5G+工业互联网平台解决方案

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郎丰利于 2023 年 8 月整理制作，碳排放数字化建设及数字化驾驶舱建设综合解决方案 整理制作：郎丰利 1519 制作时间： 2023 年 睿利而行 整理制作：郎丰利 1519 制作时间： 2023 年 睿利而行 整理制作：郎丰利 1519 制作时间： 2023 年 睿利而行 整理制作：郎丰利 1519 制作时间： 2023 年 睿利而行 整理制作：郎丰利 1519 制作时间： 2023 年 睿利而行 整理制作：郎丰利 1519 制作时间： 2023 年 睿利而行 5G+ 工业互联网平台解决方案 5G+ 工业互联网平台 工业互联网的内涵和意义 工业互联网的构成要素：三个核心要素 工业互联网平台的功能结构 工业互联网平台的产业生态 工业互联网平台的四类应用场景 全球工业互联网平台应用场景分布 工业互联网平台的部署实施框架 工业互联网 APP 工业互联网的技术体系 工业互联网平台的几点发展趋势 工业互联网平台 工业互联网平台数据地图展示 工业互联网 APP 惠普解决方案 “ 新基建”与 5G 技术 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16~19 20~22 15 1 2~5 工业互联网的内涵和意义 制造企业 制造资源高效配置 工业互联网 平台 工业资源 业务应用 创新应用 在新一代信息技术与制造技术深度 融合的背景下，在工业数字化、网 络化、智能化转型需求带动下，以 泛在连接、全面感知、智能优化、 安全稳固为特征的工业互联网应运 而生。 工业互联网作为全新工业生态、关 键基础设施和新型应用模式，通过 人、机、物的全面互联，实现全要 素、全产业链、全价值链的全面连 接。 支撑企业业务科学决策，提升制造 资源配置效率，对我国数字化转型 升级，推动制造业高质量发展，提 高国际影响力具有战略意义 数据储存 设备接入 边缘计算 数据分析 数据建模 工业服务 工业设备 工业产品 网络 数据管理 * 决策优化 描述、诊断、 预测、指导 数字模型 工业模型、数 据模型 感知控制 信息采集、指 令执行 网络 数据互通 标识解析 网络互联 完整性 可用性 可靠性 ② 建平台 应用层、 PaaS 层、边缘层 工业互联网的构成要素：三个核心要素 * 交互 操作 信息 模型 应用 层通 信 服务 APP 标识数 据处理 标识数 据建模 标识 注册 标识 解析 数据互通 标识解析 端到端数据传输 资源管理 网络互联 业务应用 网络控制 网络管理 工业实时数据转发 工业非实时数据转发 有线接入 无线接入 物理资产 安全 隐私保护 保密性 工业互联网网络 ① 数据采集与处理 ( 物理资产 ) ③ 企业与产业应用： 制造业、能源、医疗、交通 ... 工业互联网的构成要素：三个核心要素 * 应用二次开发与集成 开发者社区 应用商店 工业创新应用 工业应用开发环境 人机交互支持 工业模型管理与服务 工业数字化工具 应用层 PaaS 层 工业数据管理与服务 通用 PaaS 平台资源部署与管理 业务应用 工业数据接入 协议解析 边缘智能分析 边缘应用部署与管理 数据预处理 物理资产 工业互联网平台 边缘层 平台间集成框架 决策优化 描述、诊断、 预测、指导 数字模型 工业模型、数 据模型 感知控制 信息采集、指 令执行 网络 数据互通 标识解析 网络互联 完整性 可用性 可靠性 ② 建平台 应用层、 PaaS 层、边缘层 安全 隐私保护 保密性 ① 数据采集与处理 ( 物理资产 ) ③ 企业与产业应用： 制造业、能源、医疗、交通 ... 工业互联网的构成要素：三个核心要素 * 用户隐私保护 企业敏感数据保护 通信保密性 信息保密性 P 通信完整性 系统完整性 信息完整性 通信可用性 隐私和数据保护 可用性 系统可用性 信息可用性 可靠性 业务应用 数据分析结论可靠性 人身安全可靠性 设备硬件可靠性 软件功能可靠性 物理资产 工业互联网安全 完整性 保密性 决策优化 描述、诊断、 预测、指导 数字模型 工业模型、数 据模型 感知控制 信息采集、指 令执行 网络 数据互通 标识解析 网络互联 完整性 可用性 可靠性 ② 建平台 应用层、 PaaS 层、边缘层 安全 隐私保护 保密性 ① 数据采集与处理 ( 物理资产 ) ③ 企业与产业应用： 制造业、能源、医疗、交通 ... 整理制作郎丰利 1519 工业互联网的构成要素：三个核心要素 * 安全是保障 平台是 核心 网络是 基础 工业互联网的三个核心要素 决策优化 描述、诊断、 预测、指导 数字模型 工业模型、数 据模型 感知控制 信息采集、指 令执行 网络 数据互通 标识解析 网络互联 完整性 可用性 可靠性 ② 建平台 应用层、 PaaS 层、边缘层 安全 隐私保护 保密性 ① 数据采集与处理 ( 物理资产 ) ③ 企业与产业应用： 制造业、能源、医疗、交通 ... 工业互联网平台的功能结构：分层式结构 * 设计 APP 生产 APP 管理 APP 应用层 ( 工业 SaaS) 向下接入工业设备，通过异构数 据的协议转换与边缘处理，实现 数据的采集与处理，构建工业互 联网平台的数据基础 边缘层是基础 基于通用 PaaS 叠加大数据处理、 工业数据分析、工业微服务等创 新功能，将工业机理沉淀为模型， 实现数据的深度分析，为 SaaS 层提供开发环境，是平台核心能 力的集中体现 平台层是核心 形成满足不同行业、不同场景 的工业 SaaS 和工业 APP ，形 成工业互联网平台的最终价值 应用层是关键 服务 APP 设备状 态分析 供应链 分析 能耗分 析优化 ... 业务运行 应用创新 应用开发 ( 开发工具、微服务框架 ) 工业数据建模和分析 （机理建模、机器学习、可视化 ) 平台层 ( 工业 PaaS) 工业大数据系统 ( 工业数据清洗、管理、分析、可视化等 ) 设备管理 资源管理 运维管理 故障恢复 通用 PaaS 平台资源部署和管理 消费者 供应链 协作企业 开发者 工业微服务组件库 ( 工业知识组件、算法组件、原理模型组 件 ) 工 业 安 全 防 护 IaaS 层 云基础设施 ( 服务器、存储、网络、虚拟化 ) 设备接入 协议解析 边缘数据处理 边缘层 工业互联网平台的产业生态：两类应用主体、四类平台企业、五类支撑主体共筑 平台产业体系 * 应用层 工业 SaaS 平台层 工业 PaaS IaaS 层 边缘层 SAS 数据 分析 Tableau PFN IBM Oracle 数据 管理 Splunk EMC Apache 亚马逊 云计算 微软 Pivotal 红帽 ... ... ... Kepware 数据采集与集成 博世 IBM NI 华为 网络与边缘计算 英特尔 博世 思科 ... ... GE 装配与自动化 ABB 施耐德 西门子 华为 ICT 企业 微软 IBM 阿里云 ... ... PTC 软件企业 Oracle 用友 SAP 三一重工 制造企业 航天科工 海尔 树根互联 ... ... 富士康 垂直领域用户 宝马 富士通 奔驰 Webalo 第三方开发者 SaS decisyon NEC ... ... 两类应用 主体 四类平台 企业 五类支撑 主体 工业互联网平台的四类应用场景：生产现场 -- 企业内部 -- 企业与企业之间 * 协作企业 监测传感器 用户 产品 生产环境 操作人员 物料 设备 传统设备 外部网关 传感器件 智能模块 SCADA 传统工业 工业互联网 数据网关 MES CAX ERP PLM SCM ... 远程服务平台 工业数据管理 工业互联网平台 智能终端 互联网 协同平台 交互平台 工业互联网平台 共享平台 生 产 现 场 工 厂 内 部 厂 外 ① 面向工业现场的生产过程优化 - 制造工艺优化 - 生产流程优化 - 生产质量优化 - 设备运行优化 - 能耗管理优化 ② 面向企业内部业务流程的数字化和智能化 - 研发设计数字化 - 生产管控一体化 - 智能化管理决策 ③ 面向社会化生产的资源优化配置与协同 - 协同设计 - 协同制造 - 制造能力共享交易 - 个性化定制 - 产融结合 ④ 面向产品全生命周期的管理与服务 - 产品溯源 - 产品远程预测性维护 - 产品设计反馈改进 1 2 3 4 1% 2% 4% 9% 2% 4% 7% 5% 8% 5% 7% 8% 5% 33% 数字化工艺设计与制造辅助 数字化设计与仿真验证 金融服务 全流程系统性优化 安全管理 财务人力管理 供应链管理 客户关系管理 生产管理优化 质量管理 能耗与排放管理 生产监控分析 产后服务 设备健康管理 全球工业互联网平台应用场景分布 * 设备管理服务 生产过程管控 企业运营管理 资源配置协同 产品研发设计 制造与工艺管理 设备管理和生产过程管控 是目前的热点应用 工业互联网平台的部署实施框架：公有云服务、私有云部署、边缘部署 * 产业层 企业层 边缘层 智能机器 成套设备 PLC/CNC SCADA/DCS MES CAX ERP PLM SCM 专用设备  高可靠  高安全  高融合 生产现场网络 工业设备 接入 信息系统 接入 协议解析 数据预处 理 边缘应用部署管理 边缘智能应用 工业视觉检测、工艺参数自适应、 AGV 智能调度 ... 边缘 系统 企业网络  高可靠  全覆盖  大宽带 企业 1 企业 2 企业 3 骨干网络  高可靠  低时耗  大宽带 数据模型 产品设计仿真、设备健康管理、 企业能耗优化、个性化定制 ... 企业 平台 应用层 工业模型 数据管理 工业 PaaS 层 本地部署 私有云部署 基础设施层 数据管理 产业 平台 数据模型 资源管理 工业 PaaS 层 公有云服务 IaaS 层 开发者社区 应用二次开发 应用商店 行业解决方案、设计协同、供应商协同、 设备租赁共享、工业金融信贷 ... 应用层 工业模型 工业应用开发 部署运维 工业互联网 APP ：重构工业软件开发、部署与集成方式 * 工业知识 经验 MES SCADA/DCS 传感器与控制设备 现场制造设备 ERP 打开知识黑盒 2 工业互联网平台 1 1 1 1 1 2 2 2 3 2 2 解 构 传 统 工 业 软 件 体 系 1 构建微服务组件库 3 将微服务固化为工业 APP 4 1 1 2 1 2 2 2 2 3 1 2 基 于 平 台 实 现 交 互 集 成 5 设计 APP 管理 APP 分析 APP 工业互联网的技术体系：需要 IT 和 OT 技术的融合 * 融 合 技 术 信 息 技 术 制 造 技 术 交互 & 应用 人机交互技术 ( 可视化、 AR/ VR...) 应用云端协同技术 工业 APP 低代码开发技术 ... 工业 软件 技术 三维设计 技术 仿真验证 技术 流程优化 技术 ... 数字孪生 数据处 理与分 析技术 工业大数据 存储技术 管理技术 治理技术 ... 工业 AI 机器学习 知识图谱 ... 计算 嵌入式计算 边缘计算 云计算 高性能计算 ... 通信 工业总线 & 以太网 TSN Wi-Fi Wi-Fi6 标识技术 5G NB IOT OPC UA SDN... 工业控制技术 执行驱动技术 监控采集技术 安全保护技术 控制 工业视觉 测量技术 传感技术 感知 工业机器人 数控机床 AGV 增材制造 装备 材料 工艺 控制 ... ... ... ... 安全 加密算法 技术 访问控制 技术 保护隐私 技术 入侵检测 技术 数字水印 技术 数字签名 技术 ... 区块 链 5G 、 边 缘 计 算 、 工 业 AI 、 数 字 孪 生 等 成 为 影 响 工 业 互 联 网 后 续 发 展 的 重 点 技 术 工业互联网平台的几点发展趋势 * 工业互联网平台总体还处于发展初期，尽管在国家政策刺激下，各类平台不段涌现， 但平台的业务能力还需不断加强，商业模式也仍需探索 应用是平台价值的最终体现，平台构建可充分借助己有的 IT 技术，关键问题是如何 找到合适的应用。平台将支撑工业经验知识的软件化封装，加速共性业务组件的沉淀 复用，实现低门槛的工业应用创新，并吸引第三方开发者构建创新生态 工业互联网平台将重构传统工业软件的开发、部署与集成方式，平台化架构成为未来 企业数字化系统的共性选择，促使工业软件与平台加速融合，越来越多的工业软件 SaaS 化、 APP 化，并实现基于平台的数据打通集成 未来 5G 应用场景 80% 在工业互联网，短期看， 5G 比较适合优先应用的场景有：  一般工厂 车 间， 5G 用于 AGV 等移动设备  一般工厂 车 间， 5G 用于大规模数据传输和后台实时分析  港口、矿山等面积较大的封闭工业现场， 5G 用于设备远程遥控作业  燃气管道、电力输送线、河流等开放场景，通过 5G 现实远程巡检和监测 围绕腰部企业痛点需求，提供全价值流的工业互联网 APP 惠普解决方案 * 实物流 供应商 仓库 备料区 收货区 生产线 仓库 发货区 客户 ERP SAP... 价值流 产品设计研发 采购及物流 生产制造 售后服务 三维设计 仿真分析 协同设计 信息流 码头管理： 来料端及出货端 厂内物流管理 厂内移动定位监控 物流人员和设施管理 可视化 SCADA 数字化生产监控 设备监控 安灯 精益现场管理系统 智能设备维护管理 厂内原材料管理 能源管理 产品追溯与防伪 生产绩效管理。 郎丰利整理制作 精益价值流分析改善、价值流程图系统、数采及互联 智能手套 针对设备维修流程建立智 能设备维修管理系统 SaaS 软件，改变传统保修流程， 提供全过程信息透明化服 务，管理维修人员、备品 备件，提供应急维修和计 划检修两种工作模式 工业互联网 APP 惠普解决方案：智能设备维修管理 * 提供设备及资产全生命周期管理、维修排班管理、备品备件管理。作为一种轻量级解决方案，可与 ERP/MES 进行集成。主要功能包括：设备及资产全生命周期、数字化维修业务管理、备件超市及库存管理、 移动 APP 及点巡检管理、 AR 远程诊断套件等 功能说明 用户审批确认 / 评价 / 关闭 故障停机保修 计划性维修 备件维修 项目维修 过程追踪及管理 实时追 踪未响 应 / 进 行 中 / 待 确认的 工单状 态 Where 实时追 踪维修 技术员 的工作 状态 Who 随时查询 设备维修 履历、故 障原因分 析、维修 手册 How 在线查询 备件资料、 库存信息、 在线下单 领备件 What 数据驱动型设 备管理  实时动态安灯看 板  人员效率分析  备件库龄分析  故障树分析  KPI 指标分析  停机损失 & 可用 率  MTTR  MTBF  工单完成率  成本分析  效率分析 工业互联网 APP 惠普解决方案：数字化生产监控 * 基于实时设备连接，针对生产过程不透明，计划达成率、设备利用率、良率等较低的企业应用场景，帮 助客户提高计划达成率，快速甄别生产瓶颈，快速分析产品良率、缺陷类型等质量指标，提高设备可用率和 单台设备产值，降低设备故障率，提升设备稳定性 针对生产过程中的订单执 行、设备运行、质量情况 等数据进行实时采集和处 理，并提供图形化的数据 实时展示，实现生产过程 的透明化，帮助用户了解 生产现场的运行情况，协 助企业管理人员做好生产 管理的及时监管，为精益 生产提供数据支持 功能说明 华为云 本地数据 采集服务器 智能装置 E-Mail 报警 现场操作 客户端 实验室 客户端 管理 客户端 工业互联网 APP 惠普解决方案：精益生产电子看板 * 针对中小型离散企业，缺乏信息化手段对现场任务执行进行有效管理；同时对现场任务、产能、 OEE 等数据统计分析困难、数据不能共享，现场任务执行状态难以监控等痛点。通过生产电子看板系统，可以实 现生产执行可视化展示，绩效分析可视化展示，现场会议管理可视化展示 通过生产电子看板系统， 可以将生产执行可视化展 示，跟踪生产任务执行情 况 生产电子看板系统对车间 任务执行数据进行分析， 为管理者提供小时产量、 OEE 及其损失分析 生产电子看板系统对现场 会议进行管理，展示会议 决议和参会提醒，统计到 会情况 功能说明 产线信息情况 小时产量表 会议信息 年度 OEE 表 月度 OEE 表 天 OEE 表 车间电子看板系统 “ 新基建”的三个层面及三大网络体系 * 数字基建 传统设施的信息化改造，交 通运输短板，能源行业短板 以及新旧动能转换 以数字化为核心 的全新基础设施 由数字基础引发的全新配套 设施 ( 新能源、新材料及其 应用领域、无人化配套设施 ) 5G 、大数据、人工 智能、工业互联网、 云计算等 经过数字化改造的传统 基建及其新型细分领域 从基建行业的领域进行划分，有三类，信息建 设将与交通建设和能源建设深度融合 新基建的七大领域不在一个层次，根据数字化 程度可以划分为三个领域，相互补充 5G 基建 城际高铁轨道交通 特高压 新能源车充电桩 新基建 工业互联网 大数据中心 人工智能 5G 做为“新基建”排头兵，将大大提升移动互联网体验，并使能垂直行业 * 万物互联 万物感 知 万物智能 通过数字基建 & 传统基建数字化，将带 来产业数字化巨大机会 无处不在的联接 融合共享的数据 无所不及的智能  联接人、物、车，联接万物  物联网、工业互联网、产业互 联网  5G 、 F5G 、 Wi- Fi6 、 IP+ 光 ...  多样终端、异构数据融合  跨系统、多类型数据分析  实时数据处理、区块链  算力、算法、异构计算  全栈全场景 AI  人 / 机 / 物融合感知、洞 察、决策 未来十年， 5G 将改变整个社会 * 万物互联 万物感 知 万物智能 R15 R16 及 以后 让人的移动互联网体验有质的提升 承担起促进行业数字化的历史使命 说明：新一代 5G 移动通信标准主要分为 R15 、 R16 两个阶段 5G+