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全球工業互聯網十大最具成長性技術展望(2021-2022年)重磅發布!

2025China.cn   2021年10月25日

  2021年10月18日-19日,2021全球工業互聯網大會成功召開。大會期間《全球工業互聯網十大最具成長性技術展望(2021-2022年)》正式發布。

  當前,工業互聯網已步入發展快車道,正處于重大突破的戰略窗口期。為跟蹤研判全球工業互聯網創新動態及發展態勢,在柴天佑院士的指導下,中國工業互聯網研究院開展工業互聯網技術創新探索,基于研究成果,提出全球工業互聯網十大最具成長性技術展望(2021-2022年):

  1.基于全光連接的工業PON技術

  是指基于ITU-T/IEEE/ETSI的PON標準體系所提出的全光網連接技術。該技術采用開放軟硬件平臺架構、SDN管控模型,可構建抗干擾能力強、傳輸帶寬高、異構協議互轉、網絡安全性高、部署經濟性好的工廠網絡。該技術可應用于企業信息網、工業生產網(包括車間級生產網以及現場級工業閉環控制網絡),促進人工智能、大數據、云計算融合,助力產業數字化轉型升級。

  技術配圖:

圖片來源:《工業光網白皮書》

  2.面向邊緣計算的區塊鏈技術

  是指將區塊鏈的節點部署在邊緣計算節點設備中,邊緣計算提供計算資源與存儲能力,區塊鏈提供安全與可信的環境,進而實現二者協同融合的技術。該技術可在保證多主體間數據安全共享流轉的情況下,解決邊緣側大量節點共存下高傳輸準確性差的問題。該技術可有效解決邊緣節點間相互通信時可能遭受的網絡攻擊問題,提升數據管理、存儲和傳輸的安全性,在工業數據采集、設備控制等領域具有廣泛應用前景。

  技術配圖:

圖片來源:《郵電設計技術》期刊

  3.算力感知網絡技術

  是以網絡技術為基礎,依托新架構、新協議、新度量形成的新型算力感知網絡架構。該技術通過網絡連接分布式的計算節點,進行服務的自動化部署、最優路由和負載均衡。該技術可實現對算網資源的感知、控制和調度,提高網絡和計算資源利用率,滿足企業數字化轉型中泛在連接所需的算力、互聯和協同要求。

  技術配圖:

圖片來源:《中興通訊技術》期刊

  4.基于微服務的邊緣智能協同計算技術

  是指由基于微服務框架的邊緣計算平臺、中心云服務器、邊緣節點構成的協同計算技術。該技術聚焦物端設備間的協作,利用微服務技術提供的負載均衡、配置統一管理等功能形成合理的任務分配優化策略,在邊緣側完成各種工業智能應用計算的同時減輕云服務器到物端設備的算力開銷。該技術可解決單一邊緣節點計算能力與海量數據計算資源需求之間的問題,提高工業互聯網部署的靈活性與可擴展性。

  技術配圖:

圖片來源:《邊緣計算與云計算協同白皮書》

  5.基于數據增強的小樣本學習技術

  是指通過輔助數據或輔助信息,對原有的小樣本數據集進行數據擴充或特征增強,以更強的數據泛化能力降低數據獲取與存儲成本的技術。該技術可依托無標簽數據或者生成帶標簽數據,在原樣本的特征空間中添加便于分類的特征,將數據中隱含的結構性信息進行顯性挖掘。該技術可有效解決工業數據稀疏或終端設備網絡拓撲結構不完整等問題,提升工業數據的價值。

  技術配圖:

圖片來源:《ACM Computing Surveys》期刊

  6.資產管理殼技術

  是為數字孿生建立數據信息互聯、信息內容互通、數據機理模型互操作的管理方法結構。該技術具有數據集成、模型管理、標識解析、工業通訊等功能,能夠實現不同機器設備、不同業務系統數據類型的統一、不同模型間的無縫互操作、不同標識間的鑒別與靈活提取以及不同協議間的信息共享。該技術規定了管理組件的層次、價值流、級別,解決了非標組件的適配和信息失控問題,為統一數字孿生數據信息與模型規范提供了關鍵支撐。

  技術配圖:

圖片來源:德國電子電氣行業協會

  7.云原生大數據平臺架構技術

  是指利用容器化、動態管理、微服務等云原生技術,實現在公有云、私有云和混合云等云化環境下構建和運行彈性可擴展的大數據系統。該技術契合了大數據系統云化過程中求彈性、求擴展的訴求,實現了數據的按需創建、按需擴縮、運維托管。該技術能夠為行業客戶提供快速可復制的大數據處理能力,是解決未來超大規模下的特征工程、計算資源等性能瓶頸問題的重要底座。

  技術配圖:

圖片來源:ArchSummit2021年全球架構師峰會

  8.基于工業互聯網的松耦合組織結構技術

  是指基于發布/訂閱模式,通過適配封裝及多模式服務,實現多源異構系統互聯互通的組織結構。該技術將工業要素進行系統封裝,能處理工業要素的動態加入和退出、管控工業要素和數據交互的狀態。該技術可及時發現數據交互阻塞點,平衡工業要素間的耦合度,滿足系統柔性可配置的應用需求,保障工業互聯系統的穩定運行。

  技術配圖:

圖片來源:《計算機集成制造系統》期刊

  9.基于增強現實的人機交互技術

  是指將人工智能、擴展現實和自動化技術相結合的應用型技術。該技術借助增強現實介質進行設備狀況識別,基于邊緣側算力和云端模型進行信息處理分析,實現現場工人與遠程專家的協同交互,現場設備與設備模型的實時交互。該技術可廣泛應用于工業現場產品監測、遠程運維、作業指導等相關場景中,相較于傳統操作模式具有更高維度、更廣視距、更深沉浸的優勢。

  技術配圖:

圖片來源:《航空制造技術》期刊

  10.面向工業互聯網安全的零信任架構關鍵技術

  是指基于零信任理念,具有以身份為中心、業務安全訪問、持續信任評估、動態風險度量等功能的零信任架構。該技術利用動態認證、訪問授權、密鑰等重新構建信任基礎,消除原有網絡架構中的信任概念,防止數據泄露。該技術可充分考慮已知和未知威脅,結合工業互聯網體系各層需求,在檢測、保護、發現、響應、恢復等各個環節幫助系統建立安全防護能力。

  技術配圖:

圖片來源:《保密科學技術》期刊

  科學技術是第一生產力,工業互聯網技術的不斷創新是推動工業互聯網發展的重要力量。持續跟蹤、研判技術變化趨勢,將為我國工業互聯網創新發展奠定堅實基礎。

  鳴 謝

  柴天佑 中國工程院院士

  劉勇攀 清華大學

  劉 馳 北京理工大學

  盧紹文 東北大學

  郭朝先 中國社會科學院工業經濟研究所

  解 侖 北京科技大學

  高偉東 北京郵電大學

  楊 冬 北京交通大學

  魏 旻 重慶郵電大學

  張 焱 重慶郵電大學

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