全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)十大最具成長性技術(shù)展望（2019-2020年）

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是第四次工業(yè)革命的重要基石，在世界范圍已步入發(fā)展快車道，正處于面臨重大突破的戰(zhàn)略窗口期，帶來一系列新要素、新市場、新路徑、新形態(tài)，孕育著新的成長與變革。為準(zhǔn)確把握全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略方向，及時跟蹤工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新動態(tài)及特征態(tài)勢，前瞻研判工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化重大布局，有必要圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在下一階段最具成長性技術(shù)進(jìn)行分析展望，對產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展、資金有序進(jìn)入、政策規(guī)劃出臺、新興市場開拓等提供具備決策參考價(jià)值和實(shí)踐指導(dǎo)意義的智力支撐。

中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院依據(jù)《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》、《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計(jì)劃（2018-2020年）》等相關(guān)國家政策，調(diào)研走訪了一批在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)方面具備領(lǐng)先水平和特色的骨干企業(yè)，組織拜訪了來自于著名高校、科研機(jī)構(gòu)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者，系統(tǒng)梳理了國內(nèi)外權(quán)威智庫和知名戰(zhàn)略咨詢公司的最新報(bào)告，提出“全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)十大最具成長性技術(shù)展望（2019-2020年）”如下：

01

5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)

是指將一個物理網(wǎng)絡(luò)切割成多個虛擬網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行分流管理，并保持每個虛擬網(wǎng)絡(luò)間邏輯獨(dú)立性的技術(shù)，可在不增設(shè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，為多元化客戶提供定制化網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)。針對高清視頻實(shí)時傳輸、海量物聯(lián)動態(tài)示蹤和低時延精密操控等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)將5G網(wǎng)絡(luò)虛擬切割為分別具有增強(qiáng)移動帶寬、海量物連和超可靠低時延通信等特性的若干網(wǎng)絡(luò)片層，映射滿足不同場景的差異化需求。

圖片來源：下一代移動通信網(wǎng)（NGMN）5G白皮書

02

基于OPC統(tǒng)一架構(gòu)的時間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

是指基于OPC統(tǒng)一架構(gòu)（OPC Unified Architecture, OPC UA），建立支持網(wǎng)絡(luò)間互操作的時間敏感機(jī)制，突破性實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)（IT）與操作技術(shù)（OT）在物理層、數(shù)據(jù)鏈層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表達(dá)層和應(yīng)用層全面融合的技術(shù)。該技術(shù)基于國際電工委員會（IEC）和電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）國際標(biāo)準(zhǔn)搭建，將可為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建提供標(biāo)準(zhǔn)化模塊，是建立從傳感器到云端大帶寬、高同步、廣兼容通訊的關(guān)鍵技術(shù)。

圖片來源：貝加萊（B&R）網(wǎng)站

www.br-automation.com

03

軟件定義分支技術(shù)

是指具有軟件定義廣域網(wǎng)、路由、網(wǎng)絡(luò)安全和LAN/WiFi功能集成的集中式平臺管理技術(shù)，可高效便捷的將網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面進(jìn)行分離，通過集中控制器中的軟件平臺對底層硬件的可編程化控制，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的柔性調(diào)配。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)建設(shè)過程中，該技術(shù)可利用網(wǎng)絡(luò)虛擬化方式擺脫硬件對網(wǎng)絡(luò)功能的限制，以低成本實(shí)現(xiàn)高靈活性的網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化控制。

圖片來源：思科（CISCO）網(wǎng)站

www.cisco.com

04

IP層與光層異構(gòu)融合技術(shù)

是指通過網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)策略融合IP承載網(wǎng)（IP層）與光傳送網(wǎng)（光層）優(yōu)勢資源的技術(shù)，可解決因分層規(guī)劃和獨(dú)立運(yùn)維導(dǎo)致的IP層與光層網(wǎng)絡(luò)資源利用率低，網(wǎng)絡(luò)調(diào)整困難等問題。憑借對于IP層與光層資源的動態(tài)協(xié)同能力，該技術(shù)將在建設(shè)高可靠性、高靈活性、高帶寬利用率、高可維護(hù)可管理性的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)骨干外網(wǎng)過程中體現(xiàn)重要價(jià)值。

圖片來源：華為開發(fā)者社區(qū)

developer.huawei.com

05

基于簽名加密算法的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

是指以區(qū)塊鏈技術(shù)為代表的由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫構(gòu)成的信息邏輯統(tǒng)一、物理節(jié)點(diǎn)分立的數(shù)據(jù)存取技術(shù)。憑借去中心化、有限透明、分布的可靠數(shù)據(jù)庫、自治性、記錄難以更改、準(zhǔn)匿名性等特點(diǎn)，該技術(shù)有望在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、存儲、解析、交易體系建設(shè)中顯著提升數(shù)據(jù)系統(tǒng)在威脅防護(hù)、檢測感知、處置恢復(fù)等方面的被動防御和主動防控能力。

圖片來源：騰訊區(qū)塊鏈網(wǎng)站

trustsql.qq.com

06

數(shù)字對象架構(gòu)技術(shù)

是指由數(shù)字對象、存儲器、標(biāo)識、解析系統(tǒng)和注冊表構(gòu)成的用于分布式信息存儲、定位和檢索的通用型架構(gòu)技術(shù)。該技術(shù)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系搭建的關(guān)鍵支撐技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于數(shù)字對象的標(biāo)識解析管理，實(shí)現(xiàn)異主、異地、異構(gòu)數(shù)據(jù)信息的智能化采集、識別、關(guān)聯(lián)，支持連接實(shí)體信息的逆向查詢，對推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建物理對象的互操作空間具有重要意義。

圖片來源：國家研究計(jì)劃公司（CNRI）報(bào)告

07

自主診斷技術(shù)

是指基于模型基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)驅(qū)動等預(yù)測算法，通過運(yùn)動、溫度、壓力等物理傳感器獲取參數(shù)信息，分析評估設(shè)備運(yùn)行健康情況的技術(shù)。該技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備運(yùn)維場景中具有重要應(yīng)用價(jià)值，可通過對于設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的算法分析，自動化感知設(shè)備疲憊、磨損、腐蝕等運(yùn)行狀態(tài)，智能化提供調(diào)控、預(yù)警、停機(jī)等運(yùn)維決策，實(shí)現(xiàn)延長使用壽命、提高運(yùn)維效率、減低事故風(fēng)險(xiǎn)。

圖片來源：徐工信息網(wǎng)站

www.xreacloud.com

08

微毫米坐標(biāo)智能定位技術(shù)

是指由空間坐標(biāo)感知系統(tǒng)和機(jī)械操作系統(tǒng)構(gòu)成，融合機(jī)器學(xué)習(xí)算法迭代優(yōu)化機(jī)械單元空間定位精度和尋跡路徑的技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人自主完成鉚接、焊接、組裝、剪裁、物流等機(jī)械操作的關(guān)鍵。機(jī)器學(xué)習(xí)算法的演進(jìn)升級將進(jìn)一步推動該技術(shù)彈性滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在離散行業(yè)應(yīng)用中對于機(jī)械操作的高精度定位感知和低時延操控響應(yīng)的需求。

圖片來源：IEEE Communications Surveys & Tutorials

DOI：10.1109/COMST.2017.2691349

09

云邊融合計(jì)算技術(shù)

是指建立云層與邊緣層計(jì)算過程數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，動態(tài)調(diào)配計(jì)算資源，實(shí)現(xiàn)云層高通量計(jì)算能力和邊緣層高時效計(jì)算能力分布協(xié)同的技術(shù)，可滿足泛在網(wǎng)絡(luò)所帶來的指數(shù)級數(shù)據(jù)計(jì)算需求和低時延應(yīng)用場景所提出的毫秒級計(jì)算響應(yīng)需求。憑借柔性分配云邊層計(jì)算資源的能力，該技術(shù)有望在不拓展硬件設(shè)施的基礎(chǔ)上，大幅提高工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的整體處理能力。

圖片來源：阿里云網(wǎng)站

iot.aliyun.com

10

數(shù)字紐帶技術(shù)

是指在生命周期和價(jià)值鏈為數(shù)字孿生體提供數(shù)據(jù)訪問、整合和轉(zhuǎn)換能力，實(shí)現(xiàn)追溯、共享、交互、協(xié)同數(shù)據(jù)信息的技術(shù)。該技術(shù)是基于數(shù)字孿生體構(gòu)建數(shù)字孿生系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，可推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對零件、設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、城市等不同顆粒度數(shù)字孿生體的靜態(tài)物理坐標(biāo)復(fù)刻建模向行為流程邏輯映射發(fā)展，實(shí)現(xiàn)虛擬世界對物理世界的描述、預(yù)測、診斷、決策。

圖片來源：西門子（Siemens）網(wǎng)站

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