《《工业物联网》PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《工业物联网》PPT课件（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物联网机遇与挑战工工业物物联网网物联网核心在于“物”，实质在于“控”总体来看，物联网的核心是提高对设备终端动态信息的总体来看，物联网的核心是提高对设备终端动态信息的掌控力，或者对于业务服务流程的自动化改进掌控力，或者对于业务服务流程的自动化改进。信息信息的生产者与消费者均可以是智能化的设备，设备本的生产者与消费者均可以是智能化的设备，设备本身就成为系统的参与者，不再仅是人工管理的执行者，身就成为系统的参与者，不再仅是人工管理的执行者，如此庞大的相对对等的终端群为超系统的存在提供了如此庞大的相对对等的终端群为超系统的存在提供了基基础础，也为工业物联网的引出与发展提供了基础。，也为工业物联网的引出
2、与发展提供了基础。工业物联网是工业自动化发展的必然随着工业技术的进步、市场竞争的加剧，为了提高生产随着工业技术的进步、市场竞争的加剧，为了提高生产效率和产品质量，充分利用资源，减轻劳动强度，适应效率和产品质量，充分利用资源，减轻劳动强度，适应批量生产需要，工业自动化应运而生批量生产需要，工业自动化应运而生。随着随着信息技术（信息技术（ICTICT）的发展）的发展，工业自动化工业自动化突破突破局域网的局域网的限制，将企业信息化系统延伸到互联网，限制，将企业信息化系统延伸到互联网，实现实现了了基于基于互互联网的第五代工业自动化技术联网的第五代工业自动化技术工业物联网工业物联网技术技术。工业物联网概
3、念的提出2012年，GE认为工业物联网是全球工业系统与高级计算、分析、传感技术及互联网的高度融合。它通过智能机器间的连接并最终将人机连接，结合软件和大数据分析，重构全球工业、激发生产率，让世界更快速、更安全、更清洁、更经济。工业物联网，是由机器、设备、集群和网络组成，能够在更深层面和大数据分析、连接能力相结合，从而有效发挥出各机器的潜能，提高生产力。工业物工业物联网发挥的巨大的通信与统筹功能是联网发挥的巨大的通信与统筹功能是 其其巨大的优势巨大的优势为何是工业物联网美国通用电气公司市场研究首席经济学家美国通用电气公司市场研究首席经济学家MarcoMarco认为，工认为，工业物联网将是第三次创新
4、浪潮。业物联网将是第三次创新浪潮。工业物工业物联网革命转折点已来临联网革命转折点已来临工业物工业物联网潜在经济效益巨大联网潜在经济效益巨大工业物工业物联网将对经济产生重大影响联网将对经济产生重大影响工业物工业物联网将提供更多就业机会联网将提供更多就业机会工业物联网革命转折点已来临仪器仪表成本不断下降，从经济角度，大规模的使用传仪器仪表成本不断下降，从经济角度，大规模的使用传感器已经可行，同时与云计算相匹配，从而能够以更低感器已经可行，同时与云计算相匹配，从而能够以更低廉的成本采集、分析更大量的数据，从而产生成本下降廉的成本采集、分析更大量的数据，从而产生成本下降的趋势。的趋势。同时，移动通信革
5、命将强化这种效果，使得信息的共享同时，移动通信革命将强化这种效果，使得信息的共享和分散优化更容易，更经济实惠。和分散优化更容易，更经济实惠。因而，物联网发展已进入加速期。因而，物联网发展已进入加速期。工业物联网潜在经济效益巨大由于前述成本的下降，传感器可以更广泛的用于机器中，由于前述成本的下降，传感器可以更广泛的用于机器中，因而软件分析可以利用海量数据以优化单个机器、机组因而软件分析可以利用海量数据以优化单个机器、机组和网络的性能。和网络的性能。如果能够提高仅仅如果能够提高仅仅1%1%的效率或性能，便可以为不同行业的效率或性能，便可以为不同行业分别带来多达几百亿美元的效益，例如油气领域，可以分
6、别带来多达几百亿美元的效益，例如油气领域，可以节省节省900900亿美元。亿美元。工业物联网将对经济产生重大影响由于前述成本的下降，传感器可以更广泛的用于机器中，由于前述成本的下降，传感器可以更广泛的用于机器中，因而软件分析可以利用海量数据以优化单个机器、机组因而软件分析可以利用海量数据以优化单个机器、机组和网络的性能。和网络的性能。如果能够提高仅仅如果能够提高仅仅1%1%的效率或性能，便可以为不同行业的效率或性能，便可以为不同行业分别带来多达几百亿美元的效益，例如油气领域，可以分别带来多达几百亿美元的效益，例如油气领域，可以节省节省900900亿美元。亿美元。工业物联网将提供更多就业机会由于
7、前述成本的下降，传感器可以更广泛的用于机器中，由于前述成本的下降，传感器可以更广泛的用于机器中，因而软件分析可以利用海量数据以优化单个机器、机组因而软件分析可以利用海量数据以优化单个机器、机组和网络的性能。和网络的性能。如果能够提高仅仅如果能够提高仅仅1%1%的效率或性能，便可以为不同行业的效率或性能，便可以为不同行业分别带来多达几百亿美元的效益，例如油气领域，可以分别带来多达几百亿美元的效益，例如油气领域，可以节省节省900900亿美元。亿美元。工业物联网关键技术已有所突破核心技术三大方面核心技术三大方面实现异构网的连接：万能协议转换技术、域名解析系统实现异构网的连接：万能协议转换技术、域名
8、解析系统防雪崩防雪崩技术、固件技术、安全防护系统技术、固件技术、安全防护系统纳米纳米技术、分布式数据库、云计算技术技术、分布式数据库、云计算技术在在全球科研机构及企业的努力下，这些技术正在走出实验室，投入全球科研机构及企业的努力下，这些技术正在走出实验室，投入应用。应用。可扩展性可扩展性安全性安全性智能化智能化工业物联网在中国的机遇自自0808年的国际金融危机之后，各国纷纷加快对新兴技术和产年的国际金融危机之后，各国纷纷加快对新兴技术和产业发展的布局，把争夺经济、科技制高点作为战略重点。业发展的布局，把争夺经济、科技制高点作为战略重点。中国中国将节能环保产业、新能源产业、新一代信息技术产业、将
9、节能环保产业、新能源产业、新一代信息技术产业、生物产业、高端装备制造业、新材料产业和新能源汽车产业生物产业、高端装备制造业、新材料产业和新能源汽车产业确定为战略性新兴产业。确定为战略性新兴产业。作为新一代信息技术产业的一部分，物联网产业相对其他战作为新一代信息技术产业的一部分，物联网产业相对其他战略性新兴产业前景更为明晰，创新风险最小，更易实现产业略性新兴产业前景更为明晰，创新风险最小，更易实现产业化，而化，而ITIT也始终是影响全球经济最为强大的力量。也始终是影响全球经济最为强大的力量。在在20112011年，智能工业在中国物联网应用领域的市场份额年，智能工业在中国物联网应用领域的市场份额中
10、占比最大，为中占比最大，为20%.20%.工业物联网在中国的机遇中国的工业需求中国工业物联网有万亿级的市场规模，在交通、电力、油气管道、中国工业物联网有万亿级的市场规模，在交通、电力、油气管道、智能电网等方面，需求量均分别达到了千亿级。智能电网等方面，需求量均分别达到了千亿级。工业生产效率亟需提高：粗放到集约，智能工业工业生产效率亟需提高：粗放到集约，智能工业信息化信息化与工业化两化融合的趋势与工业化两化融合的趋势进口进口替代与信息安全的需求：替代与信息安全的需求：目前目前国外企业垄断了中国工业物联网领域，技术进口国外企业垄断了中国工业物联网领域，技术进口替代替代虽虽促进促进着着本土企业的本土
11、企业的发展，但国外企业对诸如智能电网、铁路、油气等国家发展，但国外企业对诸如智能电网、铁路、油气等国家命脉的垄断使中国面临着极大的潜在信息安全威胁，这要求我们必命脉的垄断使中国面临着极大的潜在信息安全威胁，这要求我们必须在工业物联网领域有所突破，用中国企业逐步代替外国企业，这须在工业物联网领域有所突破，用中国企业逐步代替外国企业，这也会促进国内工业物联网领域的发展。也会促进国内工业物联网领域的发展。工业物联网在中国的机遇中国的工业物联网研究国内对于工业物联网的国内对于工业物联网的研究十分研究十分活跃，中科院沈阳自动化研究所牵活跃，中科院沈阳自动化研究所牵头制定了头制定了WIA-PA WIA-P
12、A 标准，使得我国在工业无线标准的领域里占据了标准，使得我国在工业无线标准的领域里占据了一席地一席地位。位。中科院沈阳自动化研究所牵头指定的中科院沈阳自动化研究所牵头指定的WIA-PA WIA-PA 标准，提出了一种标准，提出了一种自组织、自治愈的自组织、自治愈的MESH MESH 路由机制。所谓路由机制。所谓MESH MESH 路由机制，就是指通路由机制，就是指通过自组织的方式将过自组织的方式将Sensor Sensor 节点与节点与Sink Sink 节点相连接，该路由机制保节点相连接，该路由机制保证了链路在失效的情况下自动启用备用链路，从而保证数据传输的证了链路在失效的情况下自动启用备用
13、链路，从而保证数据传输的高可靠性和强稳定性，它兼容了高可靠性和强稳定性，它兼容了IEEE802.15.4 IEEE802.15.4 标准，实现了短程标准，实现了短程的可靠通信。当前，的可靠通信。当前，WIA-PAWIA-PA已应用在石油开采、污水处理、冶金生已应用在石油开采、污水处理、冶金生产等行业。产等行业。 工业物联网的技术逻辑结构及其带来的挑战嵌入式嵌入式大数据大数据高度异构高度异构更高的更高的安全要安全要求求这些关键技术在帮助工业物联网具有其能够成为关键信息产业的同时，也为其接下来的发展提出了很多要求，这些要求也一定程度上成为其挑战。工业物联网作为物联网的一个特殊领域，具有以仪器仪表和
14、专用网络为基础构件向不同方向不断延伸的内部构架，其自身技术因此也带有不同于一般物联网技术的特点。嵌入式将硬件和软件相结合，利用嵌入式微处理器的低能耗、将硬件和软件相结合，利用嵌入式微处理器的低能耗、体积小、集成度高，以及嵌入式软件的高效率、高可靠体积小、集成度高，以及嵌入式软件的高效率、高可靠性等优点，综合人工智能技术，推动工业物联网中智能性等优点，综合人工智能技术，推动工业物联网中智能环境的实现。环境的实现。软件软件的嵌入，也就是工业物联网的固件技术。固件是硬的嵌入，也就是工业物联网的固件技术。固件是硬件设备的灵魂，决定着工业设备的功能及性能。件设备的灵魂，决定着工业设备的功能及性能。高度异
15、构广义工业领域的数据，具备高度异构的特性，尤其是工广义工业领域的数据，具备高度异构的特性，尤其是工业实时数据，相互间的结构差异非常大。业实时数据，相互间的结构差异非常大。各个各个数据库系统的基础操作系统也有异构。数据库系统的基础操作系统也有异构。如何解决物联网中所用的传感器能够与原有设备已应用如何解决物联网中所用的传感器能够与原有设备已应用的传感器相兼容是工业物联网推广所面临的问题之一。的传感器相兼容是工业物联网推广所面临的问题之一。设备兼容关键是标准的统一，当前工业无线的三大标准设备兼容关键是标准的统一，当前工业无线的三大标准HARTHART、ISAISA以及以及WIA-PA WIA-PA
16、均兼容了均兼容了IEEE802.15.4 IEEE802.15.4 无线网络无线网络协议，但是相互之间的兼容性还存在一定问题。协议，但是相互之间的兼容性还存在一定问题。 大数据与传统物联网相比，由于工业物联网涵盖的与传统物联网相比，由于工业物联网涵盖的范围涉及跨范围涉及跨企业、跨行业、跨领域的特点，时期所包含的数据量远企业、跨行业、跨领域的特点，时期所包含的数据量远远大于传统的物联网应用，越来越多的业务部门需要处远大于传统的物联网应用，越来越多的业务部门需要处理海量数据。理海量数据。目前的企业数据多为类型复杂的非结构化数据，根据互目前的企业数据多为类型复杂的非结构化数据，根据互联网数据中心的分析，企业中联网数据中心的分析，企业中80%80%的数据都是非结构化数的数据都是非结构化数据，且这些数据每年都按指数增长据，且这些数据每年都按指数增长60%60%。结构化数据与非结构化数据非结构化非结构化数据与结构化数据的区别在于不方便用二维逻数据与结构化数据的区别在于不方便用二维逻辑表结构来表现，包括文本、图像、音频等。辑表结构来表现，包括文本、图像、音频等。随着非结构化数据的与日俱增，原有的主要
