工业网络连接与可视性

① 工业互联网有哪些特性

可以参考 SAP提出工业互联网及工业4.0前沿研究报告https://www.sap.cn/procts/supply-chain-management/instry-4-0.html，工业互联网的特性

1、安全

安全是工业互联网平台的核心，既要保护所有的物联网端点免受外部网络攻击，又要应对源自组织内部的潜在恶意活动。

2、连接性

必须快速安全地配置每个工业物联网设备，并管理其生命周期的所有阶段，包括在按需配置、注册、激活、挂起、未挂起、删除和重置设备时对其进行跟踪与授权。

3、集成

集成是工业互联网面临的最大挑战之一。工业互联网平台允许物联网设备无缝而安全地与不同的企业应用软件、云服务、移动APP和传统系统连接并共享信息。

4、识别

工业互联网平台能够为最广泛的物联网设备提供支持。无论在工业物联网架构中的任何地方，都能够自动感知物联网设备的存在，以建立安全连接，并可以快速地建立设备凭证，或在需要时将其自动分配。

5、分析

物联网设备极大地增加了组织内的数据量，工业物联网分析应该是工业互联网平台最强大的功能之一。它能够将工业物联网数据进行适当的可视化和分析，并从中提出切实可行的见解，用于改进数据驱动型决策。

工业互联网不单是实现平台之间数据的交换和集成，还要进一步实现平台之间业务流程的集成。SAP思爱普在国内推出的RISE with SAP，正是这样一个业务流程智能化工具，以帮助企业平台之间做流程集成。

② 工业网络是什么

业网络简介
具体有以下三种类型:

(1)专用、封闭型工业网络:该网络规范是由各公司自行研制，往往是针对某一特定应用领域而设，效率也是最高。但在相互连接时就显得各项指标参差不齐，推广与维护都难以协调。专用型工业网络有三个发展方向:①走向封闭系统，以保证市场占有率。②走向开放型，使它成为标准。③设计专用的Gateway与开放型网络连接。

(2)开放型工业网络:除了一些较简单的标准是无条件开放外，大部分是有条件开放，或仅对成员开放。生产商必须成为该组织的成员，产品需经过该组织的测试、认证，方可在该工业网络系统中使用。

(3)标准工业网络:符合国际标准IEC61158、IEC62026、ISO11519或欧洲标准EN50170的工业网络，它们都会遵循ISO/OSI7层参考模型。工业网络大都只使用物理层、数据链路层和应用层。一般工业网络的制定是根据现有的通信界面，或是自己设计通信IC，然后再依据应用领域设定数据传输格式。例如，DeviceNet的物理层与数据链路层是以CANbus为基础，再增加适用于一般I/O点应用的应用层规范。

目前IEC61158认可的八种工业现场总线标准分别是:Fieldbus Type1、Profibus、ControlNet、P-NET、Foundation Fieldbus、SwiftNet、WorldFIP和Interbus。

工业网络的特点
网络技术的产生对工业控制来说有以下优点:(1)安装布线方便;(2)模块化;(3)易于诊断;(4)自我建构;(5)企业化管理。虽然工业控制网络有这些优点，但实际上工业控制网络的进展却远不及商业网络，主要原因有二:(1)工业网络标准太多。各厂商从自身利益考虑会极力推行自己的网络标准。不同的网络协议针对特定的应用领域，因而具有各自的特点，各有其存在的环境和价值。而且新的协议还在不断产生，这样用户往往无所适从，担心一旦选用了一种协议后，会被某些厂商钳制。(2)网络化所必须增加的成本对用户来讲往往是一项沉重的负担。所以直到现在，具有网络接口的元件还很少，运动控制器也是如此。

③ 企业为什么都想构建工业互联网，对企业发展有什么助益

以苏州宝丽迪为例，企业在信息化落地之前，经营管理以线下方式为主。通过微信群进行业务沟通，通过纸质表单进行设备点检、维修、保养等造作，无设备预知管理。生产、质量、库存数据无法实施获取融合分析。能源管理无监测系统，存在能源浪费。现有信息化系统之间存在信息孤岛，业务数据未打通共享。
通过蓝卓supOS工业互联网平台集成了中控在数据采集和自动控制的优势，打通业务数据壁垒，实现首芦桥数据在各应用系统如ERP、PLM、MES、WMS、SCADA等的高效流通，通过supOS平台能力，提高数据的及时性和价值，通过数字化支撑管理决策。
supOS同时也满足工业生产现场的自动化智能化建设要求，依靠supOS-Collector数据采集和计算能力，保证工业哗基现场的人机交互、设备之间的交互以及设备和管理子系统的交互，提高产线和工厂的智能化水平。
另一方面，通过设备数据采集，实时展示设备运行状态、设备告警状态、深度感知设备参数现况，借助边缘计算实现设备者猛自动反向控制，减少设备运营人力，提高设备综合效率。

④ 工业网络的工业网络的架构

现有的工业控制网络可以根据其应用场合的不同分为以下几种[1]：
(1)SensorBus：低阶网络，通常用来连接低阶的传感器、执行器等现场设备，传输数据量最少，例如AS-i、Interbus-S。
(2)DeviceBus：它界定的范围最广，只要是能对网络化设备提供通信或诊断功能的都属于这种类型。例如CANOpen、DeviceNet、LonWorks、Profibus-DP。
(3)FieldBus：通常是架构在Devicebus之上，用来传输大批量的数据，但传输速度较慢。有的也提供一些设备终端控制的功能，例如WorldFIP、Foundation Fieldbus、Profibus-PA。
(4)ControlBus：提供高阶控制设备(例如PLC，CNC)间的对等网络通信(Peer-to-Peer)，例如ControlNet。
(5)EnterpriseNet：企业的骨干网络，一般为Ethernet TCP/IP。
这五类网络的连接方式是，先将同一类型的网络串接起来，然后再把不同类型的网络通过Gateway连接起来。

⑤ 工业以太网与普通以太网的联系与区别

一、指代不同

1、工业以太网：是基于IEEE 802.3(Ethernet)的强大的区域和单元网络。提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。

2、普通以太网：是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。

二、原理不同

1、工业以太网：为了能满足工控网络实时性强的特点，RapidRing孕育而生。这是在工业以太网网络中使用环网提供高速冗余的一种技术。可以使网络在中断后300ms之内自行恢复。并可以通过工业以太网交换机的出错继电连接、状态显示灯和SNMP设置等方法来提醒用户出现的断网现象。

2、普通以太网：使用1-坚持CSMA/CD算法，即当站有帧要发送时要侦听介质，一旦介质变为空闲便立即发送。发送的同时监测信道上是否有冲突。如果有冲突，则立即终止传输，并发出一个短冲突加强信号，再等待一段随机时间后重发。

三、特点不同

1、工业以太网：具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点，已成为最受欢迎的通信网络之一。

2、普通以太网：应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。

⑥ 工业网络的种类及其优缺点

工业网络在自动控制系统中的应用常有以下几种形式：分布式控制系统DCS(Distr~uted ControlSystem)、现场总线控制系统FC(Fieldbus ControlSystem)及工业以太网(Instrial F_．themet)，它们构成当今工业控制的主流，同时Intemet及Web技术的发展，促进工业控制系统向Web自动化的趋势发展。(1)DCS系统又称集散控制系统，是一种稳定、可靠、安全的工业控制方式，目前广泛应用于国内各种工业控制现场。其基本思想是分散控制、集中管理，典型结构是上、下位机系统及其通信网络，上位机称为操作站，下位机称为控制站。操作站处于信息监控层，实现控制系统的控制操作、过程状态及报警状态显示、历史数据的收集和各种趋势的显示及报表生成与打印；控制站处于现场控制层，是对现场物理信号(包括模拟及开关信号)进行实时采集并进行数据处理、控制运算，并将结果传送到上位机；系统的网络负责各控制站之间、操作站与控制站之间以及操作站之间的数据通信和联络。(2)FCS系统产生于2O世纪8O年代，是在DCS基础上发展起来的，在智能现场设备、自动化系统之间提供了一个全数字化的、双向的、多节点的通信链路。FCS的出现促进了现场设备的数字化和网络化，并且使现场控制的功能更加强大。相对于DCS一对一结构、采用单向信号传输、布线及调试成本高、互操作性相对较差等缺点，FCS最大的特点就是大大减少了布线及由此引起的调试、安装、维护等其它成本，因而获得了广泛应用，发展非常迅速。目前世界上流行的现场总线有Profibus-DP、FF、DeviceNet、Lonworks、Modbus等4O多种。
(3)工业以太网 具有现场总线开放性、互操作性、互换性、可集成性、数字化信号传输等特点，许多专家预测以太网将会成为取代现场总线的一种最
佳选择和最终发展方向。以太网是IEFES02-3所支持的局域网标准，采用带碰撞检测的载波侦听多路访问技术(CSMA／CD)，在办公自动化领域得到了广泛应用。以太网技术应用于实时性要求很高的工业控制领域，关键要采取有效手段避免CSMA／CD中的碰撞。由于以太网通信带宽得到大幅提高，5类双绞线将接收和发送信号分开，并且采用了全双工交换式以太网交换机，以星形拓扑结构为其端口上的每个网络节点提供独立带宽，使连接在同一个交换机上面的不同设备不存在资源争夺，隔离了载波侦听，因此网络通信的实时性得到大大改善，保证了以太网产品能真正应用于工业控制现场。而且以太网技术成熟，连接电缆和接口设备价格相对较低，带宽迅速增长，可以满足现场设备对通信速度增加而原有总线技术不能满足的场合的需求。
(4)Web自动化技术 Intemet网把全世界连成了一个整体，而Web技术引发了信息技术的革命。把Web技术应用到工业控制领域就产生了web自动化。web自动化的基本思想是只要需要，在任何时间和地点都可以对工业现场的数据进行实时访问和控制。web数据采集和控制的基本要求是：必须要有一个能够通过web网络和TCP／IP协议连接监控设备和过程数据的界面，即用户界面层；要有一台能够使所需显示或控制页面通过过程浏览器访问的Web服务器，即运行逻辑层；要有一个处理本地事务(即w曲服务器)和远端系统(即客户端)之间数据接收和存储的数据库服务器，即数据库层。这就是典型的三层结构。第三层(数据库层)第二层(运行逻辑层)第一层(用户界面层)在web模式下可以实现用户界面和运行逻辑的有效分离，用户浏览器仅负责界面的显示，操作者可直接通过浏览器访问web服务器上的各类信息而将运行逻辑迁移至web服务器端；无需对客户端的应用软件进行安装，也无需对客户端的控件进行注册，应用软件的升级很方便，如果应用程序的功能和运行逻辑需要改变，系统维护人员可直接在web服务器上对相应的页面和组件进行修改，用户立即能得到新的功能。
(5)上述控制方式的应用特点 虽然FCS技术具有传统DCS所无法比拟的优越性，但其推广应用也受到诸多因素的制约，DCS并没有也不会随着FCS的发展而马上退出现场过程控制的舞台，这是因为，首先，目前我国控制现场很多设备还不是智能仪表，不能直接与现场总线相连；其次，FCS的价格特别是智能设备比较昂贵，采用FCS的综合价格仍高于DCS；第三，DCS也在不断采用新技术，如与PLC(可编程序控制器)很好地融合、渗透和集成，普遍采用IPC作为其操作站，并且采用人工智能技术等，DCS呈现出向综合化和智能化发展的趋势；第四，FCS标准种类繁多，不同标准的设备相互通讯一
般比较繁琐i第五，在强调安全、可靠第一位的应用场合，更多地是考虑DCS技术的成熟和高可靠性，同时一些专家担心FCS一旦通信线路故障将引整个系统的瘫痪。在电厂辅机系统如化学水处理系统，目前一般仍以DCS为主，在此基础上局部采用FCS技术，组成混合系统，笔者称之为FDCS系统(Fieldbus Distr~uted Control System)。对工业以太网，目前已不仅仅只适用于工业网络控制系统的信息层，而且提供了现场控制级的应用，如SIEMENS公司的PLC提供专用的以太网接口模块，研华科技的新型智能模块中内置了Web服务器，使现场模块具备网页发布功能，通过网页与外界直接交换信息。而web自动化技术的优点是，操作者可在现场之外，不受时间和空间限制，通过浏览器访问web服务器上的各类信息，方便电厂调度、指挥等部门浏览、查询现场数据，或根据权限发布控制命令，实现对现场设备的监控。

希望我的回答对你有帮助

⑦ 三问工业互联网：工业互联网到底是什么

工业互联网 你知道多少

编者按 工业互联网是未来制造业竞争的制高点，正在推动创新模式、生产方式、组织形式和商业范式的深刻变革，推动工业链、产业链、价值链的重塑再造。可以肯定地说，工业互联网必将对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性的变革，对社会生产力、人类历史发展产生深远影响。当今世界，新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，工业互联网作为制造业与互联网深度融合的产物，已经成为新工业革命的关键支撑和智能制造的重要基石。

对工业互联网的意义怎么估计都不过分。但是，工业互联网到底是什么?工业互联网如何改变我们的制造业?中国在世界工业互联网格局中位列何处?针对这些重大问题，本报记者深入采访了业内专家，一起探寻其中的答案。今天起，推出“工业互联网三问”系列报道，敬请关注。

在刚刚闭幕的两会上，“工业互联网”一词高频率地出现在各种讨论中，今年的《政府工作报告》更是特别强调要“发展工业互联网平台”。“工业互联网”已成为继物联网和智能制造之后“火祥没中”起来的又一个热词。那些耳熟能详的大型制造企业更是早早布局，谋求借助工业互联网重塑核心竞争力。

到底什么是工业互联网?“通俗地说，工业互联网是实现人、机、物全面互联的新型网络基础设施，形成智能化发展的新兴业态和应用模式。”工信部信息通信管理局副局长刘杰如此解释。

智能制造的基础

谈起物察悔联网和工业互联网的区别，或许容易理解。因为，从字面上看，物联网更强调物与物的“连接”，而工业互联网则要实现人、机、物全面互联。

事实上，物联网、大数据、云计算、人工智能等新技术给制造业带来的红利都离不开工业互联网这个载体。在数据专家、算法专家等专业人才的努力下，许多成熟的互联网公司已经能够将这些新技术移植到工业企业。“工业互联网自身就是信息技术和工业技术深度融合的产物，背后蕴含着强大的推动跨界创新的力量。”刘杰说。

广东万和新电气股份有限公司应用了工业互联网平台后，用人工智能技术在不同制造基地间进行任务协调和过程管控，用大数据技术对每月150万条数据进行采集、归档、分析。借助这个平台，万和新电气整体效率提升30%以上，产品交付周期缩短20%，市场竞争力明显提升。年销售收入由30亿元增长到40亿元，同比增长33%，原材料库存由6700万减少到5200万，同比下降22.3%，取得了明显的经济效益，这就是工业互联网创下的“业绩”。

“大数据、物联网、人工智能等新技术都是工业互联网的支撑手段，如果没有近几年这些新技术的飞跃发展，也就没有全球范围内工业互联网的布局热潮。”工信部赛迪研究院软件所所长潘文说。

那么，工业互联网和智能制造之间是一种什么样的关系呢?事实上，智能制造的实现主要依托两个基础能力，一个是工业制造技术，另一个就是工业互联网。

前者包括先进装备、先进材料和先进工艺等，是决定制造边界与制造能力的根本;后者包括智能传感控制软硬件、新型工业网络、工业互联网平台等，是充分发挥工业装备、工艺和材料潜能，提高生产效率、优化资源配置效率、创造差异化产品和实现服务增值的关键。

因此，工业互联网被视为智能制造的谨山基础。“我们可以这样理解，智能制造是包括工业互联网、材料、设计、工艺等在内的智能工业生态系统。此前我国智能制造的蓬勃发展，为工业互联网发展打好了网络基础，提供了良好的发展环境。”潘文说。

实现高质量制造

中国第一汽车集团公司在服务化转型过程中曾面临一系列突出问题：一是旧系统无法满足高并发、高频率的接入需求，已经出现严重的性能瓶颈。二是运行10年的系统老旧，难以叠加新的业务，扩展困难。三是不同车型接入不同的业务平台，维护复杂，管理成本高。在应用了工业互联网平台后，不仅实现了对千万级车辆的有效管理，还得到了实时分析大数据处理能力的支撑，以及车队管理、共享租车等多种业务的支持。

显然，工业互联网能够解决中国制造发展中的问题，并推动其高质量发展。工业互联网从生产端入手，能提高供给体系质量和效率，扩大有效和中高端供给，增强供给侧结构对需求变化的适应性，推动我国经济朝着更高质量、更有效率、更加公平、更可持续的方向发展。

“工业互联网的主要作用是，在制造业企业数字化转型中发挥核心支撑作用，有效帮助企业提高生产效率、降低成本。”潘文分析说，一方面，工业互联网能推动传统工业转型升级，让各种资源更加优化配置，提升工业经济效益;另一方面，能加快新兴产业培育，催生智能化生产、网络化协同、服务化延伸、个性化定制的诸多新产业。

工业互联网的概念是美国通用电气公司(GE)于2012年提出的。而GE也认为，即使工业互联网只能让中国的特定行业生产率和能源效率提高1%，它也有潜力让中国的航空、电力、铁路、医疗、石油行业在未来15年节省约240亿美元的成本，到2030年将有潜力为中国经济带来3万亿美元的增长机遇。这将有力推动中国工业生产方式由粗放低效走向绿色精益、产业生态由低端初级走向高端完善，推动全产业链整体跃升。

“我们为什么要发展工业互联网?因为工业互联网能为制造强国建设提供关键支撑，还能极大拓展数字经济发展新空间。”刘杰说。

平台体系是核心

业界流传着一句话，对于工业互联网来说，网络体系是基础，平台体系是核心，安全体系是保障。其中，网络体系和安全体系的意义都很容易理解，但为什么平台体系是核心?

对此，工信部信息化和软件服务业司副司长安筱鹏回答说，工业互联网平台可以说是工业互联网的“操作系统”，因为工业互联网平台连接的人、机、物的数量将远远大于各种单个操作系统所连接的数量，其带来的价值也将远远超过这些操作系统。

“工业互联网平台也是制造业新生态竞争的核心。”安筱鹏解释说，工业互联网平台具有显着的“马太效应”，当其工业APP和用户达到一定规模时，平台将会爆发式增长，形成赢者通吃的竞争局面。工业互联网平台还有显着的“替代效应”，能够极大降低企业信息化部署的成本和难度，推动制造业走向体系重构、动力变革和范式迁移的新阶段。

在中国信息通信研究院总工程师、工业互联网产业联盟秘书长余晓晖看来，我国工业互联网已初步形成三大应用路径，分别是面向企业内部生产率提升的智能工厂，面向企业外部价值链延伸的智能产品、服务和协同，面向开放生态的平台运营即工业互联网平台。前两者国外实践已比较多，而工业互联网平台在全球探索的时间并不长。

工业互联网平台正步入规模化扩张的战略窗口期。我国航天云网、三一、海尔、华为等企业依托自身制造能力和规模优势，已率先推出工业互联网平台服务，并在航空航天、工程机械、钢铁石化等很多领域得到广泛应用。

“工业互联网正催生新的产业体系。”潘文认为，移动互联网平台已经创造了应用开发、应用分发、线上线下等一系列新的产业环节和价值。当前，工业互联网平台在应用创新、产融结合等方面已显现出类似端倪，未来也有望发展成为一个全新的产业体系，促进形成大众创业、万众创新的多层次发展环境。