Endüstriyel İnternet, Çin'in imalat endüstrisine ne gibi bir gelecek verecek?
Resim kaynağı: Visual China
Yakın zamanda Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı, Maliye Bakanlığı ve diğer bakanlıklar ve komisyonlar yoğun bir şekilde "Endüstriyel İnternet Geliştirme Eylem Planı (2018-2020)", "Endüstriyel İnternet Özel Çalışma Grubu 2018 Çalışma Planı" ve "2018 Endüstriyel Dönüşüm ve Yükseltme Finansmanı Çalışma Rehberi" ve diğer hedefleri yayınladı. Endüstriyel İnternetin gelişimini teşvik etmeye yönelik endüstriyel destek politikası, piyasanın geniş ilgisini çekmiştir.
Endüstri genel olarak, Endüstriyel İnternet Çin'in "üretim gücünün" ulusal stratejik yüksekliğine yükseldikçe ve endüstriyel destek politikalarının sürekli olarak uygulanmasına paralel olarak Endüstriyel İnternet'in hızlı bir gelişme dönemine gireceğine inanmaktadır.
Burada, yazarın şunu belirtmesi gerekir ki, Endüstriyel İnternetin gelişimi Çin'in imalat endüstrisinin virajı geçme sine kanat katacak olsa da, ne kadar uzağa uçabileceğinin üç büyük endüstriyel İnternet teknolojisi standardının desteğine bağlı olduğunu belirtmelidir.
Şimdi, geçmişini, bugününü ve geleceğini anlamak için Endüstriyel İnternet'in ne olduğu ile başlayalım.
Endüstriyel İnternet nedir?
Endüstriyel İnternet hakkında birçok ifade vardır ve genel resmi tanım şöyledir:
Endüstriyel İnternet, tüm endüstriyel sistemi, tüm endüstri zincirini ve tüm değer zincirini birbirine bağlayan ve endüstriyel zekanın gelişimini destekleyen temel bir altyapıdır.Yeni nesil bilgi teknolojisi ve üretimin derinlemesine entegrasyonu ile oluşan, gelişmekte olan bir iş ve uygulama modelidir. Üretim alanına ve sanal ekonomiden reel ekonomiye doğru genişleyen temel taşıyıcı.
Temelde, Endüstriyel İnternet'in özü, endüstriyel verilerin kapsamlı derinlemesine algılanması, gerçek zamanlı aktarım ve değişim, hızlı hesaplama ve işleme ve gelişmiş aracılığıyla makineler, hammaddeler, kontrol sistemleri, bilgi sistemleri, ürünler ve insanlar arasındaki ağ bağlantısına dayanmaktadır. Akıllı kontrol ve operasyon optimizasyonu gibi üretim organizasyon yöntemlerinin dönüşümünü gerçekleştirmek için modelleme ve analiz.
Aşağıda, Industrial Internet Industry Alliance tarafından verilen referans işlev mimarisi şeması verilmiştir:
Endüstriyel İnternet'in alt kenar katmanındaki cihaz erişimini vurguladığı şekilden sezgisel olarak görülebilir. Bu anlamda, Endüstriyel İnternet ve Endüstriyel Nesnelerin İnterneti tanımları daha uygundur ve birbirlerinin yerine kullanılabilir.
Endüstriyel İnternet ve İnternet arasındaki benzerlikler ve farklılıklar nelerdir?
Şekil 1'de görüldüğü gibi, Endüstriyel İnternetin mimarisi, internet mimari sistemine kıyasla sensörler gibi cihazların erişimiyle ilgili, yani kavramsal olarak daha çok fiziksel dünyayı elektronik dünyaya haritalama sürecine ilişkin ek bir uç katmana sahiptir. İnternet ile karşılaştırıldığında, Özü, elektronik bilgilerin tamamen çevrimiçi olarak etkileşimi ve paylaşılmasıdır. Bu nedenle endüstriyel İnternet, erişim standartları, iş modelleri, ağ topolojisi ve veri özellikleri açısından İnternet'ten farklıdır. İşte tek tek kısa bir analiz:
- Standardizasyon derecesi
İnternet uygulamaları söz konusu olduğunda, HTTP ve HTTPS protokolleri birleşik uygulama katmanı erişim protokolleri haline gelmiştir.Alttaki TCP / IP protokol paketinin yardımıyla, kullanıcılar internete erişmek için tarayıcıları kullanır ve aynı zamanda etkin bir şekilde arama yapabilen DNS tanımlama çözümleme hizmetlerini kullanır, Bilgi edinmeyi tamamlamak için belirlenmiş web sitesini bulun.
Mobil İnternetin gelişimi, mobil uygulamaları başka bir erişim portalı haline getirmiştir, ancak bunların özü hala İnternet web uygulaması tasarım mimarisinin MVC ilkesini takip etmektedir ve endüstri yüksek derecede standardizasyona sahiptir.
İnternet ile karşılaştırıldığında, endüstriyel İnternet standartlarının parçalanması daha belirgindir. Her şeyden önce, İnternet'in kendisi saf bir BT ağı olmasına kıyasla, endüstriyel İnternet, doğal olarak birden fazla iletişim protokolü ve standardının entegrasyonunu gerektiren BT ağlarının ve OT ağlarının entegrasyonunu içerir.
İkinci olarak, IP tabanlı endüstriyel İnternetin derecesi İnternet'inki ile aynı değildir.MQTT, CoAP, Modbus, PROFIBUS, özel TCP / UDP, vb. Gibi çoklu uygulama protokolleri bir arada bulunur. Çoğu uç cihaz, aynı zamanda uç cihazların hesaplama yeteneği olan HTTP protokol ailesini destekleyemez. Farklılaştırılmış yan yansıma.
Son olarak, Endüstriyel İnternet, cihaz ve hizmet adresleme açısından DNS gibi birleşik bir kimlik çözümleme hizmetine sahip değildir.Çözümleme hizmeti ayrıca standartlaştırılmış ve parçalanmıştır.Örneğin, Tutamaç, OID, Ecode vb. Farklı kuruluşlar tarafından başlatılır.
- İş modeli
İnternet endüstrisi varlık açısından hafif bir endüstridir, Endüstriyel İnternet ise ekipman yatırımını, yani sabit varlıkları ve varlık açısından ağır olan envanter yönetimini içerir.
Her 3 yılda bir yinelenen İnternet teknolojisinin yüksek frekanslı güncellemesi ile karşılaştırıldığında, endüstriyel İnternet teknolojisi yinelemelerinin aynı anda hem uç cihazlarda hem de sunucularda gerçekleşmesi gerekir.Sadece üst düzey uygulama yazılımının yükseltilmesini değil, aynı zamanda aygıt yazılımını ve hatta Teknoloji yenileme maliyeti ve güvenlik ve istikrar açısından iki kat yüksek bir eşik olan donanımın yükseltilmesidir.Birçok şirketin teknolojik ilerlemeden ödün vermesi gerekir.
İşletmelerin endüstriyel İnternet teknolojisinin ön araştırmasında ve seçiminde daha dikkatli olmaları, yüksek maliyet ve yüksek teknoloji değişim riskinden dolayıdır Sonuçta, Endüstriyel İnternetin (IIOT) tasarım döngüsü genellikle İnternet teknolojisinden daha uzundur.
- Ağ topolojisi ve sistem bileşimi
Geleneksel İnternet, TCP / IP'ye dayalı HTTP iletişim mekanizmasını benimser ve daha az duyarlı olan ve ağ topolojisine bağımlı olan B / S veya C / S modunu kullanır. İletişim dönüşümünün çoğu bağlantı noktası yönlendirmedir ve temelde protokol dönüştürmeyi içermez. .
Endüstriyel İnternet'in ağ geçidi tabanlı çoklu protokol dönüşümü, GE tarafından başlatılan veri toplama dönüştürme modülü Predix Machine gibi yaygın bir uygulama kazanıyor. Sistemin üst ve alt katmanları arasındaki iletişim ağ geçidine dayandığından, endüstriyel İnternet ağ topolojisine İnternetten daha duyarlıdır. Aynı zamanda, birçok cihaza erişim nedeniyle, veriler katlanarak büyür, ancak iletim bant genişliği sınırlıdır, bu nedenle, uç hesaplama düğümleri, endüstriyel İnternet dağıtımında İnternet'ten daha gereklidir.
- Veri özellikleri
İnternet ile karşılaştırıldığında, Endüstriyel İnternet tamamen farklı veri özelliklerine sahiptir. Aşağıda, aşağıdaki Tablo 1, Endüstriyel İnternet ve İnternet arasındaki veri özellikleri karşılaştırmasını listelemek için bir örnek olarak alınmıştır.
Tablo 1'de gösterildiği gibi, veri özelliklerindeki farklılık doğrudan sistem mimarisi tasarımının farklı odağına yol açar.Bu, İnternet mimarisinin IIoT'ye (Endüstriyel İnternet) doğrudan uygulanamamasının nedenlerinden biridir.İşte birkaç örnek:
Endüstriyel İnternet ile İnternet arasındaki yukarıda bahsedilen farklılıkları anladıktan ve ardından Endüstriyel İnternet'in geleceği hakkında düşündükten sonra, endüstriyel imalat endüstrisi ve hatta ülkenin gelişimi için önemini daha derinden anlayabiliriz.
Endüstriyel internetin geleceği
Şu anda, ağ bilgi teknolojisi ve endüstrisinin sürekli derin entegrasyonu ve yeni endüstriyel dijitalleştirme, ağ oluşturma ve istihbarat biçimlerinin sürekli yönlendirilmesiyle, endüstriyel İnternet, dünyanın başlıca sanayi ülkeleri için uluslararası üretim rekabetini ele geçirmek için önemli bir sektör haline geldi ve aynı zamanda bir ülke haline geldi. Yeni ekonomik büyüme noktaları için ortak bir seçim arayın.
Mevcut küresel endüstriyel İnternet modeli Amerika Birleşik Devletleri, Almanya ve Japonya tarafından yönetilmektedir ve önde gelen şirketler, küresel endüstriyel İnternetin gelişimini hızla teşvik eden endüstriyel İnternetin ilerlemesine öncülük etmiştir.
Çin'de endüstriyel İnternet platformu, Çin'in imalat endüstrisinin "bir virajı geçmesi" için mükemmel bir tarihsel fırsat sunuyor. Endüstriyel İnternet artık Çinin "üretim gücü" ulusal stratejisine yükseldi ve tıbbi bakım ve fabrikalar gibi çeşitli alanları kademeli olarak kapsıyor. , Altyapı vb.
Endüstriyel İnternet aynı zamanda finans alanında da birçok yeni değişikliği beraberinde getirmiştir: Örneğin endüstriyel tedarik zinciri finansmanı için temel bilgi hizmetlerini sağlayabilir, bilgi şeffaflığı sorununu etkin bir şekilde çözebilir ve finansal kuruluşların işletmelere kredi ve risk değerlendirmesinden doğrudan fayda sağlayabilir. Ardından kurumsal finansman sorununu çözün.
Endüstriyel İnternetin Öncü
Şimdilik 150'den fazla endüstriyel internet platformu e-iş istatistikleri sağlamaktadır. Farklı üreticilerin geçmişlerine göre, endüstriyel İnternet platformları üç kategoriye ayrılabilir: BİT, endüstri ve girişimcilik Platform konumlandırmasına göre, bunlar ayrıca üç kategoriye ayrılabilir: varlık optimizasyonu, kaynak tahsisi ve genel etkinleştirme (bkz. Tablo 2).
Bunlar arasında Siemens ve Sanyin Cloud gibi endüstriyel şirketler varlık optimizasyonuna odaklanır; Haier ve Midea gibi şirketler kaynak tahsisinin konumlandırılmasına odaklanır; Alibaba, Amazon ve Huawei gibi BİT şirketleri genellikle genel etkinleştirmenin konumlandırılmasına odaklanır. Buna ek olarak, başlangıç iş takımlarının çoğu ICT ve endüstriyel şirketlerdendir ve üç tür platformda yer alırlar.
Siemens ve Sanyin Cloud gibi endüstriyel işletmelerden kaynaklanan endüstriyel internet platformlarının, BT ağları ve OT ağlarının entegrasyon düzeyinde belirli avantajlara sahip olmak için endüstriye ilişkin derinlemesine anlayışlarına güvendikleri belirtilmelidir. Bulut bilişim, büyük veri ve yazılım hizmetlerinde daha fazla deneyim biriktirdi ve endüstriyel harici veri ağında daha rekabetçi.
Ancak BİT şirketleri ile sanayi şirketleri arasındaki sınır ötesi işbirliği ile endüstriyel internet platformlarının sınırları bulanıklaşmaya başladı. Örneğin, Schneider tarafından sağlanan EcoStruxure endüstriyel İnternet platformu, temel mimarisi Microsoft'un Microsoft Azure'una, Siemens'in MindSphere ise SAP'nin Cloud Foundry açık kaynak mimarisine dayanıyor.
Ayrıca ayrıntılı olarak, Tablo 3 ve Tablo 4'te gösterildiği gibi, endüstriyel internet platformlarının yurt içi ve yurt dışı dağıtım modu, çalışma modu, ana fonksiyonları ve uygulama senaryolarındaki farklılıklara göre daha detaylı sınıflandırma ve karşılaştırma da yapabiliyoruz. Her platformun işleve farklı bir odaklandığı görülebilir.
Endüstriyel İnternetin Anahtar Teknolojileri
Mevcut bakış açısından, Çinin endüstriyel İnternet inşası Avrupa, Amerika ve Japonya gibi üretim güçleriyle aynı başlangıç çizgisinde. Çin de buna büyük önem veriyor. "Çin Malı 2025", "İnternet +", "13. Beş Yıllık Plan", "Üretimi Derinleştirme" "İnternet ile Entegrasyonun Geliştirilmesine Yönelik Rehberlik Fikirleri" ve "Endüstriyel İnternetin Geliştirilmesi + Gelişmiş Üretimi" Derinleştirmeye Yönelik Yol Gösterici Görüşler "gibi stratejiler, endüstriyel İnternetin yapısının güçlendirilmesini açıkça önermiştir.
Ancak şunu da belirtmek gerekir ki Endüstriyel İnternet (IIOT) İnternetten ve aynı zamanda endüstriyel alanda Nesnelerin İnternetinin özel bir uygulaması olan geleneksel Nesnelerin İnternetinden (IOT) farklıdır. Platform tabanlı bir üründür ve platform tabanlı ürünler, doğası gereği yüksek yapışkanlı ve yüksek geçiş maliyetleridir.Bu nedenle, kurumsal teknoloji yükseltmeleri için uygun bir endüstriyel İnternet platformu seçmek çok önemlidir.
Yazarın görüşüne göre, mükemmel bir endüstriyel İnternet platformu, teknolojik liderliğe ve gelecekteki ölçeklenebilirliğe sahip olmak için aşağıdaki üç temel endüstriyel İnternet teknik standardını desteklemektedir:
- OPC Birleşik Mimari standardı
OPC UA standardı, endüstriyel İnternet OT ağının iletişim standardı protokolü ve veri anlamsal tanımlama standardıdır. OPC UA teknolojisi kullanılarak, endüstriyel Ethernet, endüstriyel veri yolu ve diğer fiziksel olarak bağlı cihazlar, sensörler, PLC'ler, kontrol sistemleri, yönetim yazılımı vb. Gibi farklı kaynaklardan gelen farklı protokoller arasında veri dönüşümü gerçekleştirilebilir. Aynı zamanda, OPC UA standardının desteği OT ağları ve BT ağlarının entegrasyonunu kolaylaştıracaktır.
- IEEE Zaman Duyarlı Ağ (TSN) ağı
Herhangi bir ağ, çok kaynaklı zaman serisi verilerini işlediği sürece, birleşik bir zaman bilincine, yani birleşik bir küresel saate sahip olmalıdır. Geleneksel İnternet ve tüketici düzeyinde Nesnelerin İnterneti, ağda GPS tabanlı referans saatlerini kullanır ve ağ çapında zaman senkronizasyonunu tamamlamak için NTP saat senkronizasyon algoritmasını kullanır Doğruluk genellikle ikinci seviyededir. Bununla birlikte, Endüstriyel İnternetin gerçek zamanlı kontrolüne duyulan ihtiyaç nedeniyle, gerekli zaman doğruluğu genellikle daha hassas senkronizasyon algoritmaları gerektiren mikrosaniye seviyesindedir.
Örneğin, IEEE tarafından önerilen TSN ağı, Genel Hassas Zaman Eşitleme (gPTP) algoritmasını içeren endüstriyel bir İnternet standardıdır. Bu standart iki sorunu çözer:
(1) Endüstriyel iletişim standartlarının parçalanması. Standart, Ethernet'i OT ağını ve BT ağını bağlamak için birleşik bir fiziksel katman kablolu bağlantı olarak tanımlar ve kablolu ağ erişim katmanında BT ve OT entegrasyonunu sağlamak için yukarıda bahsedilen OPC UA ile birleştirilir.
(2) Mac katmanına dayalı evrensel zaman senkronizasyon algoritması gPTP. STN altında tanımlanan 802.1AS zaman senkronizasyon standardı, kablolu ve kablosuz ağlara uygulanabilir ve senkronizasyon doğruluğu, endüstriyel İnternet'in zaman kontrol doğruluğu gereksinimlerini karşılayan mikrosaniye seviyesine ulaşır. Şekil 2'deki yeşil kutuda gösterildiği gibi, gömülü gerçek zamanlı işletim sisteminin PTP / gPTP zaman senkronizasyon algoritmasını desteklemeye başladığı görülebilir.
- IPv6 standardı
IPv6 protokolünün muazzam adresleme alanı, doğal olarak IOT ekipmanının devasa tabanına uymaktadır. Endüstriyel İnternetin IP katmanı için gelecekteki standart protokoldür. Çin Devlet Konseyi tarafından yayınlanan "İnternet + Gelişmiş Üretim" Endüstriyel İnternetin Geliştirilmesinin Derinleştirilmesine İlişkin Kılavuz Görüşlere dahil edilmiştir. Güçlü bir gelişme ihtiyacına açıkça işaret edin.
Yeni nesil yerleşik gerçek zamanlı işletim sistemlerinin çoğunun, temeldeki heterojen protokoller arasındaki IP katmanı iletişimi için işletim sistemi düzeyinde destek sağlayan IPv6 protokolüne karşılık gelen RPL yönlendirme protokolüyle doğal olarak uyumlu olduğunu belirtmek gerekir (bkz. Şekil 3).
Yukarıdakiler kısaca Endüstriyel İnternet'in gelecekteki gelişimi için temel teknolojileri tanıttı.
Ülkenin endüstriyel iyileştirme, yenilikçilik ve yeni ekonomik kinetik enerjinin daha da teşvik edilmesiyle, büyük teknoloji üreticileri endüstriyel İnternet'e yatırım yapmaya devam ederken, akıllı üretim için temel platform olarak endüstriyel İnternet, tüm imalat endüstrisinin gelişiminde daha önemli bir rol oynayacak. Giderek daha kritik bir rol.
Her şey birbirine bağlandığında ve işletmeler IIoT'yi tamamladığında, toplumda yeni iş modelleri ve finansal finansman yöntemleri ortaya çıkacak mı? bekleyelim ve görelim!
[Titanium Media Yazarı: Suning'den bilgi zenginliği: Suning Financial Research Institute Wang Yuan şeyler laboratuvarında kıdemli araştırmacı]
Daha heyecan verici içerik için Titanium Media WeChat ID'yi (ID: taimeiti) takip edin veya Titanium Media Uygulamasını indirin
