1、中国移动通信研究院马帅 工业迈向数字化、智能化时代,数据成为新的生产要素工业先后经历了蒸汽时代、电气时代和自动化时代,已经迈进以通信和人工智能为代表的数字化、智能化时代,自动化与数字化不断融合,数据成为了新的生产要素,物联网、云计算、大数据、人工智能不断重新定义工业的未来。18世纪60年代19世纪后半期20世纪70年代2013年Individualized个性化“定制化订单”Digital数字化“全连接工厂”Enabling technology使能技术“先进的硬件&软件技术”Autonomous自主性“黑灯工厂”Shared B2B assets资产共享“创新商业服务模式”参考:罗兰贝格咨询
2、公司生态系统:工业自动化、工业物联网和工业4.02 新型工业化是现代化产业体系的基础,中央对制造强国做出重要部署党的二十大报告提出:“建设现代化产业体系,坚持把发展经济的着力点放在实体经济上,推进新型工业化,加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国,推动制造业高端化、智能化、绿色化发展”。2015201620172019201820202021发布中国制造2025,强调信息技术与制造技术深度融合发布智能制造发展规划(2016-2020年)发布国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导建议,工业互联网成为“新工业革命的关键支撑”发布工业互联网发展行动计划(
3、2018-2020年),深入实施工业互联网创新发展战略“工业互联网”被写入2019年政府工作报告国家十四五规划纲要:深度推进制造业数字化转型、智能化升级。加速5G、物联网等新型网络设施规模化部署,开展内外网升级改造工业互联网发展行动计划(2021-2023年)指出要加快工业设备网络化改造、推进企业内网升级、开展企业外网建设2022党的二十大报告:建设现代化产业体系,推进新型工业化,加快建设制造强国,推动制造业高端化、智能化、绿色化发展3 工业互联网体系涵盖两网四层,生产控制对网络可靠性有极致要求工业应用场景分类1工业以太网2工业总线3工业无线占比66%27%7%控制类业务采集类业务连接类业务对
4、时延、可靠性要求高数据并发量高、带宽大时延、可靠性有一定要求工业互联网体系架构包含工厂外网和内网,分成产业层、企业层、边缘层和设备层,设备层的生产控制网络是工业典型应用场景。生产控制网络制式复杂多样,通信需求各异,大部分生产控制应用对网络可靠性、时延、抖动有极致要求。工业互联网体系架构参考工业互联网体系架构,AII工业网络分类HMS Networks工业网络市场份额预测报告20224 5工业总线:协议简单,速率低,可扩展性不强工业总线具有运行稳定、实现简单的特点,可以满足传统行业半自动化生产管理需求,其数据速率较低,支持设备数量有限,上下层系统互通和控制系统间直通存在困难,网络可扩展性不强。基
5、于工业总线的网络架构设备支持数量有限:无法满足快速增长的海量连接需求扩展能力不强:拓扑灵活性不强,难以应对新业务需求运行稳定:稳定性较高,有较强的抗干扰能力配套成熟:深耕工业领域多年,工业应用适配成熟互通困难:难满足上下层系统间、控制系统间的互通需求传输能力有限:速率无法满足现场海量数据传输需求满足工业数字化、智能化新需求存在挑战实现简单:协议栈实现简单PLCPLC生产控制系统PLCPLC生产监控系统安全管理系统组态逻辑设计工业总线工业总线优势工业总线劣势5 6工业以太网:拓扑灵活,带宽大,性能保障好,移动性有限工业以太网带宽大、灵活拓扑、接入数量多,为满足低时延、高可靠工业生产需要,设备制造
6、商对其进行不同程度的改造,主要分成非实时以太网、实时以太网和等时以太网,其改造层级越深,实时性越好,成本越高,兼容性越差。非实时以太网实时以太网无法保障通信质量,互通性较强等时以太网百毫秒级时延十毫秒级时延微秒级时延在应用层与工业应用对接,使用标准 TCP/IP 协议通信使用实时数据传输协议,提升控制数据转发优先级底层采用专有以太网控制器,实现控制数据帧的快速处理实时传输能力显著提升,兼容性下降实时传输能最强,兼容性最差6 7传统工业无线:成本低,应用灵活,性能保障程度不及有线传统工业无线网络可以较好地满足柔性制造对网络提出的灵活部署、随时移动的需求,其成本优势也比较明显;然而其时延、可靠性等