全球工業互聯網十大最具成長性技術展望（2019-2020年）

工業互聯網

工業互聯網是第四次工業革命的重要基石，在世界范圍已步入發展快車道，正處于面臨重大突破的戰略窗口期，帶來一系列新要素、新市場、新路徑、新形態，孕育著新的成長與變革。為準確把握全球工業互聯網戰略方向，及時跟蹤工業互聯網創新動態及特征態勢，前瞻研判工業互聯網產業化重大布局，有必要圍繞工業互聯網在下一階段最具成長性技術進行分析展望，對產業健康發展、資金有序進入、政策規劃出臺、新興市場開拓等提供具備決策參考價值和實踐指導意義的智力支撐。

中國工業互聯網研究院依據《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》、《工業互聯網發展行動計劃（2018-2020年）》等相關國家政策，調研走訪了一批在工業互聯網相關技術及產業方面具備領先水平和特色的骨干企業，組織拜訪了來自于著名高校、科研機構的工業互聯網相關領域專家學者，系統梳理了國內外權威智庫和知名戰略咨詢公司的最新報告，提出“全球工業互聯網十大最具成長性技術展望（2019-2020年）”如下：

01

5G網絡切片技術

是指將一個物理網絡切割成多個虛擬網絡，實現對5G網絡數據進行分流管理，并保持每個虛擬網絡間邏輯獨立性的技術，可在不增設網絡架構的基礎上，為多元化客戶提供定制化網絡功能服務。針對高清視頻實時傳輸、海量物聯動態示蹤和低時延精密操控等工業互聯網應用場景，該技術可實現將5G網絡虛擬切割為分別具有增強移動帶寬、海量物連和超可靠低時延通信等特性的若干網絡片層，映射滿足不同場景的差異化需求。

圖片來源：下一代移動通信網（NGMN）5G白皮書

02

基于OPC統一架構的時間敏感網絡技術

是指基于OPC統一架構（OPC Unified Architecture, OPC UA），建立支持網絡間互操作的時間敏感機制，突破性實現信息技術（IT）與操作技術（OT）在物理層、數據鏈層、網絡層、傳輸層、會話層、表達層和應用層全面融合的技術。該技術基于國際電工委員會（IEC）和電氣和電子工程師協會（IEEE）國際標準搭建，將可為工業互聯網網絡體系構建提供標準化模塊，是建立從傳感器到云端大帶寬、高同步、廣兼容通訊的關鍵技術。

圖片來源：貝加萊（B&R）網站

www.br-automation.com

03

軟件定義分支技術

是指具有軟件定義廣域網、路由、網絡安全和LAN/WiFi功能集成的集中式平臺管理技術，可高效便捷的將網絡的控制平面與數據轉發平面進行分離，通過集中控制器中的軟件平臺對底層硬件的可編程化控制，實現對網絡資源的柔性調配。在工業互聯網內網建設過程中，該技術可利用網絡虛擬化方式擺脫硬件對網絡功能的限制，以低成本實現高靈活性的網絡資源優化控制。

圖片來源：思科（CISCO）網站

www.cisco.com

04

IP層與光層異構融合技術

是指通過網絡異構策略融合IP承載網（IP層）與光傳送網（光層）優勢資源的技術，可解決因分層規劃和獨立運維導致的IP層與光層網絡資源利用率低，網絡調整困難等問題。憑借對于IP層與光層資源的動態協同能力，該技術將在建設高可靠性、高靈活性、高帶寬利用率、高可維護可管理性的工業互聯網骨干外網過程中體現重要價值。

圖片來源：華為開發者社區

developer.huawei.com

05

基于簽名加密算法的分布式數據庫系統

是指以區塊鏈技術為代表的由數據庫管理系統和數據庫構成的信息邏輯統一、物理節點分立的數據存取技術。憑借去中心化、有限透明、分布的可靠數據庫、自治性、記錄難以更改、準匿名性等特點，該技術有望在工業互聯網數據采集、存儲、解析、交易體系建設中顯著提升數據系統在威脅防護、檢測感知、處置恢復等方面的被動防御和主動防控能力。

圖片來源：騰訊區塊鏈網站

trustsql.qq.com

06

數字對象架構技術

是指由數字對象、存儲器、標識、解析系統和注冊表構成的用于分布式信息存儲、定位和檢索的通用型架構技術。該技術是工業互聯網標識解析體系搭建的關鍵支撐技術，可廣泛應用于數字對象的標識解析管理，實現異主、異地、異構數據信息的智能化采集、識別、關聯，支持連接實體信息的逆向查詢，對推動工業互聯網構建物理對象的互操作空間具有重要意義。

圖片來源：國家研究計劃公司（CNRI）報告

07

自主診斷技術

是指基于模型基礎、數據驅動等預測算法，通過運動、溫度、壓力等物理傳感器獲取參數信息，分析評估設備運行健康情況的技術。該技術在工業互聯網的設備運維場景中具有重要應用價值，可通過對于設備運行參數的算法分析，自動化感知設備疲憊、磨損、腐蝕等運行狀態，智能化提供調控、預警、停機等運維決策，實現延長使用壽命、提高運維效率、減低事故風險。

圖片來源：徐工信息網站

www.xreacloud.com

08

微毫米坐標智能定位技術

是指由空間坐標感知系統和機械操作系統構成，融合機器學習算法迭代優化機械單元空間定位精度和尋跡路徑的技術，是實現工業機器人自主完成鉚接、焊接、組裝、剪裁、物流等機械操作的關鍵。機器學習算法的演進升級將進一步推動該技術彈性滿足工業互聯網在離散行業應用中對于機械操作的高精度定位感知和低時延操控響應的需求。

圖片來源：IEEE Communications Surveys & Tutorials

DOI：10.1109/COMST.2017.2691349

09

云邊融合計算技術

是指建立云層與邊緣層計算過程數據互聯互通，動態調配計算資源，實現云層高通量計算能力和邊緣層高時效計算能力分布協同的技術，可滿足泛在網絡所帶來的指數級數據計算需求和低時延應用場景所提出的毫秒級計算響應需求。憑借柔性分配云邊層計算資源的能力，該技術有望在不拓展硬件設施的基礎上，大幅提高工業互聯網數據的整體處理能力。

圖片來源：阿里云網站

iot.aliyun.com

10

數字紐帶技術

是指在生命周期和價值鏈為數字孿生體提供數據訪問、整合和轉換能力，實現追溯、共享、交互、協同數據信息的技術。該技術是基于數字孿生體構建數字孿生系統的關鍵技術，可推動工業互聯網平臺對零件、設備、生產線、工廠、城市等不同顆粒度數字孿生體的靜態物理坐標復刻建模向行為流程邏輯映射發展，實現虛擬世界對物理世界的描述、預測、診斷、決策。

圖片來源：西門子（Siemens）網站

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