工业互联网平台功能架构
(1)边缘层是基础
边缘层通过对海量设备的连接和深层次的数据采集,以及异构数据的协议转换、边缘处理、云端协同,构建工业互联网平台的数据基础。在工业领域,由于协议和规约不同,不同厂商设备之间的连接存在原生壁垒,成为制约工业互联网发展的重要原因之一,因此,强化协议转换能力成为平台的重要发展方向。例如GE PredixMachine利用OPC UA
5g工业互联网平台方案
工业互联网平台功能架构
(1)边缘层是基础
边缘层通过对海量设备的连接和深层次的数据采集,以及异构数据的协议转换、边缘处理、云端协同,构建工业互联网平台的数据基础。在工业领域,由于协议和规约不同,不同厂商设备之间的连接存在原生壁垒,成为制约工业互联网发展的重要原因之一,因此,强化协议转换能力成为平台的重要发展方向。例如GE PredixMachine利用OPC UA技术实现不同工业网络协议的转换。其次,强化边缘与云端协同能力是另一个重要发展方向。例如ThingWorx平台将云端模型导入边缘设备进行实时分析,并根据反馈数据进一步优化云端模型,实现双向迭代。
(2)平台层是核心
平台层基于通用PaaS叠加大数据处理、工业数据分析、工业微服务等功能,构建可扩展的开放式云操作系统。一是提供工业数据管理能力,将数据科学与工业机理结合,帮助制造企业构建工业数据分析能力,实现数据价值挖掘;二是把技术、知识、经验等资源固化为可移植、可复用的工业微服务组件库,供开发者调用;三是构建应用开发环境,借助微服务组件和工业应用开发工具,帮助用户构建定制化的工业App。
(3)应用层是关键
应用层提供从设计、生产、管理到服务的全流程性业务应用,构建良好的工业App环境,使开发者基于平台数据及微服务功能实现应用。形成满足不同行业、不同场景的工业SaaS和工业App,实现工业互联网平台的价值。
工业物联网应用领域
生产过程工艺优化
工业物联网的泛在感知特性提高了生产线过程检测、实时参数采集、材料消耗监测的能力和水平,通过对数据的分析处理可以实现智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护,提高生产力,降低能源消耗。钢铁企业应用各种传感器和通信网络,在生产过程中实现了对加工产品的宽度、厚度、温度实时监控,提高了产量,优化了生产流程。
生产设备监控管理
利用传感技术对生产设备进行健康监控,可以及时跟踪生产过程中各个工业机器设备的使用情况,通过网络把数据汇聚到设备生产商的数据分析中心进行处理,能有效地进行机器故障诊断、预测,、准确地定位故障原因,提高维护效率,降低维护成本。GEOil&Gas集团在建立了13个面向不同产品的i-Center(综合服务中心),通过传感器和网络对设备进行了在线监测和实时监控,并提供了设备维护和故障诊断的解决方案。
遵循推荐的工业物联网安全实践
某些网络安全目标应该是每个工业物联网安装的一部分。首先,企业必须使用安全的工业物联网设备和系统。物联网团队必须配置设备以防止它们被用作网络攻击的一部分,例如分布式拒绝服务、数据泄露或设备设置的修改。
企业还应建立数据安全控制。他们必须保护由工业物联网技术收集、处理、存储、传输的所有数据的完整性和可用性。部署中缺乏数据完整性和不一致是工业物联网的固有风险。每个实施工业物联网设备的企业都必须具有以下领域的安全功能:
管理和运营安全控制。这些是确保工业物联网部署安全所必需的基于人员的行动。控制措施包括管理设备的选择、开发、实施和维护所需的行动。安全措施必须保护工业物联网数据和设备功能,并管理使用工业物联网设备的劳动力。
技术安全。这些是确保有效的工业物联网安全和保护作为工业物联网系统一部分的技术元素(例如云计算服务或供应链)所必需的基于技术的组件。
物理安全。物理措施和工具可以保护工业物联网设备以及相关服务器、控制器、显示屏、输入和输出设备以及构成工业物联网环境设施的所有硬件。企业必须建立设施和工业物联网设备附近访问控制,仅允许授权使用和访问专有数据,并限制对工业物联网设备和系统控制进行修改的能力。
如果没有针对这三类的安全控制措施,工业物联网设备和系统就不会保证安全。
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