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全球工业互联网十大最具成长性技术展望(2019-2020年)

2019-08-02 15:15 来源:控制工程网 评0 0
  工业互联网是第四次工业革命的重要基石,在世界范围已步入发展快车道,正处于面临重大突破的战略窗口期,带来一系列新要素、新市场、新路径、新形态,孕育着新的成长与变革。为准确把握全球工业互联网战略方向,及时跟踪工业互联网创新动态及特征态势,前瞻研判工业互联网产业化重大布局,有必要围绕工业互联网在下一阶段最具成长性技术进行分析展望,对产业健康发展、资金有序进入、政策规划出台、新兴市场开拓等提供具备决策参考价值和实践指导意义的智力支撑。
 
  中国工业互联网研究院依据《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》、《工业互联网发展行动计划(2018-2020年)》等相关国家政策,调研走访了一批在工业互联网相关技术及产业方面具备领先水平和特色的骨干企业,组织拜访了来自于著名高校、科研机构的工业互联网相关领域专家学者,系统梳理了国内外权威智库和知名战略咨询公司的最新报告,提出“全球工业互联网十大最具成长性技术展望(2019-2020年)”如下:
 
  01 5G网络切片技术
  是指将一个物理网络切割成多个虚拟网络,实现对5G网络数据进行分流管理,并保持每个虚拟网络间逻辑独立性的技术,可在不增设网络架构的基础上,为多元化客户提供定制化网络功能服务。针对高清视频实时传输、海量物联动态示踪和低时延精密操控等工业互联网应用场景,该技术可实现将5G网络虚拟切割为分别具有增强移动带宽、海量物连和超可靠低时延通信等特性的若干网络片层,映射满足不同场景的差异化需求。
 
  图片来源:下一代移动通信网(NGMN)5G白皮书
 
 
  02 基于OPC统一架构的时间敏感网络技术

  是指基于OPC统一架构(OPC Unified Architecture, OPC UA),建立支持网络间互操作的时间敏感机制,突破性实现信息技术(IT)与操作技术(OT)在物理层、数据链层、网络层、传输层、会话层、表达层和应用层全面融合的技术。该技术基于国际电工委员会(IEC)和电气和电子工程师协会(IEEE)国际标准搭建,将可为工业互联网网络体系构建提供标准化模块,是建立从传感器到云端大带宽、高同步、广兼容通讯的关键技术。
 
  图片来源:贝加莱(B&R)网站
  www.br-automation.com
 
 
  03 软件定义分支技术

  是指具有软件定义广域网、路由、网络安全和LAN/WiFi功能集成的集中式平台管理技术,可高效便捷的将网络的控制平面与数据转发平面进行分离,通过集中控制器中的软件平台对底层硬件的可编程化控制,实现对网络资源的柔性调配。在工业互联网内网建设过程中,该技术可利用网络虚拟化方式摆脱硬件对网络功能的限制,以低成本实现高灵活性的网络资源优化控制。
 
  图片来源:思科(CISCO)网站
  www.cisco.com
 
 
  04 IP层与光层异构融合技术

  是指通过网络异构策略融合IP承载网(IP层)与光传送网(光层)优势资源的技术,可解决因分层规划和独立运维导致的IP层与光层网络资源利用率低,网络调整困难等问题。凭借对于IP层与光层资源的动态协同能力,该技术将在建设高可靠性、高灵活性、高带宽利用率、高可维护可管理性的工业互联网骨干外网过程中体现重要价值。
 
  图片来源:华为开发者社区
  developer.huawei.com
 
 
  05 基于签名加密算法的分布式数据库系统

  是指以区块链技术为代表的由数据库管理系统和数据库构成的信息逻辑统一、物理节点分立的数据存取技术。凭借去中心化、有限透明、分布的可靠数据库、自治性、记录难以更改、准匿名性等特点,该技术有望在工业互联网数据采集、存储、解析、交易体系建设中显著提升数据系统在威胁防护、检测感知、处置恢复等方面的被动防御和主动防控能力。
 
  图片来源:腾讯区块链网站
  trustsql.qq.com
 
 
  06 数字对象架构技术

  是指由数字对象、存储器、标识、解析系统和注册表构成的用于分布式信息存储、定位和检索的通用型架构技术。该技术是工业互联网标识解析体系搭建的关键支撑技术,可广泛应用于数字对象的标识解析管理,实现异主、异地、异构数据信息的智能化采集、识别、关联,支持连接实体信息的逆向查询,对推动工业互联网构建物理对象的互操作空间具有重要意义。
 
  图片来源:国家研究计划公司(CNRI)报告
 
 
  07 自主诊断技术

  是指基于模型基础、数据驱动等预测算法,通过运动、温度、压力等物理传感器获取参数信息,分析评估设备运行健康情况的技术。该技术在工业互联网的设备运维场景中具有重要应用价值,可通过对于设备运行参数的算法分析,自动化感知设备疲惫、磨损、腐蚀等运行状态,智能化提供调控、预警、停机等运维决策,实现延长使用寿命、提高运维效率、减低事故风险。
 
  图片来源:徐工信息网站
  www.xreacloud.com
 
 
  08 微毫米坐标智能定位技术

  是指由空间坐标感知系统和机械操作系统构成,融合机器学习算法迭代优化机械单元空间定位精度和寻迹路径的技术,是实现工业机器人自主完成铆接、焊接、组装、剪裁、物流等机械操作的关键。机器学习算法的演进升级将进一步推动该技术弹性满足工业互联网在离散行业应用中对于机械操作的高精度定位感知和低时延操控响应的需求。
 
  图片来源:IEEE Communications Surveys & Tutorials
  DOI:10.1109/COMST.2017.2691349
 
 
  09 云边融合计算技术

  是指建立云层与边缘层计算过程数据互联互通,动态调配计算资源,实现云层高通量计算能力和边缘层高时效计算能力分布协同的技术,可满足泛在网络所带来的指数级数据计算需求和低时延应用场景所提出的毫秒级计算响应需求。凭借柔性分配云边层计算资源的能力,该技术有望在不拓展硬件设施的基础上,大幅提高工业互联网数据的整体处理能力。
 
  图片来源:阿里云网站
  iot.aliyun.com
 
 
  10 数字纽带技术  
 
  是指在生命周期和价值链为数字孪生体提供数据访问、整合和转换能力,实现追溯、共享、交互、协同数据信息的技术。该技术是基于数字孪生体构建数字孪生系统的关键技术,可推动工业互联网平台对零件、设备、生产线、工厂、城市等不同颗粒度数字孪生体的静态物理坐标复刻建模向行为流程逻辑映射发展,实现虚拟世界对物理世界的描述、预测、诊断、决策。
 
  图片来源:西门子(Siemens)网站
  new.siemens.com
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