一、對網(wǎng)絡技術(shù)的要求:全連接、高可靠、低時延
泛在互聯(lián)能力:要求網(wǎng)絡能夠連接工廠內(nèi)所有人、機、料、法、環(huán)要素,支持從傳感器到云端的海量異構(gòu)設備接入。
確定性與高可靠:工業(yè)生產(chǎn)控制(如運動控制、PLC)要求網(wǎng)絡時延極低(毫秒級)且穩(wěn)定可靠(99.999%以上),避免數(shù)據(jù)包丟失或抖動。
高帶寬與大連接:為支持機器視覺、數(shù)字孿生、AR/VR等應用,需具備傳輸高清視頻和三維模型的大帶寬能力,并支持海量傳感器并發(fā)連接。
靈活性與移動性:支持AGV、移動機器人、柔性產(chǎn)線的無線漫游和無縫切換,替代傳統(tǒng)復雜有線布線。
對應技術(shù):5G/5G-A、TSN(時間敏感網(wǎng)絡)、工業(yè)PON、Wi-Fi 6/7、邊緣計算網(wǎng)絡。
二、對數(shù)據(jù)技術(shù)的要求:全域融合、實時處理、智能分析
統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型與集成:打破OT(操作技術(shù))、IT(信息技術(shù))、CT(通信技術(shù))之間的數(shù)據(jù)壁壘,建立統(tǒng)一的“數(shù)據(jù)語言”(如OPC UA、語義模型),實現(xiàn)從設備層到企業(yè)層的縱向與橫向數(shù)據(jù)貫通。
實時數(shù)據(jù)處理能力:具備對海量時序數(shù)據(jù)(如設備振動、溫度)進行實時采集、流式計算和邊緣響應的能力,滿足實時監(jiān)控與控制的閉環(huán)需求。
多模態(tài)數(shù)據(jù)融合分析:能融合處理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)庫)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(圖像、音頻、日志)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),通過AI/ML挖掘深層價值。
數(shù)據(jù)治理與質(zhì)量:建立完善的數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理、元數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量控制和全生命周期治理體系,確保數(shù)據(jù)可信、可用、安全。
對應技術(shù):工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、數(shù)據(jù)中臺、時序數(shù)據(jù)庫、流處理引擎(如Flink)、數(shù)據(jù)湖倉、AIoT平臺。
三、對計算技術(shù)的要求:云邊端協(xié)同、算力泛在化
分布式算力架構(gòu):
云端:負責大數(shù)據(jù)存儲、全局優(yōu)化、模型訓練和跨工廠協(xié)同。
邊緣端:部署在車間或設備近端,負責實時數(shù)據(jù)處理、本地閉環(huán)控制、低時延響應。
終端:設備本身具備一定的嵌入式智能和預處理能力。
彈性可擴展的算力:能夠根據(jù)生產(chǎn)任務動態(tài)調(diào)度和分配計算資源,滿足突發(fā)性計算需求(如大規(guī)模仿真)。
軟硬件解耦與虛擬化:通過虛擬化、容器化技術(shù),實現(xiàn)計算資源與物理硬件的解耦,提升資源利用率和應用部署靈活性。
對應技術(shù):云計算、邊緣計算、霧計算、容器(Docker/K8s)、虛擬化、異構(gòu)計算(CPU/GPU/FPGA)。
四、對應用與平臺技術(shù)的要求:敏捷開發(fā)、微服務、模型驅(qū)動
平臺化與微服務架構(gòu):基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(如PaaS),將傳統(tǒng)大型工業(yè)軟件解耦為可復用、可獨立部署的微服務(如預測性維護微服務、排產(chǎn)優(yōu)化微服務),實現(xiàn)快速迭代和靈活組合。
低代碼/模型驅(qū)動開發(fā):為工程師提供圖形化、低代碼的開發(fā)工具,降低工業(yè)APP開發(fā)門檻,加速創(chuàng)新應用落地。
數(shù)字孿生與仿真:要求IT系統(tǒng)能夠構(gòu)建高保真、全生命周期的數(shù)字孿生體,實現(xiàn)物理實體與虛擬模型的實時交互、仿真預測與優(yōu)化。
智能決策與自治系統(tǒng):集成AI算法(機器學習、深度學習、強化學習),使系統(tǒng)具備自感知、自決策、自執(zhí)行、自優(yōu)化的能力。
對應技術(shù):工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、微服務架構(gòu)、低代碼開發(fā)平臺、數(shù)字孿生平臺、AI框架與模型庫。
五、對安全技術(shù)的要求:縱深防御、主動免疫
端到端安全體系:覆蓋設備安全、網(wǎng)絡安全、控制安全、應用安全和數(shù)據(jù)安全,建立縱深防御體系。
主動防御與態(tài)勢感知:利用AI進行異常行為檢測、威脅狩獵和自動化響應,實現(xiàn)從被動防護到主動免疫的轉(zhuǎn)變。
零信任與身份管理:在開放互聯(lián)環(huán)境下,貫徹“永不信任,持續(xù)驗證”的零信任原則,對設備、用戶、應用進行精細化的身份認證和訪問控制。
數(shù)據(jù)安全與隱私保護:確保敏感工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)在傳輸、存儲、使用過程中的機密性、完整性和可用性,符合法規(guī)要求。
對應技術(shù):工業(yè)防火墻、安全網(wǎng)關(guān)、加密技術(shù)、零信任網(wǎng)絡架構(gòu)、工業(yè)安全態(tài)勢感知平臺。
六、對運維與架構(gòu)的要求:柔性、開放、可持續(xù)
開放性與互操作性:采用開源技術(shù)和標準化協(xié)議(如OPC UA over TSN),避免廠商鎖定,實現(xiàn)多品牌設備與系統(tǒng)的互聯(lián)互通。
彈性與可擴展性:IT架構(gòu)需支持業(yè)務快速變化和規(guī)模擴展,能夠平滑融入新技術(shù)。
可持續(xù)與綠色IT:數(shù)據(jù)中心和計算設備需考慮能效優(yōu)化,降低智能化制造本身的能耗和碳足跡。
對應技術(shù):開放標準、SOA/微服務架構(gòu)、綠色數(shù)據(jù)中心技術(shù)。
總結(jié):一個核心目標與三大特征
智能化制造對信息技術(shù)的所有要求,*終服務于一個核心目標:構(gòu)建一個能夠支撐制造系統(tǒng)從“自動化”邁向“自主化”的數(shù)字化基座。
這個基座必須具備三大特征:
狀態(tài)感知—實時分析—自主決策—精準執(zhí)行 的閉環(huán)能力。
數(shù)據(jù)驅(qū)動的價值創(chuàng)造 能力,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為洞察、決策和行動。
端到端的集成與協(xié)同 能力,實現(xiàn)從供應鏈到生產(chǎn)再到客戶服務的全價值鏈優(yōu)化。
因此,企業(yè)推進智能化制造,不僅需要引入單項技術(shù),更需從戰(zhàn)略層面規(guī)劃一個融合OT與IT、支撐持續(xù)演進的一體化信息技術(shù)架構(gòu)。這已從技術(shù)選型問題,升維成為決定未來競爭力的核心戰(zhàn)略問題。
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