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物联网与工业互联网的差异与应用研究
摘要:针对物联网与工业互联网技术有许多共同之处,概念容易混淆、应用领域区分不够明确等问题,本文给出了物联网与工业互联网技术明确的概念、差异点、指出了其存在问题、实际应用领域,并对未来的发展趋势进行了展望研究。通过列举实际应用场景的方法,对物联网与工业互联网的差异与应用进行分析,分析结果表明物联网与工业互联网有共同点,也有差异点,并且各有优缺点和擅长的应用领域。
关键词:物联网;工业互联网
中图分类号: TP273 文献标识码 : A
Absrtact:In view of the problems that IoT and industrial Internet technology have a lot in common, the concept is easy to confuse, and the difference between application fields is not clear enough, this paper gives the clear concept and difference o IoT and industrial Internet technology, points out their existing problems, practical application fields, and prospects the future development trend. By enumerating the actual application scenarios, this paper analyzes the differences and applications between the Internet of Things and the Industrial Internet. The analysis results show that the Internet of Things and the Industrial Internet have similarities and differences, and each has its advantages, disadvantages and application fields. Key words: Internet of Things; Industrial Internet
0 引言
随着信息技术的飞速发展,工业互联网和物联网作为推动工业数字化转型的两大重要力量,正日益受到广泛关注。尽管两者在名称上相似,很多人认为工业互联网与物联网实际上是同一个东西,但它们在定义、技术特点、应用目标及具体应用场景上存在显著区别。物联网关注物与物的连接,偏向于生产自动化;而工业互联网则注重人、机、物的全面互联,追求业务数字化。工业互联网涵盖了物联网的部分技术,但其应用和技术体系更为广泛和复杂。
物联网主要聚焦于提高生产效率和降低成本;工业互联网则旨在实现全产业链、全价值链的连接,推动工业整体转型升级。
1 物联网的概念
物联网则是指通过信息传感设备(如传感器、全球定位系统、射频识别等)实时采集任何物品的信息,实现物与物、物与人的广泛连接,形成智能管理和控制的一种网络。物联网更侧重于感知、传输、控制等底层技术,主要关注生产过程的优化,提高生产效率和降低成本。物联网在技术架构上分为感知层、通信层、平台层和应用层。
感知层:主要由传感器、视觉感知和可编程逻辑控制器等器件组成。感知层一方面可以主动采集生产环境中各种类型的信号,如图像、温度、湿度、磁场、声波、电能量等,另一方面可以接收上层管理系统下达的操作执行,自动执行具体的工业操作;
通信层:主要由各种网络设备和线路组成,也就是物联网中的网络载体,包括有线网络通信和无线网络通信两种主要形式。
平台层:作用是提供公共的数据、知识和技术能力。当底层终端传输的数据关联和结构化解析之后,沉淀为平台数据,并可从中不断提炼出有价值的专业知识。
应用层:主要根据不同行业、领域的具体数字化需求,落地为垂直化的应用软件,通过整合平台层沉淀的数据和用户配置的控制指令,实现对终端设备的高效应用,具体技术形态有 MES 系统、仓库管理系统、设备管理系统、能源管理系统、智能调度系统等。
2 工业互联网的概念
工业互联网不是工业的互联网,而是工业互联的网。 业互联网是将工业场景中的每一个环节和万物相互连接,形成一个去中心化的网络。它强调人 数据和 智能机器间的连接,结合软件和大数据分析,重构全球工业并激发生产 工业互联网的 实现全 产业链、全价值链的全面连接,推动产业形态和制造模式的变革。从技术架构层面看,工业互联网包含了设备层、网络层、平台层、软件层、应用层。
设备层:主要负责数据的采集和数据的初步计算,同时接收指令执行具体自动操作;
网络层:主要负责信息的传输与转发,实现设备与设备、设备与服务器之间的通信;
平台层:集成沉淀了共性的数据能力和技术能力,为前端细分的工业数字化需求提供敏捷、柔性的响应能力和试错能力,例如大数据平台、服务器编排平台、网络定义平台、设备管理平台等;软件层:是工业数字化场景的技术产品载体,包括生产过程自动化和管理决策智能化的信息系统,如
应用层:是工业互联网的最终价值体现,是人在具体生产任务中使用系统形成的数字化业务流程实践,典型应用有大数据分析、故障诊断、仿真决策、供应链管理、调度优化等。
3 物联网与工业互联网的异同
工业互联网是叠加在物联网上的“数字化应用场景”,物联网充当的是其底层“基建”的角色,重点关注的是在设备层和网络层的连接,负责打通人、机、物之间的关键数据流。
工业互联网偏向于关注如何精准地管理和决策,物联网偏向于关注如何高效地操作和执行。
工业互联网是信息通信技术革命与传统工业全流程相结合的产物,其本质是把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密连接融合起来,帮助制造业企业拉长产业链,形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的“互联互通”,推动整个制造服务体系的协同化、精益化、智能化。从这个层面看,工业互联网的“格局”已经超越了工厂和车间,实现了整个供应链、商业生态链的资源整合。工业互联网不仅做到提高生产效率,同时也对整个业务模式和商业模式的系统化升级和重塑。
4 物联网存在的问题
物联网从提出到今天,用途已十分广泛,遍及智能交通、环境监测及保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。目前存在的问题主要是有以下几个方面。
4.1 成本问题
在初期,由于电子标签与读写设备贵,所以价格高就难避免,而成本高,大规模的应用就难形成,没有大规模的应用,成本高的问题就更难以解决。这样,物联网的发展将受到限制。
4.2 安全问题
这个问题包括国家企业安全和个人隐私权,中国大型企业、政府机构,如果与国外机构,进行项目合作,如何确保企业商业机密、国家机密不 个技术问题,必须引起高度重视。而对于个人,由于在物联网中,传感网的建设要求 R 相关的物品中。可人们在观念上还不能接受自己周围的生活物品甚至包括自己时刻都处 种被监控的状态,这直接导致嵌入标签势必会使个人的隐私权问题爱到侵犯。因此,如何确保标签物的拥有者 人隐私不受侵犯便成为射频识别技术以至物联网推广的关键问题。
4.3 知识产权
在物联网技术发展产品化的过程中,我国一直缺乏一些关键技术的掌握,所以产品档次上不去,价格下不来。缺乏RFID 等关键技术的独立自主权,这是限制我国物联网发展的关键因素之一。
5 工业互联网存在的问题
5.1 缺乏统一的标识解析体系
标识码:我国大中型企业广泛使用的标识,多采用私有标识(如追溯码、防伪码、营销码、企业内部标识等),仅适用于企业内部,使得企业内不同工厂单元出现难以识读和应用的情况,信息传递存在壁垒,标识作用极大受限,无法满足工业互联网跨系统、跨企业、跨行业的连接需求。
解析系统:目前,多标识编码体系之间的兼容性不足,导致不能覆盖制造业各个领域。而国内面向实体对象的标识解析服务主要依赖于基于DNS 的网络架构,均存在单点故障、域名欺骗等问题,致使系统无法运行。5.2 平台发展受阻
一是,“平台 + 行业”的解决方案不成熟。二是,生态培育滞后,产业领域,优势互补、协同合作的平台
产业生态不够完善,多数平台聚焦于某一垂直行业,很少有企业能够实现跨行业跨领域。应用领域,工业 APP开发与工业用户双向迭代的双边市场生态远未形成。
5.3 安全问题突出
新增漏洞分布广泛,制造业占比最高。制造业新增漏洞攻击手段多样化。拒绝服务漏洞和缓冲区溢出漏洞在制造业新增漏洞类型中占比较高。拒绝服务即入侵者使目标停止提供服务,令控制系统暂停或死机;缓冲区溢出即入侵者利用缓冲区溢出攻击导致程序运行失败、系统关机或重新启动。
6 物联网与工业互联网的应用领域
6.1 物联网的应用领域
物联网应用广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公安安全、智能电网、智能家居、智能家居、智能消防、工业检测、环境监测、物流监测、定位跟踪、老人护理、个人健康、花卉栽培、食品溯源、敌情侦查和情报搜索等多个领域。其实是一 让我们去感知物理世界、控制物理世界的网络,它为我们提供了服务以及对物理世界的控制。物联网的 用主要可分为监控型 ( 如物流监控和环境监控 )、查询型 ( 如智能检索和远程抄表 )、控制型 ( 如智能交 智能家居 ),扫描性 ( 如手机钱包和动态收费等管理和服务功能 ),实现对万物的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营” 一体化。
6.2 工业互联网的应用领域
在政策推进、技术迭代更新和企业发展内在需求的综合作用下,工业互联网广泛用于通用设备、石化、家电、能源等多个行业,且融合应用的广度、深度不断拓展,基于网络化资源汇聚的新模式、新业态不断涌现,有力地推动了工业企业数字化、智能化转型。
7 物联网与工业互联网的发展趋势展望
随着全球数字化的深入推进,物联网与工业互联网已经成为推动产业转型升级的重要手段。
7.1 未来随着技术的不断创新和产业的不断深化,物联网的未来发展将呈现出融合化和大数据化的发展趋势。
7.1.1 融合化
物联网与移动互联网融合方向最具市场潜力,创新空间最大,这也是我们对整体未来发展的一种判断。传统的物联网应用更多是面向行业的应用,未来和移动互联网的融合,将激发更多的创新的能力。首先是移动智能终端其实传感器和形成的人机交互技术,这种集成就会让未来能够支撑更多的融合类的应用。另外,物联网借鉴移动互联网的方式,这种模式,开始从行业领域向个人领域渗透,很多应用开始出现,用户的应用都是基于最终对物体实际信息的采集,是融合的应用,不是传统的移动互联网的应用。物移融合将形成更为突出的马太效应,物联网和移动互联网融合,将形成非常融合的生态系统,也通过大的移动互联网企业对整个开放平台的构建,未来有很大的市场潜力。
7.1.2 大数据化
对物联网和大数据的融合判断。物联网产生大数据,大数据带动物联网价值提升,物联网是大数据产生的源泉,越来越多的终端采集越来越多的数据,也提供大数据的平台进行进一步的分析。大数据使物联网从现有的感知走向决策,因为现在物联网更多是信息采集上来,到了后台就完了,也没有产生效果,或者它本身还是处于决策非常弱的这样一个环节。所以,未来说物联网和大数据的结合,将推动整体价值的提升。
7.2 工业互联网的未来发展将呈现出智能化、生态化的发展趋势。
7.2.1 智能化
工业互联网的未来发展将更加智能化。通过智能机器、智能设备、智能传感器等技术,实现设备的自我诊断、调整和维护,实现生产过程的自动化和智能化,提高制造效率和产品质量。此外,借助于机器学习、数据挖掘、人工智能等技术,对生产过程中的数据进行分析和挖掘,提高数据的价值和使用效率,加速企业数字化转型。
7.2.2 生态化
工业互联网的未来发展将更加生态化。随着各个领域的产业创新和技术进步,未来,工业互联网将进一步融合云计算、大数据、物联网、人工智能等多种技术,构建从互联网到工业互联网再到数字经济的全产业链生态。通过深度合作,推动企业之间的协作,降低企业运营成本,加速市场响应速度,实现业务协同和产业协同。
8 结束语
随着科技的不断进步,物联网 将 级的重要手段。工业互联网是要实现人、机、物的全面互联,追求的是数字化; 的是自动化。物联网是自动化与信息化深度融合的突破口。在工 的中枢;物联网以数据为血液,为工业互联网提供各种有 发展都将呈现出智能化的发展趋势,企业需要不断提高技术能力, 加强与各产业生态的深度合作,以应对市场变化,推动产业的数字化转型,实现更强的竞争力和发展动力
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作者简介:黄学团(1986 年3 月),男,汉族高级工程师,大学本科,学士学位,专业教师。主要研究方向为智能控制技术,有多年智能制造行业大型企业从业经验。
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