工業互聯網企業應用場景研究

張晶晶

摘要：在數字經濟背景下，工業與互聯網深度融合形成的產物是工業互聯網。目前，越來越多的企業開始建設并運用工業互聯網平臺，此平臺已成為各行業的首要發展方向。在這個大數據、人工智能的時代，物聯網、云計算等被廣泛應用，由工業互聯網給出的各種解決企業問題的方案也越來越多，并且逐漸地完善。工業互聯網可實現集流程數字化、流程可視化、決策智能于一體的全開放共享服務制造平臺，構建信息交換、資源共享、能力協同、開放合作的新型制造體系，將有效促進整個行業的改善，對質量提升和轉型升級具有很重要的意義。該文主要分析了工業互聯網的平臺建設內容、應用場景和實現途徑。通過平臺建設，可以對公司生產經營全鏈條進行實時管控。

關鍵詞：互聯網金融;會計核算;內控監管

中圖分類號：TP393? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）33-0127-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

如今，互聯網被越來越多的人使用，在這樣的環境背景下，人們的需求也在不斷地發生變化，對于一些生產銷售企業來說，客戶需求的變化較大，致使企業生產模式產生改變。互聯網時代，數字是基礎，來連接各行各業。

在全球數字化浪潮下，工業互聯網對于傳統制造業數字化轉型、贏得數字經濟紅利具有重要意義和推動作用。目前，工業互聯網已涉及原材料、設備、消費品等制造業，實現更大范圍、更高層次、更深層次的發展，形成了多種綜合應用實踐。

目前，越來越多的企業開始建設并運用工業互聯網平臺，此平臺已成為各行業的首要發展方向。隨著我國經濟社會的發展，互聯網技術越來越成熟，在這個大數據、人工智能的時代，物聯網、云計算等被廣泛應用，由工業互聯網給出的各種解決企業問題的方案也越來越多，并且逐漸地完善。同時，國家相繼出臺了很多的相關政策文件，為工業互聯網的發展奠定了基礎，也帶來了機遇。

當前的市場競爭是非常激烈的，企業要想進一步發展，就要進行數字化轉型，打破常規，建設工業互聯網平臺，結合這個平臺，讓企業有序地經營，生產環節也越來越流暢。工業互聯網是需要把人、數據和機器三個方面連接起來，運用新一代的信息技術，與制造業相結合，使兩者融合，建立新的產業體系：首先，將生產經營過程透明;其次，生產經營計劃可以隨著內外部的影響因素的變化而變化，不墨守成規，要隨機應變;最后，當生產經營出現了不可預估的問題時，能夠給出方案并及時解決。

1 工業互聯網概述

1.1 工業互聯網的定義

工業互聯網是實現人、機、物全面互聯的新型網絡基礎設施，它是制造業新生態競爭的核心，是智能發展的新興商業和應用模式。工業互聯網實現了生產各環節過程中的互聯互通，鏈條化生產，優化資源配置，促進產業融合。

工業互聯網并不僅僅是互聯網在工業上的簡單應用，而是具有更豐富的內涵和外延。以網絡為基礎，以平臺為中心，以數據為要素，以安全為保障，它不僅是工業數字化、網絡化、智能化轉型的基礎設施，更是互聯網、大數據、人工智能與實體經濟相融合的應用模式。這也是一個新的業態和產業，將重塑企業形態、供應鏈和產業鏈。

1.2 工業互聯網的構成

工業互聯網由網絡、平臺、數據和安全系統構成。

基礎是網絡系統。工業互聯網網絡系統包括網絡互聯、數據互通、識別分析三部分。網絡互聯，實現元素之間的數據傳輸，典型技術包括傳統工業總線、工業以太網、創新時間敏感網絡（TSN）、確定性網絡、5G等技術。數據互通是通過對數據的標準化描述和統一建模，實現要素間傳遞的信息的相互理解。數據互通涉及數據傳輸、數據語義句法等不同層次。識別分析系統通過為材料、機器、產品等物理資源和流程、軟件、模型、數據等虛擬資源分配識別碼，實現物理實體和虛擬對象的邏輯定位和信息查詢，支持跨企業、跨區域、跨行業的數據共享。

平臺系統是樞紐。工業互聯網平臺體系包括邊緣層、IaaS、PaaS和SaaS四個層次，相當于工業互聯網的“操作系統”。它有四大功能：一是數據聚合，在網絡層面收集多源、異構、海量數據，傳輸到工業互聯網平臺，為深入分析和應用提供基礎;二是建模分析，可以挖掘和分析海量數據，實現數據驅動的科學決策和智能應用;三是知識重用，將行業經驗知識轉化為平臺模型庫、知識庫、二次開發和網絡反復調用，加速共性能力的沉淀和普及;四是應用創新，為研發設計、設備管理、企業運營、資源調度等場景提供各類工業APP和云化軟件，幫助公司提高質量和效率。

數據系統是要素。工業互聯網數據具有三個特點：一是重要性，數據是數字化、網絡化和智能化的基礎，沒有數據的收集、流通、聚合、計算、分析，各種新模式都是被動的水，數字化轉型就變成了無根之樹。二是專業性，工業互聯網數據的價值在于分析和利用，分析利用的方法必須依靠行業知識和產業機制。制造業有千千萬萬個行業，千差萬別，每個模型和算法都需要長期的積累和專業的團隊不斷地挖掘，才能最大限度地發揮數據的價值。三是復雜性，工業互聯網使用的數據來自“研、產、供、銷、服務”的各個環節，“人機物法”的要素，以及ERP、MES、PLC等各種系統，規模和復雜性遠遠超過消費者互聯網，并且其數據采集難度大，格式差異較大，數據分析較為復雜。

安全系統是保障。工業互聯網安全系統涉及設備、控制、網絡、平臺、工業APP、數據等網絡安全問題，其核心任務是通過監測預警、應急響應、檢測評估、功能測試，保障工業互聯網健康有序發展。工業互聯網安全具有以下三個特點：一是覆蓋面廣，工業互聯網打破了傳統行業相對封閉可信的環境，網絡攻擊可以直達生產前線，針對聯網設備的爆炸式增長和工業互聯網平臺的廣泛應用，可以不斷地擴大網絡攻擊面。二是影響大，工業互聯網涵蓋制造業、能源等實體經濟領域，一旦發生網絡攻擊或破壞事件，將會對其產生嚴重的影響。三是企業保障基礎薄弱，目前，我國大部分工業企業的安全意識薄弱，整體安全防護能力不足，有待進一步提高。

2 工業互聯網平臺建設內容

工業互聯網是以數字為基礎來建設的，應用于智能工廠，搭建物聯網，可以實時監測企業的生產經營，覆蓋面積廣，時效性高，數據準確可靠。

2.1 工業網絡建設

搭建工業互聯網平臺之前，要先搭建適配的網絡基站，覆蓋面積要廣，通過在設備終端植入網絡傳輸模塊，構建一個無線網絡，便于實時通信。然后，在網絡通信的基礎上，接入VPDN，建立移動專網，可以承載關于生產經營的大量數據，以此為基準，打造一個互聯網平臺，可以實現企業的智能化經營。企業建立工業網絡的目的主要是讓企業內網升級改造，可以應用于智能工廠，實現企業各要素的互聯互通，比如：生產設備、儀器與控制管理系統等的連接，數據共享，實時監測企業的生產經營，覆蓋面積廣，時效性高，數據準確可靠。

2.2 無線接入設備

在工業網絡的基礎上，結合邊緣計算技術，分析制造工藝設備的多源異構數據，重點關注一些設備實時數據的采集，比如SPI、印刷機、貼片機、回流焊、生產車間、自動包裝等，在工業互聯網平臺上接入無線網絡，對接MES系統，可以實現各個環節數據分析的綜合應用。

2.3 工業互聯平臺技術架構

工業互聯網平臺主要采用邊緣層、基礎服務層、平臺服務層、應用服務層四層核心技術架構來建設的，可以實現數據的綜合應用。

應用服務層：主要應用于比較典型、重要的場景，當客戶遇到問題時，可以為客戶提供方案來解決問題。

平臺服務層：采用信息技術，包括SpringBoot、SpringCloud等，給客戶提供更細致的方案，小且精致，這個方案包括服務注冊、相關配置中心、全過程實時監控、服務網關等諸多組件，擴展范圍較廣，覆蓋面積廣，時效性高，數據準確可靠。

基礎服務層：該層功能比較強大，連接了許多方面，比如云服務器、云數據庫、搜索引擎等，給客戶提供的計算服務較為精準，并且不固定，安全可靠。

邊緣層：主要是采集自動化設備、人員、產品等各種信息，在此基礎上，與基礎服務層結合，實現不同協議數據的融合，提供大量智能制造系統的信息變量。

2.4 MES系統建設

MES功能較多，應用范圍比較廣泛，可以給企業提供各個環節的追溯、質量監測、報表統計等，數據透明，安全可靠，穩定生產，可以使制造企業協同管理。

2.5 EMS系統建設

EMS系統，在網絡的基礎上，對生產線及設備的數據進行采集，這些數據可以與MES的數據相連接，協同運行，讓設備的月產量及運行情況透明化，安全可靠，數據準確。

3 工業互聯網應用場景

3.1 工業控制

工業控制系統是一個工業自動化系統，可以計算和分析從工業設備和工業傳感器得到的數據，自動控制生產參數與過程，實現了自動化生產，生產效率大大提高，質量也在不斷地上升。工業控制系統覆蓋范圍比較廣泛，有以下三個場景構成：

一是設備內部控制，它是一個閉環控制系統，由傳感器、控制器、執行器和工作對象四部分組成，依靠工業專網，使得通信網絡更加的安全可靠，準確性高，實現了生產數據的安全可靠。

二是線體內控制和設備間控制，線體是指多臺單機設備之間的連接操作，而線體內控制和設備間控制可以控制線體內設備與大量的單機設備，連接專用網絡，實現多臺設備的協同作業，提升生產效率，增加設備交互的靈活性。

三是全車間生產控制，車間有很多條生產線以及功能單元，通過專網，全車間生產控制比較可靠，靈活性高，吞吐量比較多，并且還可以融入其他網絡，讓車間遍布通信網絡，無死角，無盲區，將采集的數據進行處理，可以實現全廠數據共享，統一有效管理。

3.2 基于海量傳感器接入的工廠監控

為提高人才素質，在會計人才培養過程中，鼓勵高校增設互聯網課程，完善會計人才網絡基礎，加大對復合型高素質人才的培養力度。在招聘時，企業需要思路和工作經驗，搭建互聯網大數據共享平臺。

3.3 工業VR/AR

在工業上，VR/AR技術主要是指智能檢測和遠程控制，接入專網，可以讓設備與指揮中心連接，協同共享，數據實時傳輸，及時做出分析，遠程專家佩戴AR眼鏡可以遠程監測、控制與維護設備，提高效率，加快生產。

此外，VR/AR技術也有一定的不足，它有兩個尚未解決的難題：一是計算量比較多，要想計算準確，就要提升VR/AR眼鏡的質量，導致建造成本不斷地升高，甚至需要在云端的VR/AR;二是云端的VR/AR是由大量的數據遷移過來的，因傳輸量大，導致網絡變慢，致使用戶的體驗效果降低，影響客戶的體驗心情。因此，工業VR/AR要有極高的延遲效果，支持無縫切換。

3.4 智能診斷維護

以信息技術為基礎，其中包括大數據、人工智能等，通過知識學習和問題分析來進行智能診斷和維護，實現對設備的監測和預判，在此基礎上提出優化策略，對設備進行維修指導。在設備運行的過程中，如果出現異常，可以及時地獲取相關設備數據，在云端進行網絡數據分析，發現并解決問題，并做出決策結果，從而可以通過專網實現設備的智能診斷和維護。

4 工業互聯網的實現途徑

4.1 開展協同攻關，夯實工業發展基礎

企業可以加強與相關行業企業、科研院所、高校等的合作，協同發展，構建并完善工業互聯網技術產業鏈圖，對協議分析、邊緣計算等技術不足之處協同研究，共同探討解決方法。通過標識分析，可以實現綜合應用，并且促進了工業網絡定制化應用的發展。因此，引導企業安全投入，并加大投入力度，結合工業互聯網平臺，提高企業安全保障。

4.2 自主創新，支撐工業互聯網應用

對于工業互聯網這個新型業態來說，企業要不斷地自主創新，加強硬核技術的研究，比如各級智能裝備、工業軟件、網絡安全等，提升企業的自主知識產權，升級企業系統，建立一個新的技術生態;以工業互聯網基礎，創造“點”“線”“面”為一體的安全體系;加強數字化人才以及高級專業人才的培養力度，相關專業包括云計算、大數據、人工智能、工業數據庫等，綜合培養全方位的人才，跨學科、跨領域，構建全方位支撐體系互聯網發展。

4.3 強化宣傳推廣，營造良好發展生態

行業協會和聯盟是一體的，兩者之間有連接的紐帶，通過舉辦工業互聯網平臺開發者大會、創新大賽等方式來加深這個紐帶作用，使其充分發揮，同時，大力宣傳一些做得很好的案例，積極推廣工業互聯網，讓更多的人或者企業了解并掌握關于工業互聯網平臺的各個方面，加深社會、企業對其的印象，提升知名度，為工業互聯網營造良好的產業發展氛圍。

4.4 培育新興業態，實現工業互聯網可持續發展

在政策、資金和產業的引導作用下，可以開展多層次、多領域的應用示范，促進技術協同、制造協同、全產業鏈協同、行業/領域協同，加快企業發展工業互聯網，能夠融入此生態環境中，以企業鏈為基礎，構建價值網絡，促進其產業鏈快速重塑，培育以工業互聯網為基礎的新興業態，助力我國工業互聯網進入新的發展周期。

5 結束語

工業互聯網可以實現傳統產業轉型升級，推動制造業企業數字化轉型，加快推進制造業多層次智能化轉型，是實現產業鏈整合、降低制造成本、提升制造質量和效率的必要條件。工業互聯網建設是以應用場景為基礎的，結合相關總體發展目標，將多個互聯網技術綜合應用，從有條件的應用點出發，尋求突破，創新生產模式，實現“互聯網+”工業模式。

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