安全保护技术安全保护技术 安全可信的采集技术安全可信的采集技术 安全可信的数据清洗技术安全可信的数据清洗技术 安全可信的传输技术安全可信的传输技术 安全可信的存储技术安全可信的存储技术 安全可信的访问控制技术安全可信的访问控制技术 安全可信的处理技术安全可信的处理技术（包括数据加工、更新、删减等包括数据加工、更新、删减等）安全可信的隐私保护技术安全可信的隐私保护技术 安全可信的信任和声誉管理技术安全可信的信任和声誉管理技术工业互联网关键技术36n工业互联网安全工业互联网安全需要在现有基础上，开发适

33、合工业互联网需要的需要在现有基础上，开发适合工业互联网需要的安全保护技术安全保护技术 安全可信的入侵检测技术安全可信的入侵检测技术 安全可信的被攻转移与反制技术安全可信的被攻转移与反制技术 安全可信的容侵与灾备技术安全可信的容侵与灾备技术 安全可信的风险评估与安全等级设定技术安全可信的风险评估与安全等级设定技术 安全可信的人机物保护与监控技术安全可信的人机物保护与监控技术 更为重要的是，要立足经济和社会发展的全局，从法律、道德更为重要的是，要立足经济和社会发展的全局，从法律、道德、文化与技术等一体化角度出发，建立起工业互联网的安全、文化与技术等一体化角度出发，建立起工业互联网的安全 防防护体系

34、，才能适应互联网从消费走向生产的安全需要护体系，才能适应互联网从消费走向生产的安全需要工业互联网关键技术37n挑战与对策挑战与对策38挑战与对策n网络的超大规模网络的超大规模体现在网络用户和终端设备数量、网络应用领域与范围体现在网络用户和终端设备数量、网络应用领域与范围、网络流量与数据以及网络基础设施的超大规模等诸多、网络流量与数据以及网络基础设施的超大规模等诸多方面方面，网络运行、控制与管理复杂性急剧提高，网络网络运行、控制与管理复杂性急剧提高，网络的可伸缩性面临巨大挑战的可伸缩性面临巨大挑战工业生产工业生产迈向人机物互联与万物互通的时代，迈向人机物互联与万物互通的时代，必然必然导致导致异构

35、网络和异构终端大量接入互联网，设备异构网络和异构终端大量接入互联网，设备类类型与数量不断增长，型与数量不断增长，用户规模迅速用户规模迅速扩大扩大，迫切要求，迫切要求高效灵活的网络运行、控制与管理高效灵活的网络运行、控制与管理39挑战与对策n网络的超大规模网络的超大规模互联网互联网从从信息消费领域信息消费领域走向生产领域走向生产领域，不仅促进传统产，不仅促进传统产业升级改造，而且孕育发展新兴产业，超大规模的应用业升级改造，而且孕育发展新兴产业，超大规模的应用领域与范围前所未有，客观上要求互联网提供更加多样领域与范围前所未有，客观上要求互联网提供更加多样化的服务化的服务，以满足不同的应用需求以满足

36、不同的应用需求工业生产工业生产的高度互联网化的高度互联网化必然必然导致网络流量和网络数据导致网络流量和网络数据激增激增，需要网络提供高性能的传输机制，需要网络提供高性能的传输机制上述变化必然要求超大规模的网络基础设施提供支撑，上述变化必然要求超大规模的网络基础设施提供支撑，如何应对由此可能带来的超高成本、超高能耗和超难管如何应对由此可能带来的超高成本、超高能耗和超难管理等问题都是理等问题都是工业工业互联网环境下网络理论研究与技术开互联网环境下网络理论研究与技术开发的重点与难点发的重点与难点40挑战与对策n网络的超级异构网络的超级异构面向面向工业领域工业领域的网络环境必然是各种网络的网络环境必然

37、是各种网络技术混合组网，有线与无线、固定与移动技术混合组网，有线与无线、固定与移动、陆地与空天等高度融合，呈现出超级异、陆地与空天等高度融合，呈现出超级异构的形态构的形态对于物理实现技术的异构性，需要提供对对于物理实现技术的异构性，需要提供对异构信号的自适应检测、接收、传输和处异构信号的自适应检测、接收、传输和处理能力，解决由异构的服务质量、功率、理能力，解决由异构的服务质量、功率、速率等导致的适配与转换等问题速率等导致的适配与转换等问题41挑战与对策n网络的超级异构网络的超级异构对于网络协议的异构性，需要解决异构的对于网络协议的异构性，需要解决异构的网络接口、数据链路层、网络层、传送层网络接

38、口、数据链路层、网络层、传送层甚至应用层间的协议适配与转换等问题甚至应用层间的协议适配与转换等问题对于网络覆盖和用户业务的异构性，需要对于网络覆盖和用户业务的异构性，需要提供在不同网络和不同业务之间无缝切换提供在不同网络和不同业务之间无缝切换的能力的能力42挑战与对策n网络的超级异构网络的超级异构为了实现异构网络间的融合与协同，需要统一为了实现异构网络间的融合与协同，需要统一的互操作模型或体系结构作为指导，基于虚拟的互操作模型或体系结构作为指导，基于虚拟化技术，实现异构网络资源的统一优化管控与化技术，实现异构网络资源的统一优化管控与调配，以保证覆盖范围、传输速率和承载业务调配，以保证覆盖范围、

39、传输速率和承载业务等各异的不同网络间的互联等各异的不同网络间的互联、互通互通、互容互容、互互补，适应补，适应工业互联网工业互联网环境下既有和新兴的业务环境下既有和新兴的业务和应用的实际需要和应用的实际需要43挑战与对策n网络的超高性能网络的超高性能很多行业应用会对网络性能提出超高要求很多行业应用会对网络性能提出超高要求 在医疗行业，患者影像数据传输通常对网络的在医疗行业，患者影像数据传输通常对网络的带宽、延迟和可靠性均非常敏感带宽、延迟和可靠性均非常敏感 在流程工业，很多企业现场条件非常恶劣，不在流程工业，很多企业现场条件非常恶劣，不仅常常存在高强的电磁干扰和噪声，而且往往仅常常存在高强的电磁

40、干扰和噪声，而且往往处于高温、高湿、高腐蚀等环境，但是应用通处于高温、高湿、高腐蚀等环境，但是应用通常要求数据必须做到常要求数据必须做到实时实时可靠传输可靠传输44挑战与对策n网络的超高性能网络的超高性能为了保证为了保证工业互联网应用工业互联网应用所需的超高性能，不仅所需的超高性能，不仅需要构建宽带泛在的网络基础设施，而且需要研需要构建宽带泛在的网络基础设施，而且需要研究与开发更高性能的网络协议和传输机制等，究与开发更高性能的网络协议和传输机制等，要要求求网络能够根据其状态和用户需求网络能够根据其状态和用户需求，选择合适的选择合适的传输路径，按需在线实时组配传输控制机制传输路径，按需在线实时组

41、配传输控制机制45n网络的超级安全网络的超级安全网络安全问题在网络安全问题在工业工业互联网环境下变得更加互联网环境下变得更加复杂复杂，安全形势更加严峻，安全形势更加严峻由于行业领域众多且需求各异，工业由于行业领域众多且需求各异，工业互联网互联网环境下的网络形态具备典型的多样性，环境下的网络形态具备典型的多样性，行业行业领域领域实体会以组件、服务或者应用等形式映实体会以组件、服务或者应用等形式映射到互联网中，从而使得射到互联网中，从而使得行业领域行业领域实体的行实体的行为转化为网络行为，实体间关系转换为基于为转化为网络行为，实体间关系转换为基于网络的交互与联系网络的交互与联系挑战与对策46n网络

42、的超级安全网络的超级安全不同不同行业行业领域的安全与风险控制需要在领域的安全与风险控制需要在“互互联网联网+X+X”的形态下得以体现的形态下得以体现需要充分利用需要充分利用工业互联网工业互联网环境环境中中更加丰富的更加丰富的用户行为信息，结合行业领域知识，研究与用户行为信息，结合行业领域知识，研究与开发适合开发适合工业互联网工业互联网发展需要的新的安全防发展需要的新的安全防护机制护机制挑战与对策47n应用的多样化、个性化与定制化应用的多样化、个性化与定制化传统的通用化的网络应用难以满足不同行传统的通用化的网络应用难以满足不同行业、单位和个人各异的需求，需要以行业业、单位和个人各异的需求，需要以

43、行业垂直、地域垂直、单位垂直和个人垂直等垂直、地域垂直、单位垂直和个人垂直等方式方式，基于富用户行为数据，精准分析用，基于富用户行为数据，精准分析用户需求，结合用户的知识背景和使用情景户需求，结合用户的知识背景和使用情景，为用户量身制作应用，为用户量身制作应用，实现实现应用的多样应用的多样化、个性化和定制化化、个性化和定制化挑战与对策48 工业互联网涉及计算机、通信、自动化工业互联网涉及计算机、通信、自动化等诸多领域和学科，目前还处于起步阶段，等诸多领域和学科，目前还处于起步阶段，面临诸多面临诸多难题，难题，需要跨领域多学科联合攻需要跨领域多学科联合攻关，才能取得突破关，才能取得突破。中国经济发展正处于换挡提质增效的关中国经济发展正处于换挡提质增效的关键时期，需要抓住工业互联网的发展机遇，键时期，需要抓住工业互联网的发展机遇，缩小同发达国家的差距，早日进入工业强缩小同发达国家的差距，早日进入工业强国的行列国的行列。49谢谢谢谢!50