Page 42 - 网络电信2016第17期
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解决方案

      IP化是指OT网络的IP化，以实现从机器设备到IT系统的端    统与互联网的融合、OT系统与互联网的融合、企业专网与互联
到端IP互联，进而实现整个制造系统更大范围、更深层次的数           网的融合、产品服务与互联网的融合。IT系统与互联网融合从
据交互与协同。IP网络是目前互联网和企业信息系统普遍采用           网络层面来看是工厂内部IT网络向外网的延伸。企业将其IT系
的网络技术，通过“IP到底”实现工业生产全过程信息采集是           统（如企业资源计划（ERP）、客户关系管理系统（CRM）等）
合理的技术选择。目前以PROFINET、Ethernet/IP等为代表的工  托管在互联网的云服务平台中，或利用软件即服务（SaaS）服
业以太网协议已经支持为现场设备分配IP地址，并可以实现IP          务商提供的企业IT软件服务。目前美国的Autodesk、法国的达
流量与控制信息的共线传送。                          索，以及中国的数码大方等企业已经开始面向中小企业提供这
                                       类云服务。
      扁平化是减少工厂内数据传送的层级，实现工业数据在生
产现场和IT 系统间的快速流通，并支持实时或准实时的数据                 OT系统与互联网融合从网络层面看是OT 系统网络向外网的
分析与决策反馈，从而实现智能化生产。扁平化有两层含义：            延伸。在一些人力较难达到，且又需要实现生产过程调整和维
一是OT层面的扁平化，将传统上现场级、车间级、控制级等复           护的场景下，需要通过可靠的互联网连接，实现远程的OT 系统
杂分层的OT 网络统一为扁平化的二层网络；二是IT、OT的融合        控制。目前沈阳机床厂的“i5”平台可以初步实现对不同地理
化，通过业务网关类设备实现IT层和OT层的数据融合互通。           位置机床的远程监测控制，就是这类服务的雏形，但不同的OT
                                       业务流对网络要求不同。目前互联网的质量对于时延、抖动、
      无线化是利用各种无线技术支持工厂内更加广泛的信息         可靠性等有着极高要求的实时控制和同步实时控制还很难承
采集与传送，消除工厂内的“信息死角”。目前传统的2G/3G/         载。
LTE、WiFi 及zigbee等无线技术已经逐步在工业互联中获得一
定规模的应用；同时针对于工业场景的工业无线技术也开始出                  企业专网与互联网融合是将在公众网络中为企业生成独立
现，如WIA-PA、WirelessHART                                                           的网络平面，并可对带宽、服
及ISA100.11a等。但工业无线的                                                              务质量等进行定制。这类业务
应用总体还处于初期阶段，实际                                                                   场景不仅需要为企业提供独立
应用部署较少，且主要在流程工                                                                   的链路资源，还需要提供独立
业领域。随着工业互联网的发                                                                    的网络资源控制能力，开放的
展，工业无线技术将逐步成为有                                                                   网络可编程能力，以及定制化
线网络的重要补充，但还需要解                                                                   的网络资源（如带宽、服务质
决电磁信道干扰、低功耗、可靠                                                                   量等）。目前的互联网尚不支
性等关键问题。                                                                          持此类业务场景，需要网络虚
                                                                                 拟化及软件定义技术的进一步
      5G技术在场景设计中已经考                                                              发展与部署。
虑到低功耗、大连接、高可靠的                                                                          产品服务与互联网融合将
物联网应用场景，未来可能在工                                                                   通过智能工业产品的信息采集
业无线领域发挥更大作用。                                                                     和联网能力为工业企业提供新
                                                                                 的产品服务模式。目前IBM、微
      灵活组网是面向柔性生产                                                                软、GE等公司纷纷推出各自的
的需要，通过网络资源的动态
调整，实现生产过程的灵活                           工业互联网数据分析平台，工业企业基于这些平台可以为用户
组织及生产设备的“即插即用”。目前的工业生产（主要指             提供产品监测、预测性维护等延伸服务，从而延长了工业生产
离散工业）基本上都是“刚性生产”模式，其互联网络也是             的价值链。这类业务的基础是对海量产品的数据采集与监测，
“刚性网络”，制造环节中机器、设备、辅助工具等需要按             需要通过无线等技术实现工业产品的泛在接入。
照预先的设定进行互联。未来工业生产大规模定制化的特点
需要资源组织更加灵活，更加智能，以软件定义网络（SDN）                4.工厂网络与互联网融合发展的技术需求
为基础的新型网络技术可实现网络资源的动态调整，打破工                   基于我们目前的研究，工厂网络与互联网的融合仍将基于
厂内部网络刚性组织的局限，适应智能机器自组织和生产线             目前以IP技术为基础的互联网技术体系。另外由于工业互联网
敏捷部署的要求[3]。                            需要连接大量的无处不在的企业、用户、智能产品（如汽车、
                                       工程机械）等，需要依托公众网络，因此从网络建设部署的角
     3.工业生产与互联网业务模式的融合                 度看，工业互联网应和公众网络融合在一起，部分环节有可能
      目前工业生产生命周期与互联网的结合主要是商业销售环        采用专网或虚拟专网[5]。
节的结合，并催生出“淘工厂”等新业态。随着网络和信息技                  虽然工业互联网引发的工厂网络与互联网融合尚在发展
术、服务模式的发展，原来局限在工厂内的工业生产过程逐步            初期，但一些关键技术需求或方向已经显现，包括以下6 个方
走向外部网络，体现为工厂内系统、网络与工厂外网络（互联            面：（1）支持控制信息与数据信息共线传送的高可靠工业以太
网）逐步实现融合，以实现更为灵活的生产组织、更加优化的            网技术；（2）面向工业生产的无线解决方案；（3）支持生产
产业分工、更加便捷的产业链协作，或形成以往无法实现的新            现场控制网络灵活组网的SDN 技术；（4）包括NB-IoT、5G 在
的服务业态[4]。                              内的面向海量产品泛在接入的无线网络技术；（5）生产现场数
      工业生产与互联网业务模式的融合体现为四大类：IT系

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