關于綜合性工業(yè)互聯(lián)網平臺建設方案的研究

張旭輝

【摘要】? ? 工業(yè)互聯(lián)網通過構建連接機器、物料、人、信息系統(tǒng)的基礎網絡，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據的全面感知、動態(tài)傳輸、實時分析，形成科學決策與智能控制，提高制造資源配置效率，正成為領軍企業(yè)競爭的新賽道、全球產業(yè)布局的新方向、制造大國競爭的新焦點。本文對工業(yè)互聯(lián)網平臺的建設方案、整體架構、關鍵技術以及運行維護和管理給出了指導意見和參考。

【關鍵詞】? ? 工業(yè)互聯(lián)網? ? 感知? ? 智能控制

一、概述

工業(yè)互聯(lián)網平臺是以互聯(lián)網為代表的新一代信息通信技術從消費環(huán)節(jié)向制造環(huán)節(jié)擴散、從提高交易效率向提高生產效率延伸、從推動制造資源的局部優(yōu)化向全局優(yōu)化演進的必然結果，是構建現(xiàn)代化產業(yè)體系、推動經濟高質量發(fā)展、搶占新一輪產業(yè)革命制高點的重要舉措。

二、建設必要性

工業(yè)互聯(lián)網平臺是物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據、智能傳感、工業(yè)軟件、工業(yè)技術等跨界融合、集成創(chuàng)新的結果[1]，正在構建現(xiàn)代化產業(yè)體系的新基礎、新要素和新業(yè)態(tài)，支撐產業(yè)的高端化、智能化、綠色化、生態(tài)化發(fā)展。新基礎就是構建智能感知、工業(yè)軟件、泛在網絡、云平臺等現(xiàn)代化產業(yè)體系新基礎設施，新要素就是基于數(shù)據這一新生產要素重構工業(yè)知識沉淀、傳播、復用和價值創(chuàng)造新體系，新業(yè)態(tài)就是通過對傳統(tǒng)產業(yè)體系的解耦重建網絡化協(xié)同、個性化定制、服務型制造等新業(yè)態(tài)。通過這些新的基礎、新的要素、新的業(yè)態(tài)的構建，加快形成萬物互聯(lián)、數(shù)據驅動、軟件定義、智能主導、服務增值的現(xiàn)代化產業(yè)體系。

三、技術架構和建設方案

3.1技術架構

工業(yè)互聯(lián)網平臺主要分為邊緣層、基礎層、平臺層、應用層和工業(yè)互聯(lián)網安全防護體系。平臺架構共分為設備接入層、協(xié)議適配層、消息總線、邏輯處理層等，每個層的每個節(jié)點都支持水平擴容縮容，可以根據業(yè)務的發(fā)展情況，增減服務器，網絡等資源。（1）設備接入層。物聯(lián)網設備能從多種網絡接入到平臺。平臺支持互聯(lián)網、2G、3G、4G、NB-IoT網絡的設備接入，同時支持TCP和UDP兩種傳輸層協(xié)議，設備可以根據自己需求和支持的聯(lián)網方式靈活的接入平臺。（2）協(xié)議適配層。平臺支持HTTP、EDP、LWM2M、MODBUS、JT808等多種協(xié)議的設備接入，并同時支持用戶自定義協(xié)議編解碼規(guī)則的設備接入。協(xié)議適配層將南向來的數(shù)據解析成統(tǒng)一的消息格式轉發(fā)到消息總線，同時將北向來的指令編碼成對應協(xié)議的指令，下發(fā)到對應的設備。多種協(xié)議的設備數(shù)據，經過協(xié)議適配層的處理，完成了統(tǒng)一標準的轉換和協(xié)議個性化的處理。（3）消息總線。消息總線承載平臺內部需要大量交互的信息流，解耦各個模塊的直連，避免單個模塊的異常引起整個平臺的雪崩。平臺的各種消息在消息總線匯聚，方便了各個模塊根據自己的需求各取所需，和傳遞信息，并對流量的突然爆發(fā)起到緩沖作用。（4）邏輯處理層。用戶可以在平臺定義相應的數(shù)據處理，數(shù)據聯(lián)動，事件生成等的規(guī)則。邏輯處理層會根據用戶制定的各種規(guī)則，對設備的數(shù)據做相應的邏輯處理，關聯(lián)分析，生成相應的事件或告警，并實時反饋給用戶。（5）存儲層。存儲層負責存儲物聯(lián)網設備產生的海量數(shù)據，并對用戶提供多種靈活查詢數(shù)據的方式，方便用戶提取數(shù)據的價值。（6）能力開放層。能力開放層包含如下服務能力：1）設備管理網站2）輕應用3）數(shù)據推送4）API。

3.2建設方案

平臺基于現(xiàn)有的云計算大數(shù)據中心基礎環(huán)境，建設跨行業(yè)、跨領域的綜合性工業(yè)互聯(lián)網平臺。構建大數(shù)據處理、工業(yè)數(shù)據分析、工業(yè)微服務等創(chuàng)新功能，提供滿足不同行業(yè)、不同場景的工業(yè)SA1、設備接入層AS服務和工業(yè)APP，推動省內工業(yè)制造行業(yè)轉型升級，推動省內制造業(yè)高質量發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網平臺通過構建業(yè)務中臺能力，集成應用支撐云服務，提供統(tǒng)一的應用支撐云化和服務化能力接入平臺，同時接入PaaS能力構建起來的基礎大數(shù)據能力，以及面向開發(fā)者的應用開發(fā)服務。含中臺公共能力的服務化，業(yè)務管理中心，應用管理框架，以及應用前臺管理基座。同時，業(yè)務集成框架后臺含后臺的統(tǒng)一集成框架，實現(xiàn)義數(shù)云面向不同租戶（政府，開發(fā)區(qū)，各類企業(yè)）業(yè)務的云服務管理（包含IaaS/PaaS/SaaS層統(tǒng)一云服務），實現(xiàn)對政務場景，開發(fā)區(qū)場景，園區(qū)場景，以及企業(yè)場景PaaS平臺的數(shù)據，云服務資源的打通。平臺建成后可提供如下能力：IAAS云服務能力：能夠為企業(yè)提供IAAS層云服務，包括云主機、云存儲、云備份、云安全等服務能力?；APAAS能力：完成工業(yè)互聯(lián)網平臺建設，具備基本工業(yè)PAAS能力，可提供開源數(shù)據庫、中間件、大數(shù)據等云服務。業(yè)務集成框架：構建業(yè)務集成框架，可按需提供基礎消息類、公共業(yè)務支撐類[2]、信息支撐類、業(yè)務類等服務能力。

結論：通過工業(yè)互聯(lián)網平臺建設，可支持企業(yè)智能化改造，對實施智能化改造、驗收達到智能工廠和智能車間標準，可支持企業(yè)上云，支持企業(yè)采取按需付費、以租代買、服務租賃的模式，使用云平臺服務商提供的信息技術基礎設施和業(yè)務應用等資源服務，相信工業(yè)互聯(lián)網在今后得到更大發(fā)展。

參? 考? 文? 獻

[1]胡煒，鐘衛(wèi)連. 淺談與計算的網絡安全問題

[2]郭三強. 大數(shù)據環(huán)境下的數(shù)據安全研究，2013