工业互联网的“三网四层”结构-从人类群体智慧的角度解读工业互联网

工业互联网的“三网四层”结构-从人类群体智慧的角度解读工业互联网

互联和智能,是工业互联网最基本的要求和最重要的特征。工业互联网要使得已有的制造机器、生产设备和机械机组等更加智能(Intelligent),建立开放性的网络平台,让生产过程的各类机器以价值链上的所有环节互联化(Connected),从而达到整个生产与服务的智能化(smart)。

工业互联网的核心就是通过信息网络使原本割裂的工业数据实现流通,从而变成一个“智能网络”。我们可以 概括为“感、联、知、控,四大环节:

首先,复杂多样的工业生产实体智能地识别、感知和采集生产相关数据,即“感”环节;

之后,这些工业数据在互联互通的泛在化网络上进行传输和汇聚,即“联”环节;

再次,对这些网络化的工业大数据进行快速处理和实效分析,即“知”环节;

最后将数据分析所得到的信息形成开放式服务,从而反馈到工业生产,即“控”环节。根据上述特点,我们定义工业互联为三网四层”结构。

工业互联网的“三网四层”结构-从人类群体智慧的角度解读工业互联网
工业互联网“三网四层”结构

从下到上,我们依次来看。

首先是智能感知层。

这是指复杂多样的工业生产实体(如机器、机组、物料以及生产人员等)实现对于自身状态、环境信息和其他实体的识别、感 知和交互协作,从而实现不同生产实体之间的深度协同。这一层是打通物理世界和数字世界的桥梁,是信息物理融合的核心。

第二是网络互联层。

多元联网对象组成的异构复杂网络之间形成彼此互联互通的泛在化网络,使得所有联网対象可以随时随地接入网络,实现信息和数据在不同联网对象、不 同生产环节和不同生产部门之间的高效传输和流通。网络化是第四次工业革命的主要特征,网络互联则是奠定数据和服 务等不同层的关键基础。

第三是数据分析层。

网络化的数据有些在传输过程中被即时处理,更多的则是’汇聚到中心节点后被集中处理。数据 分析层负责工业大数据的存储、处理、建模、挖掘和优化等 方面,为面向工业生产应用的服务提供数据支撑和决策依据。

最后是开放服务层。

基于工业大数据的分析结果形成的决策依据,通过多种面向工业生产应用的开放式、共享型的标准化服务,被工业生产部门调用和实施,反馈到工业生产 的各个环节,从而实现对工业生产的控制和调节,形成工业生产的创新生态体系。

以上四层中,智能感知层往下对接复杂多样的工业生 实体,连接物理世界;开放服务层向上对接工业综合应用. 反馈工业生产。这四层之间既相互独立又彼此补充、相互渗透,各层均离不开网络的支持。

上述四个层次在数据处理和任务执行角度分别对应了 :感’ 联、知、控’,四个坏节,从网络角度出发,形成了实体联网、数据联网和服务联网的三重联网。

首先,实体联网(Networks of Entities)。

不同工业生产实体(不仅仅是机器设备,还包括生产物料和生产人员等)彼此之间形成互联互通的网络,按照特定的通信方式实现彼此之间的交流和协作。

其次,数据联网(Networks of Data)。

来自不同实体和不同生产环节的数据均可以访问和传输,从而也可以汇聚到数据中心。网络化的数据真正形成了工业大数据。

最后,服务联网(Networks of Services)。

面向工业生产 的服务被标准化以后成为开放式的接口,可以被不同生产环 节、不同部门甚至不同企业访问和请求。

很多AI的前沿成就已被应用在一般 的程序中,不过通常没有被称为AI。这 是因为,一旦变得足够有用和普遍,它 就不再被称为AI了。

—Nick Bostrom,瑞士哲学家,牛津大学人类未来学院创始人

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