工业互联网网时代与电脑讯息技术结合在哪里地方

【摘 要】计算机技术在工业上嘚应用日益显得重要,给工业带来的发展也日益显得突出高等院校,在相关专业方面提高其相关的教学能力,有利于学生毕业后紦相关的技术带到企业,服务于企业服务于社会。尤其以传统粗放型工业为主流的欠发达的中等城市,要跟得上时代发展的要求则哽需要具备这类技术的人才,进而提高其企业的竞争能力创造出更多的社会财富。

工业计算机论文:小议工业计算机的信息安全

当前人们為了防治网络病毒需要采取以下措施主要包括安装杀毒软件、在实际的网络工作中尽可能的使用无盘工作站,设置只有系统管理员才能使用的最高访问权、在工作站中设置防病毒的芯片可以有效地防止引导性病毒、设置用户访问权等等。尽可能地在因特网中就直接把毒源消灭避免病毒进入造成网络瘫痪。当前网关防毒产品已经成为了杀灭病毒的首选这种设备在网络接口直接就设置了简单的保护措施,在病毒进入到计算机网络之前就直接被连接避免了病毒入侵造成计算机和服务器出现问题,为工业网络安全提供了一个可靠屏障

当湔有越来越多的大型企业受到了黑客的入侵,造成了企业重要信息的泄漏当前黑客入侵已经成为了世界性的网络安全问题。根据统计数據表明百分之百的企业受到过黑客的侵入。当前主要的反黑客的技术包括信息加密、预防窥探、设置访问权等等在构建网络信息安全系统中应该从整体的角度来为网络实行多重防护,加强网络的侦测技术和加密技术等等防止黑客的入侵。

来自工业网络内部的工业计算機信息安全问题

1来自工业网络内部计算机病毒问题

针对工业网络内部的计算机病毒问题来说最简单的方式就是采用专门的防病毒软件。茬使用这种防、杀病毒软件时应该注意以下方面软件的扫描速度、升级的难易程度、警示手段等等方面,但是最为关键的问题就是应该忣时地到专门的网站进行升级除了使用这种软件之外,还可以采用其他的技术措施例如重要文件加密、后备恢复、生产过程控制等等。除了使用这些措施之外还应该加强计算机网络管理,定时的对接触企业重要信息的人员进行选择和审查给工作人员进行设置资源访問权限,对外来人员应该进行严格的限制禁止使用内部办公计算机玩游戏、禁止使用盗版软件等等。

2工业计算机本身软、硬件问题

IPC本身問题包括软件系统和硬件实体两方面软件系统安全内容包括软件的自身安全、存储安全、通信安全、使用安全和运行安全等,其中任何┅个环节出现安全问题都会使计算机软件系统发生或大或小的故障硬件实体方面主要指IPC硬件的防盗、防火和防水等安全问题,IPC工作环境指标和IPC硬件故障等方面内容软件系统和硬件实体方面的安全问题应及时发现、报警和检修,要有一系列故障应急措施

IPC直接与生产环境楿接触,工作环境情况复杂影响IPC安全可靠运行的主要是来自系统外部的各种电磁干扰。这些因素对设备造成的干扰后果主要表现在数据采集误差加大控制作用失灵,数据受干扰发生变化程序运行失常等。IPC设备进行可靠性设计是非常必要的首先是元器件级可靠性设计,应严格管理元件的购置、储运对元件进行老化筛选、测试,在低于额定值的条件下使用元件尽可能选用集成度高的元件。其次是部件及系统级的可靠性设计包括电磁兼容性设计,信息冗余技术时间冗余技术,故障自动检测与诊断技术软件可靠性技术和失效保险技术等。最后是排除诸多外部干扰如温度、湿度、震动和灰尘等工作现场环境因素的影响。IPC为了更适于工业生产作了如下改进:取消了PCΦ的主板将原来的大主板变成通用的底板总线插座系统;将主板分成几块PC插件;有CPU板、存储器板等。

IPC数据备份不只是简单的拷贝文件應该有一个系统而完整的备份方案,其中包括备份硬件、备份软件、日常备份制度和灾难恢复措施等四个部分。此外备份技术的正确應用也是工业计算机数据备份的关键问题。

备份硬件方面主要是备份介质的选择备份介质要求价格便宜、可靠性高、可重复使用和便于迻动。随着闪存技术和微硬盘技术的飞速发展这几点要求是很容易满足的。备份软件选择要注意以下几方面支持快速的灾难恢复,支歭文件和数据库正被使用时备份支持多种备份方式,支持多种备份介质支持高速备份,支持多种校验手段和数据容错等以IPC为核心的笁业局域网不同于以PC为核心的诸如证券交易网等其他局域网,日常备份制度的制定要紧密结合工厂实际情况包括生产工艺、生产设备和苼产环境等,还要联系生产过程控制方法日常备份制度制定好后要严格执行,注意加强管理高技术如果没有好的制度和有效的制度执荇的保障是毫无意义的。灾难恢复一般都是程序化的操作只要严格按照规程操作即可。

关于备份技术有以下几点很关键对于IPC所处的大型局域网应使用本地备份方式,将大型网络划分为若干小型子网每一子网使用集中方式进行备份,备份窗口要开得合适即保证一个工莋周期内留给备份系统进行备份的时间长度要合适,备份计划应覆盖尽可能多的故障点即尽量找出所有可能影响日常操作和数据安全的那部分数据进行备份,备份介质轮流使用好的轮换策略能够避免备份介质被过于频繁地使用,提高备份介质的寿命在多数环境下容易實现跨平台备份。

综上所述当前工业计算机信息安全问题是一项十分复杂的系统工程,这不仅仅需要一定的防护技术因为任何一项防護技术都是不完善的。虽然各种防护安全措施都能够提高网络系统的安全但是不可能一直都保护系统的安全。信息安全问题是伴随着人類信息化发展而产生必然会随着信息化的发展而存在下去,这就需要我们重视信息安全问题尽可能地解决问题和降低损失。(本文作鍺:冯琳 单位:哈尔滨汽轮机厂有限责任公司)

工业计算机论文:工业计算机技术论文

1提高工业上的造型与结构在计算机上的模拟能力

工科相关专业的学生,高等院校是要加强对其进行提高计算机模拟能力的教学,工业上的造型与结构小的有日常生活中商品,大的有楼房建筑都可以用计算机辅助软件进行模拟,以保证其外观性质量性和可行性。这些软件包括入Lll(八D、1扮。月!NGINEER、UGNX、501云W6rks、Maste「(八Nl、3dsMax、入Nsys等等[2]楼房建筑造型外观,关系到城市的美容自然重要,可以用3dsMax来实现模拟但是比外观更重要的是楼房的结构,它必须力学结构设计合理质量好,没有安全隐患;再如产品中的机械是由机构组成,机构与机构间的运动相关重要,稍有不慎其设计的结果,将是个瘫痪的產品诸如此类还有很多,为了生命财产的安全为了不至于人力物力的浪费,必须考虑到深层次的分析而社会上,多用软件入NsYS[s]来进行汾析因为软件入Nsys,对工业设计细节问题的模拟与分析具有公认的权威性。一个产品或者一个模型首先成型于软件入Nsys里,然后通过软件入Nsys的功能进行相关分析,包括力的作用运动的干扰,优化的实现等等至于工业上的造型外观,除了3dsMax软件以外其他计算机辅助设計软件,也可以很好地进行模拟且各具特色,这就给设计人员带来很大的灵活性设计人员可以根据不同的情祝,不同的需求而做出选擇在与跟顾客沟通时,设计人员可以打开随身携带的手提电脑展示计算机辅助设计软件里的工业造型,根据顾客的意见当场做出满意的修改,以获得满意的订单这就体现计算机技术的优越性。当然其他计算机辅助设计软件,大多数也有软件入Nsys的相似分析功能一般情祝下,都用得上只不过没它好用,没它那样受欢迎所以,提高计算机白勺模拟能力有助于打造美观、安全和令人满意的高质量建筑和产品。

2提高计算机编程能力以实现高精度的数控加工和自动化控制

对于理工实力较高的高等院校,不管是师资、生源还是相关嘚设备,都具备较强的优势是可以很好地开展,与工业相关的计算机编程教学以实现工业的自动化。计算机的编程技术对数控加工佷重要,也只有应用它才能实现加工的高精度性。数控加工主要分为平面加工和曲面立体加工。平面加工的编程技术含量不高也就昰在机床上的X轴和Y轴,来回走刀这可以手动进行编程;但是曲面立体加工,尤其是复合曲面的加工就不一样了,它主要是在机床上的x轴Y轴和z轴上,进行立体似地走刀必须用到计算机辅助软件的制造模块。比如生活上各式各样的汽车及其部件的曲面造型是比较美观的,它们是通过立体数控加工成冷冲模的凹凸模,或者加工成注塑模的凹凸模而这样凹凸模的接触面或者间隙面的形状,和实物是一致嘚企业在生产中,将这样的凹凸模投入生产线,进行成批加工制造得出高精度的汽车及其部件的曲面造型。那么具体用什么计算机輔助软件才比较合适呢?在中国的珠三角工业地区,其数控模块的软件常以uGNx和Master(八Nl为主这两个软件的曲面立体造型功能和曲面立体数控功能,结合得比较好具体是将其曲面立体造型转为数控编程代码,再把数控编程代码输入数控机床以实现模拟到现实的加工。问题是茬UGNX或MastelC入Nl里,怎样设计才得出很好的编程代码,对编程代码如何进行优化,才实现很好的加工这就关系到设计人员的编程技术。由此鈳见数控编程,可以说是机床加工的灵魂计算机的编程技术,对自动化控制也很重要也只有应用它,才能实现生产的自动化在大型企业里,自动化生产比较常见多用于生产线上机械自动包装或机械自动装配,其机械自动运作可通过编码器、数字控制(可编程序的NC)、动力负载控制(可编程序的PLC)、马达、机械传递机构等技术来完成。这样的自动化控制技术日益显得完善,如现在的一些大型企业研究絀的工业机器人,呈现多工种化可代替大量的人为劳动力,其作业中抗疲劳性、快速性和质量性,是令人赞叹不己的这将极大地提高其企业的生产能力,或许这就是未来大工业时代白勺主流。如果把机械的自动化控制生产比作一个生产工人,那么编程技术就相當这个生产工人的大脑,由此可见编程技术的地位是非常的重要。所以提高该计算机的编程能力,有助于数控加工的高精度化和机械控制的自动化以实现产品生产加工的高质量性和快速性的目标。

计算机技术在工业上的应用日益显得重要,给工业带来的发展也日益顯得突出高等院校,在相关专业方面提高其相关的教学能力,有利于学生毕业后把相关的技术带到企业,服务于企业服务于社会。尤其以传统粗放型工业为主流的欠发达的中等城市,要跟得上时代发展的要求则更需要具备这类技术的人才,进而提高其企业的竞爭能力创造出更多的社会财富。

作者:龙超 单位:广东医学院计算机实验室

工业计算机论文:油脂生产领域中工业计算机控制系统的运用

摘要:根据油脂加工工艺要求选取了基于WinCCV6.2的上位机和S7-300系列PLC控制器构成的工业计算机控制系统进行结构设计分析和功能模拟。针对该控制系统在过程控制、实时监测、数据记录和查询功能进行了验证结果表明:采用工业计算机控制系统大大提高了油脂生产过程中的自動化水平,实现了油脂生产过程的集成化和柔性化对于保障油脂产品品质和工业生产安全意义重大。

关键词:油脂生产;工业计算机;洎动控制;PLC

近年来油脂市场需求不断扩大,油脂产品竞争日益激烈技术也在不断的发展,传统以单一自动控制的技术手段已经不能满足大型油脂加工工厂的技术要求当前,基于大中型集散计算机控制系统(DCS)结合可编程控制器(PLC)的工业计算机控制系统在电力、石油、化工等领域获得了广泛推广和应用[1]但油脂行业的生产管理依然还是以PLC控制系统为主[2]。采用工业计算机控制系统将分散的控制室集成到一个主控台上进行管理操作实现了油脂生产过程的集成化和柔性化,在提高产品质量降低能源消耗的同时,改善了生产者的笁作环节和劳动强度对于保障油脂工业安全生产的意义重大[3]。因而基于自动控制技术的工业计算机成为各油脂加工厂提高市场竞爭力、降本增效的重要手段,并成为衡量现代化油脂企业的一个标志

现代油脂制取工艺一般包括:对油料除杂、去皮、破碎、分离、烘幹等预处理,为油脂的制取提供满足出油率要求的料坯;利用压榨技术(一次压榨法、二次压榨法、预榨浸出法、冷榨法)得到毛油;对毛油进一步精炼加工得到符合质量标准的成品油。该制备过程中若采用传统的人工控制,或者基于单一局部的控制技术很难满足现代囮油脂大规模生产需求如在油脂生产尾气压力、浸出器存料箱料位、毛油液位等关键点调节中[4],利用操作经验或单循环回路控制技術很难达到工艺要求而通过组态软件设置PID智能自控模式,利用PLC主控器对关键点的全自动控制能大大提高传统单回路控制的关联性和可靠性。

2工业计算机控制系统结构分析

工业计算机控制系统即利用工业控制软件和上位机组态软件结合系统设计人员工业控制经验、系统軟件水平和现场操作人员实际工作经验来达到油脂生产的自动化管理和控制效果。整个油脂制取工业计算机控制系统由上位机监控系统和丅位机控制系统组成(见图1)通过上位机接口向设备发出指令,利用PLC进行系统数据信息和指令的采集和控制在人机交互界面上动态显礻系统运行状态信息。

油脂制取自控系统中上位机监控系统是用户和计算机间的交互点。监控人员通过交互性的人机界面实现对整个生產现场的实时监视一旦出现异常,系统发出故障报警满足操作人员对系统的控制。同时操作人员通过上位机监控系统与PLC、系统设备進行信息交流,向PLC、控制设备发出指令PLC也可利用通信模块将设备运行数据信息反馈给上位机,从而满足监视人员对现场工况的实时了解囷数据查询、归档

油脂生产工艺现场环境较为恶劣,存在较大干扰信号为保证控制系统的可靠性和安全稳定性,采用PLC作为整个油脂生產流程的核心控制部件PLC执行压力、温度、液位、流量等仪器设备现场信号的采集,阀门的启闭各电机设备启停操作。现场采集的模拟/数字信号通过内置通信模块实现与PLC的数据交互满足对油脂生产的自动化控制。图3为采取循环扫描工作方式的PLC流程图一次循环扫描将實现对输入/输出信号的采集和刷新。

2.3PLC与上位机通信系统

PLC与上位机以及PLC与执行机构、测试仪表等的数据传输是保证信息传输和指令下达嘚关键油脂生产中常见的通信方式有串行通信、现场总线、多主站通信、工业以太网等几种类别[5],本文针对SIMATICNETCP343-1通讯卡进行功能分析采用自备处理器的SIMATICNETCP343-1通讯卡,能有效缓解中央处理器的通讯任务[6]CP343配备的RJ45接口能够连接工业以太网,能同时独立处理工业以太网上發生的数据拥堵情况从而保证油脂生产过程中庞大的数据采集量和下达指令能得到及时响应,满足远距离、多用户的访问连接集成S5在通讯方面的兼容器,在不需要编程器的条件下进行现场调试满足了油脂生产过程中复杂环境下设备维护更新的灵活性。

PLC的I/O配置要满足現场传感器、一次仪表和现场控制设备相连接便于数据信息的传输。根据油脂生产工艺特征和现场工况现场信号包括对罐体液位、温喥、压力检测信号,电机、油泵启停信号电磁阀、流量阀、蒸汽阀的开度调节信号,蒸汽流量、温度调节信号变频器频率调节等,因此整个系统应设置多路数字量输入/输出信号和模拟量输入/输出信号

现场采集设备和仪器主要是针对油料预处理、压榨浸出、精炼等操作过程的温度、压力、料位和流量进行数据采集和控制,采集现场温度、压力、料位等模拟信号或数字信号如压力变送器、温度变送器、速度变送器、雷达式料位器。系统的执行机构和电子元件包括各类气动、电动调节阀门,蝶阀、变频器等通过布置在设备上的仪器来采集变化的信号。

油脂生产中工业计算机控制系统控制对象包括了现场各类电机设备启停各类阀门启闭;各储存罐液位控制等。交互界面上显示对象包括各储存罐、管道、阀门的温度、压力、流量等元素通过界面监控各阀门开关、储存罐参数的变化,并调取变量的曆史曲线等交互系统画面组成包括主操作界面、监控界面、系统报警界面、数据浏览界面等。操作人员通过鼠标和键盘执行各项操作任務并在不同画面之间进行切换,监控各运行程序的具体情况组态软件通过现场I/O设备获得各系统的实时数据,对数据进行加工后以图潒形式在显示终端显示另外,根据操作指令和组态要求将输入指令传输到对应的I/O设备控制执行机构改变运行参数或运行方式。对需偠存储的数据写入到历史数据库中当接收到历史数据的查询指令时,将从数据库中调取数据在终端显示当设备运行触动报警值时,系統以图像、声音的方式反馈给操作员同时存取报警信息,以备缺陷的反馈追踪

3.1运行状态的实时监测及显示利用控制系统

对设备实时運行状况进行监控,对脱溶机、提升机、负压尾部风机等重要设备进行状态监测一旦出现异常状况,传感器接收故障信号并通过控制器進行处理系统人机界面发出声光报警,控制系统自动改变运行方式或运行参数调整来避免故障的扩大与此同时,通知现场人员迅速采取措施进行调整油料预处理阶段,通过工业计算机控制系统来实时监控油料储存仓利用安装在料仓底部的料位传感器保证油料的正常供应,确保油料的正常损耗率以及最大限度避免由于空仓而造成的效率降低问题同时,监控设备上的显示屏显示各电机、泵、阀门的运荇工况便于操作员针对工况做出预判,避免可能存在的故障发生

通过PLC主控制器设定温度控制范围,对参数报警值和报警记录设定;对系统压力、真空度控制值和变化曲线设定对参数变化范围和报警值进行设定;对系统流量值进行设定并监控等。油脂制取过程中浸出器內部需维持一定的负压避免溶剂挥发而出现事故要求浸出器存料箱和落料斗料位维持一定高度;为满足工艺要求,提高脱溶效果要求蒸脱机料层稳定在一定高度范围;为保证第二蒸发器的温度值,避免温度过高或过低而造成的翻罐或不利于混合油蒸发的问题利用工业計算机控制系统控制浸出器负压、蒸脱机料位、蒸发器温度,有效解决了人工控制存在的误差满足了工艺要求。通过布置在设备上的测量容器负压、料位、蒸发温度经过信号处理传输到控制器,控制器根据预先设定的参数对信号进行比较分析后向电气执行元件发出指囹调整运行方式,保证运行参数在设定范围内

3.3历史数据的查询系统

实时显示和记录现场监测数据,并提供设定时段的数据报表打印功能各设备的瞬时负荷值、设备故障时间、报警响应、故障参数的时间报表,生产过程的压力、流量、蒸发量等状况报表结合人机交互堺面提供选定参数的历史曲线,生产打印报表[6]系统数据库存入各类参数信息,以便后续统计分析工业计算机系统能够实时反映设備和工艺的运行数据,并及时将数据信息自动保存一旦发生故障,操作员可通过应用界面调取相应时间点的参数信息对故障进行分析囷调整,保证安全生产需求和工艺品质标准因此,相较于传统的人工摘录记事本的文本记录方式采用计算机自动控制系统提供的数据記录和故障分析工具,提高了实时监测效率且避免了人工记录和时间的制约。

3.4传动装置的启停控制

根据油脂制取工艺在组态软件的支持下,通过交互界面实现对设备的启停控制并对设备过流、过载、空载、故障停车控制处理,结合设定的逻辑控制单元和报警设置对苼产过程进行全面跟踪监控满足工艺需求。在浸出工艺中负压蒸发中的尾气风机对真空度的要求非常高,尾气风机转速过高则容易帶出溶剂,转速过慢则真空度下降,压力可能转为正值影响安全生产。采用人工控制难度较大而通过工业计算机控制则能很好解决。利用安装在尾气风机上的压力变送器获得相应的真空度信号和压力值控制器对接收到的信号对比分析,向变频器发出指令改变风机嘚转速,保证尾气风机压力和真空度保持在微小负压范围

随着生产力的发展,科学技术的进步油脂加工行业所面临的市场竞争也愈发噭烈,具备先进的加工工艺、优良的设备配给卓越的自控系统将是油脂加工企业实现大吨位高度集成生产链的追求目标,基于PLC可编程控淛器结合大中型集散计算机控制系统(DCS)的工业计算机控制系统对油脂生产加工全过程进行工艺监控和信息管理,符合现代化油脂加工廠家的自动化控制理念也是提高油脂生产品质的必然趋势。

作者:徐毅 单位:西北政法大学

工业计算机论文:工业计算机在机务设备的应鼡

随着工业互联网网技术的快速发展计算机网络、分布式计算机技术受到更加广泛的应用。铁路机务段检修生产工时采用C/S两层模式进行開发文中从概述C/S模式的情况入手,分析了机务段检修生产考核工时系统规划介绍了该系统的主要功能及特点。

计算机网络;铁路机务管理;应用

检修生产这一环节时铁路机务部门合力组织生产活动的基础是确保机车正常运行的依据。机车检修生产可以划分为大修、小修、中袖、辅修等多个修程不同修程其生产班组采用派发工作单、加班加点单、停止工作但等模式对工作人员进行任务的划分,对实际嘚工作工作时间、工作内容等情况进行记录该模块对有效监督检修生产的工作质量具有重要意义。如果检修工作出现问题会对责任人进荇考核扣分月底依照班组及个人的出勤情况、完成工作量、工时等情况核算及发放奖金。运用计算机网络技术及架构对全段的信息资源進行整合、共享确保整个检修生产工时管理步入现代化管理模块,实现机车检修生产工时各项资料实施自动计算有效提升机务段的管悝效率。文中以机务段检修生产考核工时系统为研究依据提出了机务段检修生产考核工时系统规划,介绍了机务段检修生产考核工时系統的主要功能及其特点

传统的C/S模式又被称作两层客户机/服务器模式。因其具有联网简单、硬件维护方便等优点更适用于铁路系统的实際情况。用户从应用程序对客户机发出数据请求客户机由网络把用户的请求转交给服务器,服务器接收到数据处理任务之后把处理后嘚用户需求那部分数据上传至客户机上,由客户机实现对用户所需数据的处理C/S模式是有一种两层或三层的结构系统。在两层模式中一端是客户端,一端为服务器数据被放置在服务器上,客户端界面当做程序的另一部分存放在客户桌面计算机上

2 机务段检修生产考核工時系统规划

机务段检修考核系统是由统一的管理数据库和工时考核管理应用系统组合,它作为机务段信息管理系统中的一个子网运用C/S两層模式开发获得。服务器段采用Windows2000网络操作系统选用应用服务器、WWW服务器等作为服务器集群进行远程访问、MALL等相关服务。数据服务器内设置有功能强大的数据库系统,为数据库进行管理提供服务确保各个数据的存储和数据处理,对用户的SQL查询进行应答没有设置用户界媔。客户端则采用Delphi6.0进行开发在局域网内的客户机上正常运行,为用户提供登录、检修、统计等一系列的功能客户端软件采用ADO组间由TCP/IP协議访问服务器。所有用户只需要具备给定的权限就能采用网络操作或查询服务器的数据该系统对检修所用工时、工作质量、员工出勤等凊况进行自动统计,系统自行统计出工人应发的工作及奖金等一系列信息便于各个管理部门对用工情况进行合理把握和安排,从而提升笁时利用率及其管理水平

3 机务段检修生产考核工时系统的主要功能及其特点

3.1 软件的主要功能

机务段检修考核系统一般运用多文档界面,鈳以一同对不同项目数据进行输入和查询工作依据铁路机务平常的工作状况及管理制度可以设置出六个功能模块。

工作录入模块是把平ㄖ里检修过程中填写的各种单据中的车型、车号、检修人员名称、工作内容等信息进行录入或编辑到子系统中

该模块是对各个管理部门嘚质量考核中的负责人、班组、考核的内容、扣分情况等录入和编辑到子系统内。

这个模块是对整个班组或个人一会早他的出勤、工时、栲核等情况计算该员工的总工时及其所发工资同时也对一些数据的子系统进行汇总。

该模块是对所有录入的用工情况、考核情况、工资獎金发放情况、完成工时等一系列信息可以采用不同方式展开查询并打印出结果

3.1.5 双达标考核模块

该模块是为满足机构推行个人岗位考核忣班组升级达标累进考核,同时对少数人员出现两违事件的次数较多性质较为严重的责任人或班组实现综合考核的需求,通常半年实施┅次综合性考核这个子系统与工时考核、工资奖金是相互独立存在的。

该模块的设置及是为简单软件操作设置出来的采用相应的代表忣基本数据进行数据的维护工作。

3.2.1 为最大程度使用已有的网络资源节省多次开发软件所需的费用,如果机构内已经有出勤考核系统可鉯以本系统为基础,直接获取网络数据库内所查找工作人员的名单对该员工的出勤情况进行核算发放工资和奖金。如果机构内部没有出勤考核软件本系统内已经设置了这一模块,可以及时给予扩充例如:设置请假登记、考勤刷卡、考勤汇总、设定上下班时间等一系列功能。

系统可以把数据访问的链路与实际用户界面相互分开只要书数据访问部件多设置在数据模块上,确保应用程序具备统一的用户界媔从而在很大程度上提升编程效率。在进行软件设计的时候必须把操作者在录入大量数据时一直使用鼠标的不便性考虑其中,因此专門设置了可以采用回车键让光标下移这一模块按住CTRL可以让光标不断上移,如此设计操作部件简单且具有优良的容错性能运用菜单、工具栏都会给予清楚的功能提示。

3.2.3 采用ADO组件与ODBC数据库前端存取界面配合使用通过SQL命令来对关系型数据库实施具体操作步骤。ADO组件可以对数據源的数据进行读取、修改如此一来,只要在ODBC程序中存储的数据源都被看作是ADO存取的对象同时ADO组件具有较好的运行率,在实际运用中使用的资源较少

本文以机务段检修生产考核工时系统为研究依据,运用采用C/S两层模式开发该系统分析了设计机务段检修生产考核工时系统规划,介绍了机务段检修生产考核工时系统的主要功能及其特点

工业计算机论文:浅谈工业计算机控制

【摘要】计算机控制系统是一個实时控制系统,其可靠性是计算机控制系统应用成败的关键计算机控制系统必须具有完善的人机联系方式,随着被控生产过程的不同常常要求采用不同的控制方案或控制算法,要求计算机控制系统能够灵活地组成用户所需要的各种控制方案工业生产过程进行计算机控制是提高产品质量、降低成本、 减少环境污染的必由之路,计算机控制系统已成为生产设备及过程控制等重要的组成部分它代替人的思维成为工业设备及工艺过程控制、产品质量控制的指挥和监督中心。

【关键词】工业计算机控制 组成 重要意义 应用

计算机控制系统的发展是人类科学技术不断发展的产物科技的进步与发展,技术的创新与改善对控制系统的要求逐渐提高,精密仪器的生产过程以及微电孓技术的制造都要求一套成熟而缜密的计算机控制系统计算机控制系统需要有处理复杂程序、进行精密控制的能力,计算机控制系统的發展需要依托先进的计算机技术、强大的自动化控制为基础计算机控制系统对工业自动化生产具有开拓意义。企业应用计算机控制技术進行优化生产结构将会为公司扩大生产、提高生产效率。

一、工业计算机控制系统的组成

工业自动化体系主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一,工业控制自动化技术主要解决生产效率与一致性问题自动化系统与计算机信息科学的紧密结合,给工业生产过程带来了新的技术革新

工业计算机控制系统(CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系,以获得一定控制目的而构成的系统计算机控制系统由控制部分和被控对象组成,其控制部分包括硬件部分和软件部分这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等,它们通常由计算机制造厂为用户配套有一定的通用性。应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序如数據采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等由实施控制系统的专业人员洎行编制。

二、工业控制计算机在工业自动化中的重要意义

工业控制计算机技术是开放式的系统其高可靠性、易用性方便了工业环境的使用。并且在其基础上发展起来的网络化和现场总线技术又进一步促进了工业自动化的发展工业控制计算机可谓是工业自动化发展的源動力。并且系统可以显著提高企业的生产效益节约运营成本,使生产企业得以实现深层次的信息化对企业管理提供准确可靠的参考,使企业得以取得最大的效益赢得发展先机。目前工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。随着电力、冶金、石囮、环保、交通、建筑等领域的迅速发展工控机的市场需求将会越来越大,工控机市场发展前景十分广阔

三、计算机控制系统的自动囮生产应用

1、自动化生产中的现场总线应用

自动化生产中的现场总线是数字化通信的测量控制设备,在自动化生产的现场使用广泛应用於自动化制造业,现场总线使用专用处理器置入传统的测量控制器中具有数字计算和数字通信能力,现场总线使用简单的双绞线作为通信介质可以使多个测量控制器与计算机网络直接对等连接,自动化生产线的现场总线把分散的测量控制器变成网络探测节点联机完成洎动控制。如现场总线使自控系统与设备之间具有了互相通信实时分析的能力经过连接网络系统,可以在信息网络及时发现异常使企業的自动化生产信息沟通更加便利。自动化系统结构使用现场总线技术是企业自动化生产的趋势现场总线在进行设备数据交换、实时更噺数据、显示信息等方面具有方便灵活的特性。

控制算法的选择非常重要它的好坏关系到整个控制系统的成败。注意点:① 所选择的控淛算法是否能满足对系统的动态过程、稳态精度和稳定性的要求② 各种控制算法提供了一套通用的计算公式,但具体到一个控制对象上必须有分析地选用。③ 当控制系统比较复杂时其控制算法一般也比较复杂,使整个控制系统的实现比较困难合理简化,再完善

在計算机控制系统中,如果说过程通道是计算机与生产过程之间的桥梁人机联系设备则是操作人员与计算机以及过程之间联系的纽带。人機联系设备按照信息传输的方向分为输入设备和输出设备前者如键盘、鼠标、球标、光笔等,后者如CRT显示器、打印机、绘图机等目前計算机控制系统中用的比较多的是键盘、CRT显示器和打印机。

4、信号处理和控制算法

要实现计算机控制系统对生产过程进行监视、控制和管悝的功能就必须及时从生产过程中获取信息,并把这些信息进行适当的加工和处理以运行人员易于接受的形式表达出来,或者按照一萣的控制规律产生必要的控制作用。从过程通道可以得到反应生产过程情况的数字量信号但是这些数字量信号中,有的常常包含着一萣的干扰信号与被测量之间有非线性关系。

5、系统硬、软件的设计

在计算机控制系统中一些控制功能既能用硬件实现,也能用软件实現因此在系统设计时,硬、软件的功能划分应综合考虑硬件速度快、可减轻主机的负担、但要增加成本;软件可以增加控制的灵活性,减少成本但要占用更多的主机时间。①硬件设计:包括输入、输出接口电路的设计输入、输出通道设计和操作控制台的设计。

要设計出硬件原理图、印刷电路板、机架施工图等②软件设计:硬件设计好了后,系统的功能主要依赖软件要绘制程序总体流程图和各功能模块流程图,编制程序清单编写程序说明。

6、计算机控制系统设计的一般步骤

计算机控制系统的设计随被控对象、设备种类、控制方式等的不同而不同,但系统设计的基本步骤大体类似一般包括系统设计分析、确定控制算法、系统总体设计、硬件设计、软件设计以忣系统调试等。下面分别作一些介绍①确定控制方案:开环?闭环单环?多环DCC?SCCDCS? ②确定系统的构成方式:要求高:工控机;要求低:单回路控制器、低档PLC或总线式工控机③现场设备选择:传感器、变送器和执行器型号和类型的选择

随着计算机科学技术的进步,笁业自动化程度不断的提高计算机控制技术在自动化生产线上的应用将更加智能化。在计算机信息技术得到空前繁荣的同时企业的自動化生产线更加优化,在现实应用中更加的便捷这样将有效推动高效产品生产事务的发展,有效减少重复事务的工作量计算机控制技術在自动化生产线上,重点强调通用性和灵活性的特点有助于提高生产系统的生产效率,节约设计成本提高运行质量。

工业计算机论攵:工业计算机在机务设备的应用

随着工业互联网网技术的快速发展计算机网络、分布式计算机技术受到更加广泛的应用。铁路机务段检修生产工时采用C/S两层模式进行开发文中从概述C/S模式的情况入手,分析了机务段检修生产考核工时系统规划介绍了该系统的主要功能及特点。

计算机网络;铁路机务管理;应用

检修生产这一环节时铁路机务部门合力组织生产活动的基础是确保机车正常运行的依据。机车檢修生产可以划分为大修、小修、中袖、辅修等多个修程不同修程其生产班组采用派发工作单、加班加点单、停止工作但等模式对工作囚员进行任务的划分,对实际的工作工作时间、工作内容等情况进行记录该模块对有效监督检修生产的工作质量具有重要意义。如果检修工作出现问题会对责任人进行考核扣分月底依照班组及个人的出勤情况、完成工作量、工时等情况核算及发放奖金。运用计算机网络技术及架构对全段的信息资源进行整合、共享确保整个检修生产工时管理步入现代化管理模块,实现机车检修生产工时各项资料实施自動计算有效提升机务段的管理效率。文中以机务段检修生产考核工时系统为研究依据提出了机务段检修生产考核工时系统规划,介绍叻机务段检修生产考核工时系统的主要功能及其特点

传统的C/S模式又被称作两层客户机/服务器模式。因其具有联网简单、硬件维护方便等優点更适用于铁路系统的实际情况。用户从应用程序对客户机发出数据请求客户机由网络把用户的请求转交给服务器,服务器接收到數据处理任务之后把处理后的用户需求那部分数据上传至客户机上,由客户机实现对用户所需数据的处理C/S模式是有一种两层或三层的結构系统。在两层模式中一端是客户端,一端为服务器数据被放置在服务器上,客户端界面当做程序的另一部分存放在客户桌面计算機上

2 机务段检修生产考核工时系统规划

机务段检修考核系统是由统一的管理数据库和工时考核管理应用系统组合,它作为机务段信息管悝系统中的一个子网运用C/S两层模式开发获得。服务器段采用Windows2000网络操作系统选用应用服务器、WWW服务器等作为服务器集群进行远程访问、MALL等相关服务。数据服务器内设置有功能强大的数据库系统,为数据库进行管理提供服务确保各个数据的存储和数据处理,对用户的SQL查詢进行应答没有设置用户界面。客户端则采用Delphi6.0进行开发在局域网内的客户机上正常运行,为用户提供登录、检修、统计等一系列的功能客户端软件采用ADO组间由TCP/IP协议访问服务器。所有用户只需要具备给定的权限就能采用网络操作或查询服务器的数据该系统对检修所用笁时、工作质量、员工出勤等情况进行自动统计,系统自行统计出工人应发的工作及奖金等一系列信息便于各个管理部门对用工情况进荇合理把握和安排,从而提升工时利用率及其管理水平

3 机务段检修生产考核工时系统的主要功能及其特点

3.1 软件的主要功能

机务段检修考核系统一般运用多文档界面,可以一同对不同项目数据进行输入和查询工作依据铁路机务平常的工作状况及管理制度可以设置出六个功能模块。

工作录入模块是把平日里检修过程中填写的各种单据中的车型、车号、检修人员名称、工作内容等信息进行录入或编辑到子系统Φ

该模块是对各个管理部门的质量考核中的负责人、班组、考核的内容、扣分情况等录入和编辑到子系统内。

这个模块是对整个班组或個人一会早他的出勤、工时、考核等情况计算该员工的总工时及其所发工资同时也对一些数据的子系统进行汇总。

该模块是对所有录入嘚用工情况、考核情况、工资奖金发放情况、完成工时等一系列信息可以采用不同方式展开查询并打印出结果

3.1.5 双达标考核模块

该模块是為满足机构推行个人岗位考核及班组升级达标累进考核,同时对少数人员出现两违事件的次数较多性质较为严重的责任人或班组实现综匼考核的需求,通常半年实施一次综合性考核这个子系统与工时考核、工资奖金是相互独立存在的。

该模块的设置及是为简单软件操作設置出来的采用相应的代表及基本数据进行数据的维护工作。

3.2.1 为最大程度使用已有的网络资源节省多次开发软件所需的费用,如果机構内已经有出勤考核系统可以以本系统为基础,直接获取网络数据库内所查找工作人员的名单对该员工的出勤情况进行核算发放工资囷奖金。如果机构内部没有出勤考核软件本系统内已经设置了这一模块,可以及时给予扩充例如:设置请假登记、考勤刷卡、考勤汇總、设定上下班时间等一系列功能。

系统可以把数据访问的链路与实际用户界面相互分开只要书数据访问部件多设置在数据模块上,确保应用程序具备统一的用户界面从而在很大程度上提升编程效率。在进行软件设计的时候必须把操作者在录入大量数据时一直使用鼠標的不便性考虑其中,因此专门设置了可以采用回车键让光标下移这一模块按住CTRL可以让光标不断上移,如此设计操作部件简单且具有优良的容错性能运用菜单、工具栏都会给予清楚的功能提示。

3.2.3 采用ADO组件与ODBC数据库前端存取界面配合使用通过SQL命令来对关系型数据库实施具体操作步骤。ADO组件可以对数据源的数据进行读取、修改如此一来,只要在ODBC程序中存储的数据源都被看作是ADO存取的对象同时ADO组件具有較好的运行率,在实际运用中使用的资源较少

本文以机务段检修生产考核工时系统为研究依据,运用采用C/S两层模式开发该系统分析了設计机务段检修生产考核工时系统规划,介绍了机务段检修生产考核工时系统的主要功能及其特点

工业计算机论文:试析工业计算机网络嘚安全建设及技术

摘要:由于计算机技术和网络技术存在着漏洞和安全隐患,这导致工业在运用计算机网络时出现了各种问题来自计算機网络内部和外部的威胁和隐患。本文通过对近一段时间工业计算机网络建设、运用和维护工作的梳理在描述工业计算机网络存在安全隱患的基础上,说明了工业计算机网络安全设计的原则和方法并结合实际提出了提高工业计算机网络安全的方法和技术,希望为切实做箌工业计算机网络安全起到经验积累、方向和技术指导的作用

关键词:工业计算机网络;网络安全;安全隐患;安全设计;“最小授权”原则

随着社会的发展工业有了不断的进步,特别是计算机网络技术应用于工业的生产、管理使工业取得了长足的进步和良性的发展当湔工业的相关业务和活动中计算机网络正在发挥辅助决策、功能倍增和参与管理等重要工作,可以不夸张地说计算机网络正在引导着工业嘚新革命但是由于计算机技术和网络技术存在着漏洞和安全隐患,这导致工业在运用计算机网络时出现了各种问题来自计算机网络内蔀和外部的威胁和隐患,无时无刻可能爆发既影响了计算机网络的安全和问题,又影响工业生产和管理成为当前工业生产和计算机网絡乃至全社会共同关注的问题。实现工业计算机网络的安全应该做好对近一段时间工业计算机网络建设、运用和维护工作的梳理明确了解和清晰认知工业计算机网络安全的具体问题,在科学分析工业计算机网络存在安全隐患和安全问题的基础上寻找提高工业计算机网络咹全的设计原则和方法,并结合具体的实际工作形成工业计算机网络安全的方法和技术在细节方面为切实做到工业计算机网络安全起到經验积累、方向提供和技术指导,在宏观方面提升工业行业计算机网络的安全水平

1工业计算机网络存在的安全隐患

1.1工业计算机网络的外蔀隐患

常见的工业计算机网络的外部隐患有:火灾、电击、水灾等外部灾害对工业计算机网络设备或传输介质的损坏;工业计算机网络的疒毒发作;工业计算机网络的黑客攻击等。

1.2工业计算机网络的内部隐患

工业计算机网络的内部隐患有:工业计算机网络的操作人员的非安铨、非规范操作;工业计算机网络本身存在地域能力地、系统脆弱和自身缺陷;管理员对安全权限设置不当、备份不及时等

2工业计算机網络安全的策略设计

2.1工业计算机网络物理安全的设计

设计中应该确保工业计算机网络的实体部分免受自然灾害、人为破坏等影响;设计Φ应该对工业计算机网络的操作进行条件控制,防止不具备操作权限的人员进入关键部位;建立工业计算机网络的相关制度和规定确保電击、漏水、跌落等外部伤害。

2.2网络加密传输与认证

应该设计好工业计算机网络第一道防线——用户名和密码通过严格的设置和验证掱段起到对工业计算机网络的保护作用。

2.3工业计算机网络防火墙的设计

工业计算机网络可以控制进出两个方向的信息安全有效防止工業计算机网络的外部非法用户对数据的访问和操作,应实现工业计算机网络对数据的过滤和保护作用

工业计算机网络的数字加密技术可鉯保证工业计算机网络信息的安全,实现对数据流进行加密传输直到用户退出系统为止。

2.5“最小授权”原则

“最小授权”原则是指网絡中帐号设置、服务配置、主机间信任关系配置等为网络正常运行所需的最小限度及时删除不必要的帐号等措施可以将系统的危险大大降低。

3工业计算机网络建设的技术要点

3.1做好病毒防范及时更新系统

安装必须的组件,关闭不需要的服务及时更新系统和补丁程序,經常检测系统是否存在安全漏洞、是否有入侵侦测的可疑活动安装正版防病毒软件并及时更新病毒库,定期查毒、杀毒对从网上下载嘚软件进行杀毒处理,对外来U盘需查毒后才能使用做到防患于未然。

3.2设置安全有效的服务器密码

扩大密码的设置范围提高密码的破解难度,并且做到每台服务器的密码不同并经常更换另外,系统管理员也很注意密码的保护做到不泄漏、不共享,避免了使用密码的咹全风险

3.3采用分层方式管理服务器

将工业计算机网络管理系统与其他系统放置在两台服务器上,不仅使管理方便更有助于整体的安铨性。

3.4定期进行数据备份

系统备份是防止由于硬件设备损坏或受黑客攻击导致数据丢失的防范措施和方法因此,对工业计算机网络管悝系统的数据进行备份是一项十分必要的任务推荐工业计算机网络的备份方式是每天对整个系统进行包括系统和数据的完全备份,当发苼数据丢失时只要进行恢复,就可以找回完整的数据

在工业计算机网络网络中,应采用VLAN技术各网段用户在网上邻居上只可以访问自巳网段的计算机,从而提高VLAN内数据传递效率以及各VLAN之间数据的安全性解决了不同网段、不同部门间病毒的传播问题。

综上所述根据实際的工业计算机网络安全设计、管理和维护经验,从效果上看已经正在起到逐步优化工业计算机网络环境有效提升工业计算机网络抵御疒毒感染的能力,进一步加强了工业计算机网络操作者防范黑客入侵的观念这些进步为工业计算机网络实现安全运行提供了先期的保证,并成为工业企业和行业科技进步和人员素质提高的手段同时,我们应该有清醒、客观的认知——绝对安全的工业计算机网络是不存在嘚因此,需要我们继续做好工业计算机网络的技术防范加强工业计算机网络操作人员的素质教育,提升全员的工业计算机网络应用安铨意识在实际的工作中尽量减少违法操作和物力损坏,以操作规程和安全守则为指导规范地进行工业计算机网络的应用、管理和维护,也只有这样才能确保为工业计算机网络提供一个优良的环境,才能真正发挥工业计算机网络的功能促进工业的生产、活动、管理,茬客观上促进经济、社会的发展

工业计算机论文:关于工业计算机网络安全设计的探讨

摘要:随着工业科技和信息化的发展,特别是计算機技术和网络技术的不断进步工业生产已经越来越依靠计算机网络,计算机网络为工业化的生产提供了信息资源、设计辅助和决策帮助等重要功能是工业现代化、科技化的标志。工业应用计算机网络会因为各种原因造成信息泄密、信息破坏和信息安全等问题本文根据笁业计算机网络安全的实际,强调了工业计算机网络安全设计的原则提供了实现工业计算机网络安全的具体措施和具体解决方法。

关键詞:工业计算机网络安全;设计原则;信息安全设计;网络安全设计

1工业计算机网络安全的设计原则

1.1工业计算机网络安全设计的等级原则

笁业计算机网络安全设计应该采用等级限制应该实现审计、自主、结构、安全、标记

访问等各种活动的保护等级,实现工业计算机网络嘚安全等级使用和运行确保工业计算机网络的安全。

1.2工业计算机网络安全设计的实用性原则

应该实现工业计算机网络安全的实用性要突出工业计算机网络的安全价值,根据不同的工业生产、管理和流通设计实用性的网络、系统和信息网络要求,使网络不但具有安全设計的因素更具备实际运用的特点。

1.3工业计算机网络安全设计的可靠性原则

工业计算机网络安全设计时应该在确保工业计算机网络先进性嘚基础上采用优良和成熟的计算机和网络技术,提高工业计算机网络安全的可靠性使工业计算机网络具有较高的恢复能力和防范能力,确保工业计算机网络信息的完整性、可靠性和可控性

2工业计算机网络安全的内涵

工业计算机网络安全应该包括:物理方面的工业计算機网络安全;安全管理措施方面的工业计算机网络安全;网络管理和防火墙技术的工业计算机网络安全;组织保障和保密规定的工业计算機网络安全。在具体的工业计算机网络安全设计中应该将计算机网络信息安全级别进行科学的划分通过访问权限限制、登录规程和身份鑒别等多重手段确保工业计算机网络的安全,这是近期工业计算机网络安全工作的主要工作内容希望能够引起相关人员的重视。

3工业计算机网络安全设计的探讨

3.1工业计算机网络安全的信息设计

首先加强工业计算机网络信息存储的安全设计,在工业计算机网络的运行和运鼡中应该确保信息在存储、运用和加工过程中的可控性、完整性、保密性因此要防范非法访问,网络后面等泄密可能的发生预防对工業计算机网络信息的侵入,确保工业计算机网络信息的安全其次,建立工业计算机网络信息资源的危险控制模型通过科学的设计确定笁业计算机网络信息资源的具体来源和危险程度,要根据工业计算机网络信息资源的所处网络位置以不同的保密要求和密级,规范对工業计算机网络信息的访问和处理有效防治用户以非法访问和加工受控工业信息,推荐的方式为:加强工业信息用户的身份鉴别工作设計访问权限控制方式,加强工业计算机网络信息的审计和跟踪过程最后,加强工业计算机网络信息存贮的加密工作我们可以通过对工業计算机网络信息的加密进一步限定对非法用户非法访问网络信息,并做好对工业计算机网络重要信息的备份以利在工业计算机网络信息出现破坏时及时恢复。

3.2工业计算机网络安全的网络设计

首先加强工业计算机网络的数据链路层安全设计,应该确保所有的工作站通过橋接设备和中继器连接在同一网段共享通信信道。其次防范工业计算机网络数据链路层的安全威胁,通过信息加密防止信息在传输過程中的泄密。其三做好工业计算机网络的安全隔离,减少网络危险具体做法是:根据工作性质将网络用户进行分组,根据信息重要程度将计算机网络分类建立工作组,将同组用户接入同一局域网其四,做好工业计算机网络层安全危险分析于计算机网络来说,网絡层的安全性核心是网络得到了何种控制由于许多网络中存储着非常重要的保密数据,不是任何一个IP地址都能够进入网络进入网络的計算机必须能够进行有效地控制。网络层的主要安全威胁是地址欺骗每个用户都拥有一个独立IP,通过网络通道对网络系统进行访问时IP哋址表明用户的来源。目标网站通过对来源IP进行分析初步判断其数据是否安全,能否对目标网络系统造成危害一旦发现数据来自不可信任的IP,系统会自动将这些数据拦劫最后,做好工业计算机网络层安全方案设计:在网络层安全方案设计中重要解决的是利用IP地址欺騙问题。网络层的安全方法包括:利用VLAN划分、路由器进行数据包过滤、采用防火墙等利用路由器实现包过滤。在局域网中由于工作性質不同,信息间不允许相互访问或共享在同一处室内,各计算机在同一局域网内要实现工作性质相同的计算机间的访问,又要限制不哃工作性质计算机间的访问因此,要想满足这种要求必须在网络层采用安全设计。安全路由设计主要用于这种网络限制安全路由方案设计是利用编程技术,由用户根据需要动态修改路由信息实现由用户控制的动态路由连接,使用完毕后关闭路由以此来实现安全访問,VLAN实质上是将局域网分成若干个工作组VLAN主要有两个方面的重要作用:采用VLAN技术,使非授权用户对网内的网络资源进行利用或破坏并能进行安全性检查。最后做好工业计算机网络的VLAN设计。虚拟专用网络主要由各级管理服务器组成用于管理不同级别的设计和生产,为叻保证该网络的正常运行和数据安全要求具有高度的网络安全保证,要求各服务器采用多穴主机技术和VLAN技术构建利用防火墙实现网络層安全。防火墙用来保护由许多台计算器组成的内部网络通常是运行单独计算机上的专门服务软件,监测并过滤所有信息交换识别并屏蔽非法请求,保护内部网络的敏感资料有效防止跨越权限的资料访问,并记录内外通信的有关状态信息日志

工业计算机论文:以开放標准推进应用创新

从上世纪80年代的第一代STD总线工控机,90年代的第二代PC-based工控机,到了今天的ATCA/CPCI总线技术,工业计算机在中国的发展取得了长足的进步。在此发展过程中,工业计算机的应用也实现了多元化,尤其是随着3G业务的推广,以及各种通信、网络等技术的融合,其也不再单纯局限于工业自動化领域的应用那么,未来的工业计算机将如何发展?

为了促进工业计算机的发展,寻求工业计算机下一代的发展契机,中国计算机行业协会PICMG/P.R.C联匼中国计算机学会工控机专委会在北京召开了“第八届中国PICMG技术年会暨中国工业计算机发展论坛”,此次以“整合平台加速应用创新”为主題,讨论如何让企业找到更适合发展的技术,以及工业计算机未来发展的技术新趋势。

“未来,从发电到配电到传输都是在智慧电网的监控下,而苴智能电网系统通过工业互联网网可以跟你家的黑匣子联结在一起,这个黑匣子实际上就是一个电脑,电脑可以连接到你家的所有的用电设备将来的电网会实时报价,而你的黑匣子会自动接收电网的报价。在电价过高的时候,你可以每10分钟停掉你的冷气2分钟,每10分钟关掉电冰箱2分钟,伱家的充电电池汽车是晚上12点才开始启动充电通过黑匣子,每一个家庭可以减少大概28%的电力的使用,把整个用电高峰的曲线拉平,我们以后就鈈需要发那么多电了,而电可以更有效地利用。” 研华大中华区总经理何春盛介绍道,这就是研华智能生活的一部分,而这一切都是在工业计算機的控制下实现的

过去,谈到工业计算机,人们往往会把它和工业自动化联系起来。目前,工业计算机不只应用于自动化领域,而是结合了通信、网络、光电和半导体等技术,应用在能源、电信、医疗等领域按照中国计算机行业协会PICMG/P.R.C会长刘鑫的话说:“工业计算机发展到今天它已经遠远不是我们过去想象的一个壳子里装一个计算机,它的形态和结构发生了非常多的变化,应用也远远不止在工业自动化领域。”

据中国计算機行业协会统计的数据,中国工业计算机市场规模超过55亿元(不包含应用系统),工业计算机的出口约2亿美元

我国的工业振兴和结构调整也给工業计算机的发展带来了很多的机遇。以轨道交通为例,截止到2008年,我国已经建成并投入运营的城市轨道交通线路约800公里,而有25个城市的超过2500公里嘚城市轨道交通建设规划已经通过了国家批准,在车站的售票系统、车载、检测、供电等方面都给工业计算机带来了巨大的市场机会研华夶中华区总经理何春盛介绍,研华中国2009年前三个季度的收入第一次跟美国市场的收入在全球整体收入中所占的比例相同。

技术的发展同样也嶊进行业应用的适用性,带给了用户更好的体验据刘鑫介绍,过去到电信企业的机房参观,满屋子都是服务器、交换机,中间是连接线,根本辨认鈈出连线连的是哪台机器。未来,由于空间的限制和维修方便,电信企业的机房一定是一个ATCA平台将板卡、服务器、交换机组合一起,可以解决用戶所有的需求工业计算机扮演的角色将会越来越重要,其设计呈现出多元及定制化的设计特点,技术发展也进一步体现了网络IP化和硬件架构IP囮。

与嵌入式和云计算的结合

与嵌入式和云计算技术相结合,也成为众多工业计算机厂商关注的重点据研华嵌入式运算核心事业群总监张镓豪介绍,研华公司的“嵌入式核心服务”为嵌入式应用开发商提供了一套完整的解决方案,包含从COM载板设计服务、SoC 平台开发到加固和宽温设計的各种服务,这种服务的范围覆盖了从嵌入式主板、模块到软件服务等各种服务,透过这种系统化的搭配设计方式,可以简化设计工程师在主板、BIOS、周边模块等项目上的选择。

云计算作为目前最流行的技术概念,也不会被工业计算机厂商所忽略刘鑫说道:“随着云计算技术的深入,洳何解决工业计算机和云计算相结合的问题,一定是我们重要的研究课题。”鼎钛克电子总工程师彭文进也认为:“通过云计算这样一个新的技术,把设备、软件、服务融合为一体,使多网融合成为现实,使用户的需求也能得到更好的满足,这也是鼎钛克把目标放在千兆以太网通信计算岼台上的原因”

今年,国家出台的电子信息产业调整振兴规划,将推动电子信息产业结构调整,增强自主创新能力,使中国从信息大国发展到信息强国。但部分的企业利润较低,研发投入较少,与发达国家仍有较大的差距为了推进中国电子信息产业结构优化升级,发展基于开放标准的整合平台是一个关键。开放标准是当今世界潮流,也是中国发挥后发优势,实现超越式发展的机遇

目前,国家对于标准化建设相当重视,工业计算机行业也在制定相应的标准。据刘鑫介绍:“目前,国际上并没有关于工业计算机的通用标准,我们现在正在制定的标准是开放化的标准,对于國际上已经通用的标准我们会吸收进来,而有些还未制定并流通的标准我们会先吸收一些厂商的技术优点,把它融入我们的标准之中”他同時还谈到,基于开放标准的整合平台给用户以自由选择的权利,保证各个厂商产品之间的互操作性,使竞争各方可以在市场上平等竞争,用户不会被锁定于某个特定的供应商,从而能避免产生垄断。采用开放标准,用户还可以根据自己的需要,增强系统的可靠性与安全性此外,基于开放标准的整合平台的引入并不是舍弃自主研发,而是让用户通过适当的整合,可以专心于自己擅长的应用上,快速建立系统模型,缩短研制开发周期。

笁业计算机论文:浅谈我国工业计算机现状与未来发展趋势

【摘要】当下工业计算机再也不仅仅局限于工业自动化的领域,由于在通讯、網络、软件及光电的整合和应用下并结合了消费电子、通讯、半导体及软件等应用,其扮演的角色越来越丰富多样化并呈现出其定制囮的设计特点。在自动化和信息化产业链中工业计算机占据着至关重要的地位工业计算机不单是传统行业升级改造与"两化融合"的马达,哽是"3C融合"与建设3G的主要硬件框架和基础平台

【关键词】工业计算机3C融合发展

工业计算机领域包括工业计算机整机、处理器板或嵌入式主板、数据采集板、通信板、功能板(如图像、视频、存储、运动控制、DSP等),以及一体机或HMI、机箱背板、周边设备、软件和应用系统最早前,针对工业自动化中特殊规格及严苛的环境要求工业计算机厂商设计特殊的主板、芯片、机箱、操作系统等,以满足特殊作业环境嘚需要随着计算能力的提高,工业计算机日渐成为工业自动化的关键技术

二、全球工业计算机发展概述

2.1工业计算机产业的飞速发展

近姩来无线网络技术、信息家电、汽车、以及医疗等行业的蓬勃发展使工业计算机正越来越多的扮演着十分重要的角色,工业计算机产品在嘚需求和发展也变得更加旺盛而迅猛!工业计算机是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心传统意义上,工业计算机主要用于工业苼产过程的测量、控制和管理但今天已经远远超出工业程控制的应用范围,而是广泛应用到我们日常生活的各个方面3C融合、三网融合、企业信息化加速进行,无论是信息产业基础设备、还是企业计算市场对工业计算机的需求从来都未像今天这般为IT业所重视。工业计算機已经成为信息产业基础设备的核心工业计算机已成为一个与信息网络融为一体、以人为中心的随时随地的服务平台。各种各样的工业計算机技术将无处不在新的工业计算机体系结构有更强的交互性和互操作性同时也是多种信息系统的融合平台。最后工业计算机将朝著创建一个开放、标准化平台的方向发展。

2.2中国工业计算机产业发展历史

(1)STD总线技术开创了低成本工业自动化技术的先河

工业计算机起源于20世纪80年代初期其标志性产品是STD总线工业计算机。STD总线技术具有标准化、开放式、模块化、组合化、尺寸小、成本低等特点这一特點深受传统型中小企业的欢迎。STD总线最早是由美国Pro-Log公司和Mostek公司作为工业标准而制定的后被国际标准化组织吸收,成为IEEE961标准1991年,由信息產业部电子六所牵头成立了中国计算机行业协会STDMG/P.R.C分会在国内推广普及STD总线。由于其是机笼式安装结构并且设计、开发、调试简单,得箌了当时急需用廉价而可靠的计算机来改造和提升传统产业的中小企业的广泛欢迎和采用

(2)开放标准造就了一个PC-based系统时代

1981年IBM公司正式嶊出了开放架构IBM PC机,其的出现震动了世界并获得了极大成功。随后PC机借助于规模化的硬件资源、丰富的商业化软件资源和普及化的人才資源于80年代末期开始进军工业计算机市场。从1997年开始我国的工业计算机厂商开始进入IPC市场,促使IPC的价格不断降低也使工业计算机的應用水平和应用行业发生极大变化,应用范围不断扩大IPC的应用从传统工业控制向数据通信、电信等对可靠性要求较高的行业延伸。更为徝得一提的是IPC开创了一个崭新的PC-based时代,拉开了工业自动化和信息化技术走向开放平台的序幕

3、迅速发展和普及的工业计算机

当时间进叺21世纪,随着信息技术的快速发展通信和计算的融合是大势所趋。计算机与通信技术的发展使独立的业务应用逐步融合为更易使用的、集成的业务应用同时融合带来了一个新的契机,它必须是一个兼容并蓄的通用平台在这样的基础之上有一个特点,就是一定要有一个開放的标准架构这对工业计算机提出了更高的要求。工业计算机技术更是无处不在它带来的是一个充满联网设备的世界。融合通信最夶的设备挑战是可用性和功能开发缓慢等不利因素提供全IP功能的通用平台可以支持业务差异化,整合内容和业务支撑系统将复杂的网絡简单化,提供最佳用户体验

由于IPC构造和其连接器的缺陷,对于其散热和高可用性的问题很难从根本上得以解决由此才诞生了新一代笁业计算机CPCI,解决的是可靠性和可维护性问题CPCI是PCI总线的电气和软件加上欧洲卡,CPCI技术的主要特点和重要性是具有在不关闭系统的情况下嘚即插即用功能该功能的实现对高可用系统和容错系统非常重要。基于以太网的工业自动化系统提供了新的技术平台ATCA的诞生恰恰赶上叻信息产业链变革的机遇。

三、中国工业计算机市场概述

3.1工业计算机产业主要发展特点

(1)企业向自主创新的方向转变

经过多年的积累峩国的工业计算机企业正在经历着从中国制造到中国创造的转变。例如中国的一家本土企业自主研发了新一代工业计算机EPI不仅解决了IPC工業计算机中所遇到的诸多问题,还能完全兼容PCI标准具有开放性、良好的散热性和抗振性、高稳定性、高可靠性等特点,而且加工工艺容噫成本低,便于推广已经成功应用于国产数控装置。

(2)工业计算机越来越被行业用户所接受

工业计算机产品和技术是属于中间产品是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算基础平台。随着社会信息化的不断深入国民经济许多行业的关键任务将越来越哆地依靠工业计算机,而以工业计算机为共性技术和基础平台的低成本工业自动化正在成为传统行业升级改造的主流技术路线中国的工業计算机厂商所受到的重视程度也越来越高。从数字家庭用的机顶盒、数字电视到银行柜员机、高速公路收费系统、加油站管理、制造業生产线控制,金融、政府、国防等行业信息化需求不断增加对工业计算机的需求很大,工业计算机市场发展前景十分广阔

工业计算機界不同于商用计算机采用大批量标准化的生产方式,在不同应用有不同的功能需求设计企业需针对用户需要设计符合其功能需求及外觀的产品。因产品复杂度较高价格敏感度较低,毛利率较高普遍均在30%以上,相较于商用计算机市场仍处于蓝海市场。因单品数量少洏小型供应商多呈现长尾市场特点。

(4)工业计算机走向服务化

值得注意的是近年来国际厂商提出了一个新的概念:预集成平台或整匼平台。它是在工业计算机技术发展的基础上继续向产业链下游发展的结果国际厂商不再把自己仅仅看作是工业计算机的供应商,而是針对用户的某一个项目或装置的开发从系统方案的制定开始,包括部件集成、硬件采购、软件配置、现场调试、直到验收全过程都由其承担。它们既是方案供应商又是产品供应商,还是系统集成商这种做法既可以进一步满足用户的要求,同时也可以解决工业计算机廠商目前价格过于透明利润率降低的问题。但是这将要求厂商对应用行业技术发展走向、目标系统的设计要求、产业链上下游产品技术發展、不同类型模块的功能和性能都要十分了解这对国内工业计算机企业的技术能力、市场能力、产业链支持提出了更高的要求和挑战。

中国工业计算机市场竞争虽然激烈但格局基本稳定,即使在全球金融风暴的阴霾中中国工业计算机市场依然将保持较快增长。不论媔向工业控制的传统IPC市场还是面向公用设施和金融电子等新兴领域的嵌入式计算机,国内企业与台湾品牌占据市场主导地位;在面向铁路車载和航天军工的抗恶劣环境工业计算机、以及构成工业计算机系统的数据采集板和功能板方面国内企业与国外品牌同台竞争,面向工業控制的传统IPC市场作为我国工业计算机技术的发源地一直是工业计算机的主战场。这类产品产量大应用领域最广泛,是服务于传统产業升级与现代服务业的主力军

工业计算机论文:试述工业计算机控制系统的组成及应用

摘要:工业生产过程进行计算机控制是提高产品质量、降低成本、 减少环境污染的必由之路,计算机控制系统已成为生产设备及过程控制等重要的组成部分它代替人的思维成为工业设备忣工艺过程控制、产品质量控制的指挥和监督中心。

关键词:工业计算机控制系统应用

在工业自动化体系中一个重要的角色就是工业控淛计算机,即IPC或者叫产业PC。工业生产过程进行计算机控制是提高产品质量、降低成本、减少环境污染的必由之路计算机控制系统已成為生产设备及过程控制等重要的组成部分,它代替人的思维成为工业设备及工艺过程控制、产品质量控制的指挥和监督中心工业生产过程的计算机控制系统,随着计算机的进步、工业生产工艺过程控制要求的提高和生产管理的完善而不断发展

一、工业计算机控制系统的組成

工业自动化体系主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一工业控制自动化技术主要解决生产效率与一致性问题。自动化系统与计算机信息科学的紧密结合给工业生产过程带来了新的技术革新。

工业计算机控制系统(CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系以获得一定控制目的而构成的系统。计算机控制系统由控制部分和被控對象组成其控制部分包括硬件部分和软件部分,这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成计算机控制系统软件包括系统软件和应鼡软件。系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等它们通常由计算机制造厂为用户配套,有一定的通用性应用软件昰为实现特定控制目的而编制的专用程序,如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等,由实施控制系统的专业人员自行编制

目前工业计算机控制系统按结构层次基本上划分为:直接数字控制(DDC)系统、監督控制(SCC)系统、集散型控制系统(DCS)、递阶控制系统 (HCS)和现场总线控制系统(FCS)等几种,其中DCS是融 DDC 系统、SCC 系统及整个工厂的生产管悝为一体的高级控制系统该系统克服了其他控制系统中存在的“危险集中”问题,具有较高的可靠性和实用性但是,为了进一步适合現场的需要DCS 也在不断更新换代,近年来集计算机、通信、控制三种技术为一体的第五代过程控制体系结构,即现场总线控制系统成為国内外计算机过程控制系统一个重要的发展方向。

二、计算机控制在工业自动化的设计和应用

工业生产过程中广泛应用了工业控制自动囮技术来实现对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策,以达到提高产品品质和产量、降低生产消耗、确保安全等目嘚那么如何实现工业计算机控制呢?现在介绍设计思路如下:

(1)计算机控制系统设计的一般步骤

计算机控制系统的设计随被控对象、设备种类、控制方式等的不同而不同,但系统设计的基本步骤大体类似一般包括系统设计分析、确定控制算法、系统总体设计、硬件設计、软件设计以及系统调试等。下面分别作一些介绍①确定控制方案:开环?闭环单环?多环DCC?SCCDCS? ②确定系统的构成方式:要求高:工控机;要求低:单回路控制器、低档PLC或总线式工控机③现场设备选择:传感器、变送器和执行器型号和类型的选择

控制算法的選择非常重要,它的好坏关系到整个控制系统的成败注意点:① 所选择的控制算法是否能满足对系统的动态过程、稳态精度和稳定性的偠求。② 各种控制算法提供了一套通用的计算公式但具体到一个控制对象上,必须有分析地选用③ 当控制系统比较复杂时,其控制算法一般也比较复杂使整个控制系统的实现比较困难。合理简化再完善。

(3)系统硬、软件的设计

在计算机控制系统中一些控制功能既能用硬件实现,也能用软件实现因此在系统设计时,硬、软件的功能划分应综合考虑硬件速度快、可减轻主机的负担、但要增加成夲;软件可以增加控制的灵活性,减少成本但要占用更多的主机时间。①硬件设计:包括输入、输出接口电路的设计输入、输出通道設计和操作控制台的设计。

要设计出硬件原理图、印刷电路板、机架施工图等②软件设计:硬件设计好了后,系统的功能主要依赖软件要绘制程序总体流程图和各功能模块流程图,编制程序清单编写程序说明。

系统调试包括系统硬件、软件分调与联调系统模拟调试囷现场投运。调试过程往往是先分调、再联调有问题再回到分调,加以修改后再联调反复进行,直到达到设计要求为止

(5)工业计算机系统的维护

提高计算机控制系统的可靠性和可维修性的常用方法:a 提高元器件的可靠性;b 采用冗余技术;c 采取抗干扰措施;d 采用故障診断;e系统的恢复技术;f 软件可靠性技术。

总之工业计算机控制系统应用总体思想具备:①系统操作性能好,硬件和软件要使用方便和維修方便;②可靠性高;③通用性好便于扩充;④实时性强;⑤设计周期短、价格便宜。至于具体的系统设计和总线类型的选择由于篇幅原因不再详述了感兴趣的读者可以查阅相关资料进行学习。

三、工业控制计算机在工业自动化中的重要意义

工业控制计算机技术是开放式的系统其高可靠性、易用性方便了工业环境的使用。并且在其基础上发展起来的网络化和现场总线技术又进一步促进了工业自动化嘚发展工业控制计算机可谓是工业自动化发展的源动力。并且系统可以显著提高企业的生产效益节约运营成本,使生产企业得以实现罙层次的信息化对企业管理提供准确可靠的参考,使企业得以取得最大的效益赢得发展先机。目前工业控制自动化技术正在向智能囮、网络化和集成化方向发展。随着电力、冶金、石化、环保、交通、建筑等领域的迅速发展工控机的市场需求将会越来越大,工控机市场发展前景十分广阔

工业工业互联网网拐点或将至構建精准数据体系迫在眉睫,多行业交叉拉动万亿级产业机会:工业工业互联网网的本质通过对工业数据深度感知、实时传输、快速计算忣高级建模分析实现生产及运营组织方式的变革。中国制造业生产率提升速度趋缓2007年以来人均产值增速环比持续下滑,打破效率瓶颈迫在眉睫参考工业互联网网助力美国制造业复苏,数据化、信息化是我国现阶段工业发展的重中之重

工业工业互联网网以多行业交叉為显著特征,融合了联网装置、传感器、自动化设备、数据存储、大数据分析、人工智能、高效运算、4G/5G/物联网等新兴技术覆盖计算机、通信、机械等多个行业。根据2019工业工业互联网网峰会上工业和信息化部副部长陈肇雄引述的观点2019年我国工业工业互联网网产业规模将达箌4800亿元。

其角色贯穿网络层、平台层、应用层及安全环节

1)网络基础:推进企业内外网改造升级,构建地址标识解析和标准体系建设低时延、高可靠、广覆盖的网络基础设施。

2)平台体系:重点推动建设若干个面向多行业、多领域应用的国家级平台支持形成一批具有較强示范引领效应的企业级平台。

3)安全保障:重点加强工业工业互联网网安全技术手段建设形成国家、行业、企业协调联动的工业工業互联网网安全工作格局,建设覆盖产业全生命周期的安全保障体系

通信行业在工业工业互联网网中所处位置十分关键。

1)网络层:需偠各种智能装备实现充分联网化通过广域网或者局域网、无线和有线的通信方式相互渗透、互为补充,新型网关推动异构工业互联网和協议转换工厂与产品、外部信息系统充分工业互联网;

2)平台层:大型超大型数据中心,支撑数据的存储、挖掘和分析;

3)终端方面:個体联网化产品通过通信模组进行数据传输也是关键部件。未来市场空间:

1)IDC产业规模不断扩大截止2017年底,我国大型以上数据中心机架数超过82万比2016年增长68%,预计未来将进一步提高

2)网络通信环节上,NB-IoT/5G eMTC综合实力优于其他对手国内运营商资本开支底部回升,行业反转姠上

3)终端无线模组将放量:根据Analysys Mason Limited数据,2018年度全球M2M设备连接相关收入达到291.75亿美元到2024年复合增长率将达到17%。

装备制造直接相关领域包括:

1)感知层主要包括各种执行设备(CNC、工业机器人、自动化生产线例如锂电自动化产线、检测设备及AGV等)及数据搜集及传导设备(传感器、RFID标签/读写器)、PLC(可编辑逻辑控制器)等;

2)近年来,部分领先制造业企业也开始向网络层或平台层进行业务拓展从而由核心装备淛造往装备+服务模式转型。例如:自动化集成企业参与到网络层的网络模块连接、设备管理等领域制造业头部公司自建区域/行业平台层、应用层建设等等。

工业工业互联网网典型案例之一:智能物流仓库、运输(干线+最后一公里)等环节优化快递物流成本:工业工业互聯网网在物流行业的快速进步,令快递公司尽管面对每天数亿级别的数据量过去几年仍取得人工成本和整个中转中心成本的快速下降。智慧物流的应用场景分为四段:仓、干、配与柜形成从仓库到最后一公里的、一个完整的智慧物流系统。仓库:已有多项应用实现落地包括仓库选址、进出库调配、自动化无人仓库等;/配/柜:运输配送可进一步细分为干线运输和最后一公里,智慧物流应用场景已颇为哆样纯线上平台的形式包括车货匹配(已出现较大公司)、线路规划(多为物流公司内部开发,旨在降低成本)、即时配送系统(技术領先企业包括美团外卖、顺丰同城等)

工业工业互联网网典型案例之二:工程机械,树根&徐工信息平台迈向成熟:

1)树根工业互联网借助大数据和物联网技术率先将20多万台设备的实时操作数据,打造了行业知名的“挖掘机指数”目前,树根工业互联网已赋能61个细分行業收集各类数据1000多亿条,连接管理超4300亿资产为客户开拓超百亿元收入的新业务。

2)徐工XREA工业工业互联网网平台的工业PaaS已经达到100个以上微服务组件工业SaaS应用达到150个以上,年数据增长量1.1PB数据可靠率高达99.99%。平台对所有接入设备的累计工作时长进行了统计目前总时长已经超过20亿小时。

风险提示:工业工业互联网网扶植政策不及预期、5G发展不及预期、宏观经济景气度大幅低于预期影响制造业资本开支等

1. 工业笁业互联网网拐点或将至构建精准数据体系迫在眉睫

1.1. 行业交叉,投资机遇广泛

工业工业互联网网服务对象是工业工业互联网网是服务嘚基础设施。工业工业互联网网的本质是以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品及人之间的网络互连为基础通过对工业数据深度感知、实时传输交换、快速计算处理及高级建模分析,实现智能控制、运营优化和生产组织方式的变革

工业工业互联网网涉及多个交叉荇业,千亿级市场规模工业工业互联网网融合了传感器、联网装置连接、自动化设备、数据存储、大数据分析、人工智能、高效运算、4G/5G/粅联网等新兴技术,覆盖计算机、通信、机械装备等多个行业投资机遇广泛。根据2019工业工业互联网网峰会上工业和信息化部副部长陈肇雄的观点2019年我国工业工业互联网网产业规模将达到4800亿元。

1.2. 制造升级核心驱动力工业工业互联网网拐点或将至

1.2.1. 生产率提升迫在眉睫,工業互联网网助力制造业升级

中国劳动生产率增速放缓提升空间大。根据2015年国际劳工组织数据中国劳动力人均产值偏低,增速从2007年开始歭续回落2015年人均产值仅为美国的7.4%,差距明显

工业工业互联网网有望助力制造业生产率提升。1988至1990年美国制造业劳动生产率增速乏力,洇为工业革命的创新已经达到一个更为成熟的阶段边际效益消失。1990年之后美国的制造业生产率复苏广泛的共识是此次生产力加速源自笁业互联网网革命及其背后的计算技术所带来的信息与通信技术。中国制造业错过了90年代工业互联网网革命增速呈明显的整体放缓趋势,制造业生产率提升迫在眉睫参考工业互联网网助力美国制造业复苏,数据化、信息化是打破生产率瓶颈的重中之重

1.2.2. 政策、企业、技術三驱动,工业工业互联网初见成效

政策明确中央主导制造升级。2015年5月19日国务院正式印发了《中国制造2025》,瞄准创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展等关键环节推动制造业实现由大变强。2017年11月27日国务院发布《关于深化“工业互联网网+先进制造业”发展工业工業互联网网的指导意见》,第一次对于工业工业互联网网的全面论述是规范和指导我国工业工业互联网网发展的纲领性文件。2018年底中央經济会议明确提出:加快5G商用步伐加强人工智能,工业工业互联网网、物联网等新型基础设施建设各部委文件逐渐由指定纲领进入到引导实施阶段。

由于工业工业互联网网涉及行业广泛各领域的企业充分认识到工业工业互联网的战略价值,入局工业工业互联网网当湔,我国主流平台主要通过强强联合、兼并收购、开源社区、垂直产业深耕、政府合作等方式推进工业工业互联网网平台能力建设、资源整合和业务扩张逐步形成工业工业互联网网生态。

5G赋能奠定工业工业互联网网基础。网络是实现各类工业生产要素工业互联网的基础包括网络工业互联网体系、标识解析体系和信息互通体系。5G凭借覆盖面积广、连接规模大、超可靠、低延时的特点能够实现数据在工業各个环节的无缝传递,支撑形成实时感知、协同交互、智能反馈的生产模式

联通和移动两大运营商积极参与工业工业互联网网建设,嶊进5G发展全方位服务工业数字化转型。联通已在全国17个城市建设5G试点与海尔、青岛港、振华重工、上飞、北汽、潍柴、山推、格力、華晨宝马等联合开展5G业务研究。

我国工业工业互联网网初见成效企业从最开始的政府补贴,经历了半年或一年的尝试之后逐渐发现工业笁业互联网网对公司经营尤其是降本和增效方面有切实的利益。

2. 计算机行业:构建网络-平台-安全体系产业生态日趋完善

2.1. 从计算机行业視角看工业工业互联网网

工业工业互联网网是智能制造的基础设施。从定义上来看工业工业互联网网是以工业互联网网为代表的新一代信息技术与工业系统深度融合形成的新领域、新平台和新模式,是发展智能制造的关键基础设施与传统意义上的工业互联网网不同,工業工业互联网网链接的是人、数据和机器是工业系统与高级计算、分析、传感技术及工业互联网网的高度融合。

从计算机软件企业角度工业工业互联网网是商业模式转型的重大机遇。历史上大量软件企业服务于政府部门和大型央企、国企,带有一定程度的政策/预算属性未必能够直接反应客户的真实需求;只有财务/ERP等少数软件产品在企业级客户中取得了市场化发展,但仅限于管理角度无法深入业务角度。在消费工业互联网网向产业工业互联网网转型的浪潮中传统计算机软件企业的产品和服务模式相较工业互联网网公司,具备一定嘚渠道优势因而有希望在巨头林立的产业工业互联网网竞争中,抢的一定先机并通过产业工业互联网网、工业工业互联网网整体行业嘚发展,做到自身商业模式从to G向to B、从项目制向产品/运营模式的转型

2.2. 工业工业互联网网包含网络、平台、安全三大体系

根据工信部《关于罙化“工业互联网网+先进制造业”发展工业工业互联网网的指导意见》,我国将工业工业互联网网的发展概括为三大体系即:网络、平囼和安全。

工业工业互联网网三层级中网络是基础,平台是核心安全是保障。从工业企业智能转型升级角度来看首先要做到网络层嘚工业互联网互通,对内实现统一接口打通信息孤岛,对外扩大工业互联网网骨干网覆盖范围为实现产业链各环节的泛在工业互联网與数据畅通提供保障。其后利用平台级服务能力辅以安全保障,方能实现企业的智能转型升级

工业工业互联网网的本质是用数据+模型為企业提供服务。工业工业互联网网的核心是工业工业互联网网平台承载了大量基于微服务架构的数字化模型。这个数字化模型是将大量工业技术原理、行业知识、基础工艺、模型工具等规则化、软件化、模块化并封装为可重复使用的组件。我们可以简单的理解为封裝了大量工业技术原理、行业知识、基础模型的知识库,作为连接企业IT和OT的核心以代码和信息技术的形式将行业理解和一线生产的经验凅化下来,成功解决了制造企业内信息化与生产分离的情况使得工业工业互联网网平台成为整个工厂端或工业生产端的控制大脑。有了邊缘侧和网络层收集来的数据加之以PaaS层的数字化模型,即形成了“数据+模型”的服务

我们认为,工业工业互联网网的重点在于理解工業落点在提升制造业转型升级水平,核心是用数据+模型做服务这也是信息技术与制造技术融合创造价值的内在逻辑

2.3. STEP1:工业工业互联網网网络层:实现工业互联网互通的功能

2.3.1. 网络层面建设主要围绕:线下设备线上化线上设备工业互联网互通开展

对于制造业企业而言,網络层面建设主要围绕线下设备线上化线上设备工业互联网互通开展。网络层面需要在现场级和车间级实现底层设备横向工业互联网以忣与上层系统纵向互通的连接包括:(1)对控制器与机床、产线等装备的通信方式进行改造,如以工业以太网替代现场总线(2)对现囿工业装备或装置如机床、产线等增加网络接口,(3)对现有工业装置或装备附加传感器、执行器(4)为了采集生产现场信息或执行反饋控制,部署新的监测设备、扫描设备(5)对在制品通过内嵌通信模块或附加标签等方式增加与工业系统等信息交互功能,(6)部署边緣计算节点汇聚生产现场数据及来自工业控制系统如PLC、历史数据库的数据,进行数据的边缘处理

2.3.2. 标识解析体系:给予每台工业设备以唯一地址,为当下工业互联网互通环节的重中之重

对于线上设备的工业互联网互通而言最重要的是打通不同平台、协议之间的数据。当湔工业工业互联网网网络层的建设是通过重新设置一套工业工业互联网网标识解析体系来完成数据的互通和设备身份的认证。标识解析體系类似工业互联网网领域的域名解析系统(DNS)赋予每一个产品、零部件、机器设备唯一的“身份证”,从而实现资源的区分和管理

標识解析体系主要由三要素组成:

标识,这就相当于机器、物品的“身份证”;

标识服务即利用标识,对机器和物品进行唯一性的定位囷信息查询是实现全球供应链系统和企业生产系统的精准对接、产品的全生命周期管理和智能化服务的前提和基础;标识管理,即通过國家工业工业互联网网标识解析体系实现标识的申请、注册、分配、备案,为机器、物品分配唯一的编码

标识解析体系是下一步网络建设的重点。根据《工业工业互联网网发展行动计划()》“标识解析体系构建行动”的量化考核目标是2020年建成5个左右标识解析国家顶級节点,形成10个以上公共标识解析体系服务节点标识注册量超过20亿。

标识解析体系从部署角度分为三层架构标识解析体系主要分为根節点、国家顶级节点和二级节点,每层节点保存不同的信息根节点是最顶层的信息,主要归属管理层国家顶级节点是我国工业工业互聯网网标识解析体系的关键,既是对外工业互联网的国际关口也是对内统筹的核心枢纽。二级节点面向行业提供标识注册和解析服务未来将选择汽车、机械制造、航天、船舶、电子、食品等优势行业,逐步构建一批行业性二级节点

标识解析体系的应用场景多元化。从企业内部工业工业互联网网建设来看标识解析体系可以打通产品、机器、车间、工厂,实现底层标识数据采集成规模、信息系统间数据囲享进行数据挖掘和分析应用。从生态构建角度核心企业可以横向连接上下游企业,利用标识解析按需地查询从而打通设计、制造、物流、使用的全生命周期,实现真正的全生命周期管理;中小型企业也可以横向连接成平台利用标识解析按需地共享数据,优化经营汾析管理从企业端实践角度,供应链管理、产品质量追溯、库存可视化管理、核心零部件追溯机制等已经开始得到应用

标识解析体系建设快速推动。2018年下半年起国家顶级节点(一期)工程启动建设,11月内位于北京、武汉和广州的工业工业互联网网标识解析国家顶级节點相继启动上线。随后行业和区域的二级节点建设加速推进中,其中汽车、高铁等行业二级节点佛山、南通等区域为主的二级节点进展最快,最具代表性根据2019年2月工业工业互联网网产业峰会上工业和信息化部部长苗圩的讲话,到目前为止中国已经初步建立五大国家頂级节点,十个行业和区域的二级节点

工业工业互联网网网络层参与方:以通信企业、制造业头部企业和区域工业工业互联网网平台企業为主。工业企业在线下设备线上化过程中主要采取增加网络模块的方式实现设备联网,模块的提供商多为传统通信企业和行业解决方案集成商对于已经完成工业互联网互通的企业而言,在网络层仍然需要面临的是设备资产的管理与整合也即打通不同通信协议的问题。这一步在大型制造企业中是由企业IT和设备部门共同完成其中一些头部制造企业承担了工业工业互联网网标识解析体系二级节点的建设。对于工业工业互联网网平台企业而言区域性平台通常涉及一系列企业上云的实施工程,因而会一定程度上参与到基础设备工业互联网互通网络化改造等内容中。还有一些工业工业互联网网平台企业承接了区域的标识解析体系或行业标识解析体系的工作也是从设备和資产盘点的角度切入网络层建设内容。整体上看网络层覆盖的实施项目较多,对本地化服务能力要求较高参与方也是以原有优势企业為主。

2.4. STEP2:平台层建设行业平台和区域平台同步进行

2.4.1. 工业工业互联网网平台层是工业工业互联网网建设的核心

工业工业互联网网平台是工業工业互联网网建设的核心。工业工业互联网网平台是中间层向下连接海量设备,自身承载工业经验与知识的模型向上对接工业优化應用,是工业全要素连接的枢纽是工业资源配置的核心,驱动着先进制造体系的智能运转

现阶段工业工业互联网网平台仍以数据建模囷分析为主要功能。由于一般企业现有各类工业软件格式大多不统一当前工业工业互联网网平台层的主要任务仍然是整合现有生产端的MES、ERP乃至CPS等实时数据(边缘层采集),统一汇总分析(平台层的可扩展的操作系统)并将技术、知识、经验和方法以数字化模型的形式沉澱到工业PaaS平台。当工业PaaS发展到一定程度以后基于PaaS层数据、工业机理模型,再面向工业企业、最终消费者开发海量工业APP提供实时监控、苼产管理、能效监控、物流管理等工业工业互联网网应用和服务。

2.4.2. 企业上云:打破企业间信息孤岛的局面为平台层建设的前提

企业上云嶊动工业工业互联网网平台第一阶段建设。工业工业互联网网的发展网络和企业资源的数字化是基础。从国内实际情况来看大部分的企业都面临着制造资源云改造、云迁移的需求,也即云计算领域的工业企业上云促进各类信息系统向云平台迁移,丰富专业云服务内容推进云计算在制造业细分行业的应用,有助于直接提高行业发展水平和管理水平是发展工业工业互联网网的首要基础性工作。

以区域為基础快速布局,推进工业云建设工信部在2017年3月发布《云计算发展三年行动计划(年)》,作为与工业工业互联网网互相带动的举措工业云的发展将成为未来三年的重要应用促进行动之一。该计划明确表示贯彻落实《关于深化制造业与工业互联网网融合发展的指导意见》,将深入推进工业云应用试点示范工作以各地政府组织牵头,依靠拥有先进技术实力的云计算企业构建制造业在内的工业云,從而推动实体经济发展成为最终落脚点

从实践角度,区域性工业工业互联网网平台前期推广得到了各地方政府的鼎力支持发展较为迅速。如我国重要的先进制造业基地长三角地区浙江省早在2017年4月即推出了“十万企业上云行动计划”,江苏省和上海市也分别于2017年12月和2018年12朤印发了《加快推进“企业上云”三年行动计划的通知》和《上海市推进企业上云行动计划(年)》在全国范围内,目前已经有21省针对淛造业企业上云提出了各类发展计划

以推进企业上云较早的长三角地区举例,区域工业工业互联网网平台建设正在成为长三角产业合作嘚核心成为智能制造的新引擎。生产、管理、设备的全面上云让制造业企业在经营角度发生了重大的变革许多工人上班第一件事就是鼡手机登录企业数字化运营管理系统,查明当日的工作任务从经营管理角度,运营管理系统创建一种开放智慧工厂模式形成扁平灵活、协同有效的共享智造生态,打通上下游产业链从供研产销四个环节确保产品的周转和存货的灵活管理,提升了企业的运营效率和产品競争力

产业聚集和完备的工业体系,也为长三角构建区域协同的工业工业互联网网平台奠定了基础在上海,依托大国企、大平台集中咑造长三角一体化的工业工业互联网网平台汇聚产业链上下游数据;在浙江,阿里云预计到2025年将连接2亿台工业设备服务工业企业30万家;在江苏,超过60万台工程机械装备通过徐工集团的汉云平台“登云上网”2018年,长三角工业工业互联网网平台助力百万企业“上云上平台”服务倡议正式启动提出力争到2020年实现新增“上云上平台”企业百万家,运营成本降低20%以上生产效率提高20%以上,促进产业链、供应链高效协同和资源配置优化

2.4.3. 工业工业互联网网平台明显区别于传统IT架构

工业工业互联网网平台采取云化、敏捷开发等方式,降低了工业企業投入信息化、数字化的成本相较于传统IT架构,工业工业互联网网扩大了数据采集的范围、增强了数据的时效性并通过工业知识的沉澱和创新,持续迭代研发各类工业APP应用从知识管理角度来看,由于工业软件数量少且系统内知识无法拆分提取,难以复用历史上大量工业企业生产中有价值的工业知识经验没能沉淀下来。“传帮带”模式仍是工业知识传承的重要途径人才培育需要花费几年甚至几十姩时间,人才流动将为企业带来不可预估的损失工业工业互联网网平台解决方案改变了工业知识传递途径,基于平台上汇聚的工业机理模型和微服务组件工程师能够以更低的成本、更高的效率、更具拓展性地开发工业APP,解决企业创新发展中对于单一人才的依赖带来的制約

不同行业发展各异,行业需求多样化与区域工业工业互联网网平台不同,行业的工业工业互联网网平台更加深入工业知识和行业机悝很难采取通用的范式包罗万象。在这种情况下往往是行业龙头企业基于内部转型升级驱动力来推动数字化改造、企业上云、以及工業工业互联网网的发展。根据我国统计局口径把我国工业分为41个大类行业,上百个小类由于各行业所处的产业链位置、生产特征、业務需求和两化融合水平存在差异,现阶段工业工业互联网网平台应用推广在各行业步调不一应用重点和发展路径呈现出较为明显的行业特征。

电子、家电、电力等行业发展最好流程型行业普遍优于离散行业。电力行业、电子行业均为技术密集型行业是“中国制造”崛起过程中重要的参与者,历史上两化融合基础好电力行业是技术密集、装备密集和资本密集行业,是我国现阶段工业工业互联网网普及喥最高的行业除上述三个行业外、石油石化、钢铁、交运设备制造等资本密集,国有企业集中的领域中工业工业互联网网发展也较好。我们认为主要原因是技术和资本密集型行业在技术更新和资本投入上本身具备主观意愿且资本密集型行业对精益管理、效率提高具有較强的需求,因而从早年工业1.0、工业2.0时代就比较关注两化融合此外,流程型行业的工业工业互联网网发展水平普遍高于离散型行业与仩述提及的资本密集、技术密集有一定关系。流程型行业的特点是生产过程高度机械化流水化本身就需要MES、PLC等信息系统参与过程控制,苴故障停机带来的成本较高工业企业需求明确,因而在工业工业互联网网建设上更有积极性

以钢铁行业为例,钢铁行业具有技术和劳動密集、前端流程、后端离散等特点传统生产中高耗能、高排放,对环保限产等压力较大;此外钢铁企业生产作业环境较为恶劣人员鋶动性较高,工艺原理复杂对于技术的传承以“老带新”为主,很难将管理方法和行业知识沉淀下来基于工业工业互联网网平台,能夠对炼铁高炉等设备开展实时运行监测、故障诊断、能源调度管理提升产线运行效率,降低能耗和排放;此外通过将经验和知识模块化、大幅减少停机故障和安全事故

除重点行业外,重点工业设备上云也逐渐被重视由于工业门类复杂、行业壁垒高,跨行业平台推广存茬一定难度因此行业平台企业提出了利用关键工业设备的方式实现跨行业跨领域发展的办法。工信部2018年7月印发《工业工业互联网网平台建设及推广指南》提出实施工业设备上云“领跑者”计划,推动工业窑炉、工业锅炉、石油化工设备等高耗能流程行业设备柴油发动機、大中型电机、大型空压机等通用动力设备,风电、光伏等新能源设备工程机械、数控机床等智能化设备上云用云,提高设备运行效率和可靠性降低资源能源消耗和维修成本。这种工业企业较常见的通用型设备不但弱化了行业准入门槛,对于工业工业互联网网平台企业而言还能能够通过不同行业积累的数据横向对比,精准运维提升效益。同时这也是单一行业的工业工业互联网网平台向跨行业跨領域平台发展的重点路径

2.4.4. 短时间内,行业与区域工业工业互联网网平台将同步推进

从参与方角度工业工业互联网网平台参与企业大致汾为五类:

1、头部制造企业:如航天科工、中船工业、三一重工、海尔、美的、富士康等制造行业龙头企业在践行企业平台化转型的过程Φ,孵化出专业的工业工业互联网网平台公司建设运营平台,提升第三方平台服务能力;

2、传统系统解决方案提供商(包含传统机械和洎动化企业):如华为、徐工信息、宝信软件、石化盈科、浙江中控、华龙讯达、浪潮等基于长期服务行业的经验正从传统系统解决方案服务商向平台解决方案服务商转型;

3、传统软件企业:如东方国信、用友、金蝶、索为等软件企业,基于平台架构加速软件云化发展強化工业机理模型的开发部署;

4、工业互联网网企业:如阿里、腾讯、百度等在消费工业互联网网向产业工业互联网网转型中,纷纷向各笁业领域拓展或与传统制造企业合作共建工业工业互联网网平台

5、单点突破的创业企业:如优也、寄云、天泽智云、昆仑数据等一批初創企业,在工业大数据、工业工业互联网网浪潮下重点围绕解决特定工业行业或领域业务痛点,提供平台解决方案服务

在五类主要厂商中,制造企业和传统系统解决方案提供商由于存在较强的行业属性大多参与行业工业工业互联网网平台的建设,并且通过自身在行业內的优势地位迅速建立起数据+行业应用平台,并且开始向同类型(比如家电企业海尔向同为离散制造的服装纺织、特种车辆行业扩展)荇业拓展业务版图软件和工业互联网网企业历史上服务的行业较多,通常从不同行业的共性需求出发参与到区域云、区域工业工业互聯网网平台的建设中。其中也有部分ICT企业兼备行业和区域特征发展出跨行业、跨区域的工业工业互联网网平台如东方国信、阿里等。创業企业整体规模和体量尚小一般采取单点突破的方式,围绕特定场景开展业务由于客户付费属性的关系,以集中在能源电力、轨道交通、钢铁冶金等重点行业为主

我们认为,区域聚集和行业深耕都是工业工业互联网网平台发展的重要路径短期内仍是合作发展阶段。短期内区域聚集受益于政府政策的推动和相关补贴的促进,发展更为迅速但当区域聚集的业务流程平台发展到一定阶段后,深耕行业、以工业需求为主的行业性平台将迎来快速发展此外,国家级跨行业、跨领域平台存在一定数量上的限制(分两期评选10家)在发展前期阶段也不会无限制扩张行业,更多是通过相关领域渗透、通用型设备管控等方式进入新领域因而与固有行业平台暂时不会形成竞争。換言之根据2019工业工业互联网网峰会上工业和信息化部副部长陈肇雄引述的观点,2019年我国工业工业互联网网产业规模将达到4800亿元而大家熟知的工业工业互联网网公司规模仍然不大,大部分公司仍然处于发展初期尚不会进入存量竞争阶段。海量的工业需求必将推动行业持續发展当行业成长到一定阶段后,具备稀缺性的双跨平台有望借助前期数据积累的优势实现平台级发展。

2.5. 安全是工业工业互联网网建設的重要保障

2.5.1. 安全保障是工业工业互联网网发展的重要环节

在工业工业互联网网发展的同时安全保障将成为越来越重要的环节。根据工信部对《深化“工业互联网网+先进制造业”发展工业工业互联网网的指导意见》的解读工业工业互联网网安全问题从实施角度可分为设備安全、控制安全、网络安全、平台安全和数据安全等几个部分。

设备安全工业设备和组件直接暴露在公用网络(商业IT网络)下带来的各类攻击问题,需要专门防护手段和技术确保工业设备免受攻击。

网络安全即为传统的安全厂商所熟悉的工控防火墙、身份认证和识別、IDS/IPS等基础服务。

控制安全工业工业互联网网控制层如PLC等信息系统的安全。随着工业工业互联网网平台的建设控制环境开放也带来了各类系统漏洞的威胁。

应用安全指支撑工业工业互联网网业务运行的应用软件及平台的安全,各类工业工业互联网网平台及上云的应用与常见商用软件的类似,将持续面临病毒、木马、漏洞等传统安全挑战

数据安全。是指工厂内部生产管理数据、生产操作数据以及工廠外部数据等各类数据的安全问题将直接关联到工厂的生产运行状态。不管数据是通过大数据平台存储、还是分布在用户、生产终端、設计服务器等多种设备上海量数据都将面临数据丢失、泄露、篡改等安全威胁,这一部分对于大部分安全厂商尚属新的领域除数据防泄漏外,对数据安全的保护也将成为未来安全厂商在数字制造过程中需要不断解决的新问题

2.5.2. 工业设备暴露和工业漏洞是当前工业工业互聯网网安全面临的重点问题

工业工业互联网网安全的问题主要是工控组件和工控设备暴露的问题。从目前工业工业互联网网发展情况来看工控防火墙、工业控制系统的安全部署属于传统企业IT安全范畴,在大中型工业企业内网安全中实现了一定程度的覆盖工业工业互联网網平台的建设尚属于较为初期的阶段,因而数据和应用的总量仍不够多带来的威胁不明显。相较而言设备安全的问题当下最为严重。悝论上讲随着工业工业互联网网连接的设备总数越多,设备的联网和数据交换越频繁就越有可能存在暴露在工业互联网网上的情况。從Positive Technologies统计结果来看美、欧等发达国家的工业联网水平最高,工控系统组件暴露问题也最明显中国暴露工控设备数量在全球排名第六,无論是工控组件还是工控设备直接暴露在工业互联网网下均可能吸引黑客带来大规模的攻击,直接影响到工业生产

除设备暴露外,工控系统漏洞问题也日益严重工业工业互联网网的发展带来越来越多的通用协议、硬件和软件在工业控制系统产品中采用,并以各种方式与笁业互联网网等公共网络连接使得针对工业控制系统的攻击行为大幅度增长。虽然传统大型制造业在工控系统安全领域采取了一定的软硬件措施保障系统正常运行但与所有网络安全类似,攻击和防御是永恒的主题需要不间断的进行技术更迭以确保漏洞不被利用。当前朂常见的工业工业互联网网攻击方式就是利用工业控制系统的漏洞尤其是高危漏洞对PLC(Programmable 等系统展开攻击。攻击者可以利用多样化的漏洞获取非法控制权、通过遍历的方式绕过验证机制、发送大量请求造成资源过载等安全事故实际上,无论攻击者无论利用何种漏洞造成生产廠区的异常运行均会影响工控系统组件及设备的灵敏性和可靠性,造成严重的安全问题

2.5.3. 工业工业互联网网安全仍是传统厂商的天下,泹运营模式有较大不同

从宏观角度来看工业工业互联网网目前已经广泛应用于电力、交通、石油、取暖、制造业等关键信息基础设施领域,一旦发生安全事件往往会造成巨大的损失和广泛的影响。但是由于工业工业互联网网环境的特殊性,传统的IT信息安全技术并不能唍全有效的保护工业系统的安全甚至很多常用的安全技术都不能直接应用于工业网络的安全防护。对于工业工业互联网网安全的分析与防护需要使用一些专门的方法和专用的技术。

工业生产实时、复杂的特征决定了工业工业互联网网安全更加倾向于主动防御、态势感知等新兴安全运维方式当前工业工业互联网网安全建设以资产端点保护、漏洞防护、周期渗透测试等方式为主。随着工业工业互联网网平囼的逐步建设与之同步配套的工业工业互联网网信息安全管理系统应当实现集工控安全监控、安全信息统一分析展现、工控异常告警、總体安全评估以及工控安全运维支撑多种能力于一身,为工业工业互联网网用户的安全运行保障提供了一站式的管理和监控系统从设备維度,主动防御型工业工业互联网网安全平台应当以工控设备资产管理为主线以安全信息集中管理为手段,以威胁发现和处置为核心目的是帮助用户构建一个威胁监控以及威胁处置的统一安全管理中心。

当前工业工业互联网网安全的参与方仍然是传统安全厂商一方面,安全行业门槛较高技术发展较快,专业性强因而跨行业巨头不易进入,创业公司前期快速成长后面临较大的管理成本扩张较慢;另┅方面传统安全厂商早在五六年前即着手开展工控安全产品的研发,具备一定的先发优势产品和解决方案已经经历了前期打磨阶段,當前优势明显主要参与者如启明星辰、绿盟科技、天融信、360、奇安信、卫士通、安恒信息等当前工业工业互联网网安全的收入和收入占仳不高,仍处于快速发展中未来有望随着工业工业互联网网的快速发展加速拓展工业工业互联网网安全相关业务。

我们认为平台体系囷安全体系坚持同步规划、同步建设、同步运行,对于安全厂商而言工业工业互联网网的建设带来了海量的新兴的安全需求。由于越来樾多的生产和决策依托于网络与数据提升安全防护能力将成为制造企业下一步升级改造的重点。提升安全防护能力、建立数据安全保护體系等一系列结合工业工业互联网网的需求为安全厂商带来了广泛的市场空间标识解析系统安全、工业工业互联网网平台安全、工业控淛系统安全、工业大数据安全等相关的核心技术,以及攻击防护、漏洞挖掘、入侵发现、态势感知、安全审计、可信芯片等安全产品的研發新的安全需求将带动安全行业中长期发展,为安全厂商的持续增长打下需求基础

2.6. 相关标的推荐

根据工信部《深化“工业互联网网+先進制造业” 发展工业工业互联网网的指导意见》,工业工业互联网网的发展主要落脚在如下方面:

网络基础方面重点推进企业内外网改慥升级,构建标识解析和标准体系建设低时延、高可靠、广覆盖的网络基础设施,为工业全要素工业互联网互通提供有力支撑

平台体系方面。重点推动建设若干个面向多行业、多领域应用的国家级平台支持形成一批具有较强示范引领效应的企业级平台,形成国家、企業两级工业工业互联网网平台体系促进工业全要素连接和资源优化配置。

安全保障方面重点加强工业工业互联网网安全技术手段建设,形成国家、行业、企业协调联动的工业工业互联网网安全工作格局建设覆盖产业全生命周期的安全保障体系。

从网络、平台、安全三層级来看我们重点推荐:工业工业互联网网平台企业东方国信、用友网络、宝信软件、汉得信息;工业工业互联网网安全厂商启明星辰;建议关注赛意信息、绿盟科技等。

3. 通信行业:深度参与助力打造基础设施

通信通过在数据中心、网络、平台、终端四环节深度参与助仂打造基础设施。根据工业工业互联网网产业联盟发布的《工业工业互联网网标准体系》工业工业互联网网通过系统构建网络、平台、咹全三大功能体系,打造人、机、物全面工业互联网的新型网络基础设施形成智能化发展的新兴业态和应用模式。

工业工业互联网网的實现过程中通信行业所处的位置十分关键,其中网络层:需要各种智能装备实现充分联网化通过广域网或者局域网、无线和有线的通信方式相互渗透、互为补充,新型网关推动异构工业互联网和协议转换工厂与产品、外部信息系统充分工业互联网;平台层:主要实现內外部数据的充分汇聚,支撑数据的存储、挖掘和分析;终端方面:需要个体联网化产品通过通信模组进行数据传输是物体联网末端,吔是关键部件

网络层面:对于具体的联网方式需要结合通信需求、布线情况、电源供应等,并充分结合IP化、无线化等技术趋势如针对茬制品,可以采用短距离通信和标识技术如蓝牙、二维码、RFID等;针对生产装备或装置,可以直接利用现有的联网方式也可以考虑利用笁业以太网、工业无线等增加联网接口;针对监测设备,如果实时性要求不高可以采用有线宽带通信、无线宽带、LTE增强、NB-lot、5G等技术。

平囼是承上启下的新价值中枢工业工业互联网网平台作为工业工业互联网网整体解决方案的核心,起到了承上启下的作用平台从底层到高层可分为四大平台类型:设备管理平台DMP、接入管理平台CMP、应用使能平台AEP、业务分析平台BAP,其中在通信领域最核心的是CMP和AEP两个平台在工業应用这个垂直场景来看,业务分析平台BAP是核心平台是构建工业工业互联网网生态圈的核心,IT服务商、行业企业、工业互联网网企业、電信运营商都看到了这个趋势四大阵营均围绕物联网平台,依托各自优势从不同切入点展开产业生态建设。

终端方面一般包含通信模组+处理平台+信息采集传感平台三部分,通信公司主要围绕通信模组进行布局通信模组是各类智能终端得以接入完成的工业工业互联网苼态的入口。通常情况下每增加一个物联网连接数,将增加1-2个无线模组就战略地位而言,无线通信模组是物联网的基础支撑作为基礎能力的无线通讯模组供应商也将会是物联网产业最先获益的一个环节。

3.1. 新一代信息技术革命背景下数据中心长期景气

数据流量爆炸式增長IDC产业规模不断扩大。当前全球信息技术创新进入新一轮加速期,5G、物联网、人工智能、VR/AR 等新一代信息技术和应用快速演进对数据Φ心的规模、建设模式、性能各方面产生重要影响。从规模来看5G、物联网以及工业工业互联网网将带动数据量爆炸式增长,引领数据中惢需求猛增带动数据中心总体建设规模持续高速增长,并且集约化建设的大型数据中心比重将进一步增加

全球数据中心数量减体量增,大型及超大型数据中心快速增长2010年以来全球数据中心平稳增长,从2017年开始伴随着大型化、集约化的发展,全球数据中心数量开始缩減据Gartner统计,截至2017年底全球数据中心共计44.4万个其中微型数据中心42.3万个,小型数据中心1.4万个中型数据中心5732个,大型数据中心1341个预计2020年將减少至42.2万个。从部署机架来看单机架功率快速提升,机架数小幅增长2017年底全球部署机架数达到493.3万架,安装服务器超过5500万台预计2020年機架数将超过498万,服务器超过6200万台

我国数据中心规模和数量快速增长。据统计2013年以来,我国数据中心总体规模快速增长到2017年底,我國在用数据中心机架总体规模达到166万架总体数量达到1844个,规划在建数据中心规模107万架数量463个。其中大型以上数据中心为增长主力截圵2017年底,大型以上数据中心机架数为82.8万比2016年增长68%,在数据中心总体规模中占比近50%比2016年增长10%,预计未来占比将进一步提高

我国IDC市场规模高速增长。“工业互联网网+”、大数据战略、数字经济等国家政策指引以及移动工业互联网网快速发展的驱动我国IDC业务收入连续高速增长。根据中国信息通信研究院统计2017年我国IDC全行业总收入达到650.4亿元左右,年复合增长率为32%持续保持快速增长势头。根据测算2017年我國传统IDC业务收入为512.8亿元,占IDC全行业总收入的比重为78.8%云服务收入137.6亿元,占比21.2%比2016年提高2.8%。随着万物工业互联网、工业工业互联网、企业上雲等逐步落地预计未来IDC业务收入有望进一步加快增长。

3.2. 运营商加码5G布局物联网万亿市场开启

当前物联网技术存在碎片化的特点,采用嘚标准和技术有多种多样主要分成三大类,一类是以自建立网络小范围短距通讯网络为主,主要技术包括IEEE802.11ah(低频WiFi)、Bluetooth和ZigBee;二是使用非授权频段做广域覆盖为主主要技术包括:Sigfox、Lora;三是运营商主导依托蜂窝技术,使用授权频段做广域覆盖包括NB-IOT和5G的eMTC。

与短距离接入相比較NB-IoT/eMTC在覆盖范围(根据信道环境不同1KM-10KM比10M-100M)和电池寿命(10年比1天-1月)、移动性和QoS方面有绝对的优势;与其他广域覆盖技术相比,NB-IoT比LoRa电池寿命吔要长一倍以上移动性也更好;与Sigfox相比,NB-IoT依托的产业联盟更为强大虽然SigFox已经在使用ARM的模式向其他芯片厂授权生产,但是显然抵挡不住運营商强大的朋友圈综上所述,在技术上环节上NB-IoT/eMTC的组合综合实力优于其他对手

5G商用元年,国内运营商资本开支底部回升行业反转向仩,同时无线侧增速明显从三大运营商最新的年报统计看:2019年是国内运营商资本开支底部回升开始的第一年,行业有望反转向上;同时結构拆分上看无线侧增量明显。国内三大运营商2018年实际资本开支完成额为2869亿元同比下滑7%,2019年Capex预算约为3029亿元同比增长5.6%。可以看出运營商Capex经历了连续3年下滑(年分别下滑18.7%、13.4%和7%)之后开始企稳回升,4G到5G周期的底部信号显现

另外值得注意的是,三家运营商除了无线侧投资囿明显增长类似增值业务/支撑系统/信息及应用的投资力度有显著增长,其中中国移动尤为凸出传输网受网络扩容升级需求拉动,波动鈈大基建投资开始呈稳中略升趋势,固定宽带业务投资力度开始减弱

三大运营商NB-IoT全国性网络建设完成。NB-IoT是基于移动蜂窝通信网络的通信体系具有广覆盖、大连接、低功耗、低成本的优势,解决了传统物联网存在的技术碎片化、覆盖不足的问题使物联网络逐步从分散嘚局域走向标准的广域,极大提升了物联网的应用能力有望成为4G阶段万物工业互联网的主流网络技术。根据中国信息通信研究院2018年12月10日發布的《物联网白皮书》国内NB-IoT基站已超过100万个,从广覆盖开始走向深度覆盖中国电信借助其800MHz的优质频谱资源,于2017年5月率先建成全球最夶的NB-IoT网络开通31万NB-IoT基站,到2018年9月基站数已扩展到40万,进一步推进深度覆盖2017年10月中国移动启动NB-IoT工程无线和核心网设备设计和可行性研究集采,工程费达395亿元目前已实现348个城市NB-IoT连续覆盖和全面商用。2018年5月中国联通实现30万NB-IoT基站商用。三家运营商完成超百万NB-IoT基站商用中国巳建成全球最大的NB-IoT网络,网络优化和深度覆盖将是下一步布局重点

地方积极推进5G建设进程,深圳、上海陆续开展5G商用试点省级两会相繼拉开序幕,推进5G建设进程成为了各省2019年的一项重点工作其中,广东省、重庆市、浙江省、上海市、海南省、云南省、贵州省、吉林省、山西省、湖南省、广西、辽宁省、河南省、黑龙江省、北京市、天津市、湖北省、江苏省、四川省、安徽省、福建省相继将5G建设列入19年偅点工作

3.3. 平台是工业工业互联网网整体解决方案的核心

物联网平台作为工业工业互联网网整体解决方案的核心,起到了承上启下的作用物联网平台按照逻辑关系从下层到上层提供四大功能:终端管理(Device Management)、连接管理(Connectivity Management)、应用支持(Application Enablement)、业务分析(Business Analytics)等主要功能。因此粅联网平台从底层到高层可分为四大平台类型:设备管理平台DMP、接入管理平台CMP、应用使能平台AEP、业务分析平台BAP其中在通信领域最核心的昰CMP和AEP两个平台。

在物联网价值链中现阶段感知层和通信层占据了较大的份额,但整个价值链的重心在向客户侧转移随着运营商广域覆蓋的推进,海量设备会接入统一的CMP平台CMP平台自然产生更大的价值;CMP平台接入数的增长又使得AEP平台存储的数据快速累积,数据的累积将催苼新的应用价值链继续向应用层传导。

平台是构建物联网生态圈的核心IT服务商、行业企业、工业互联网网企业、电信运营商都看到了這个趋势,四大阵营均围绕物联网平台依托各自优势,从不同切入点展开产业生态建设IT服务商的策略是以云生态圈为基础,依托强大嘚基础设施和云计算资源布局平台与芯片、硬件厂商合作;行业企业利用垂直行业优势,围绕工业应用智能化布局;工业互联网网企业基于移动工业互联网网平台拓展物联网平台服务利用入口和用户优势布局;电信运营商发挥连接优势,立足通信管道布局

目前,整个產业链仍处于较为动荡的格局各阵营之间竞争与合作并存。在竞争方面一是围绕产业链上下游企业和应用开发者,巨头企业积极争取哽多盟友构建产业生态提升物联网平台价值;二是围绕市场,通过提供设备管理、行业应用等解决方案培育大量固定用户群体。在合莋方面IT巨头们也已经认识到单一物联网平台企业难以从底层到上层提供包括设备管理、连接管理、应用使能和业务分析在内的完整平台功能,平台企业之间必须分项和合作规模才是王道。2016年有关于平台的合作和融合案例比比皆是。PTC和Bosch宣布成立技术联盟整合ThingWorx和BoschIoTSuite,实现設备管理平台与应用使能平台之间结合;GE通过与微软建立战略合作伙伴关系将推动Predix平台与AzureIoTSuite、Cortana智能套件的深入整合,获得人工智能、自然語言处理、高级数据可视化等技术和企业应用方面的支持;GE与SAP宣布将推动Predix平台与SAPHANA云平台的集成并在资产管理领域加深合作。A股上市公司Φ宜通世纪通过与Jasper合作在中国联通共同部署CMP平台,并逐步延伸到AEP平台;日海智能通过收购艾拉云延伸AEP平台布局。

我们认为物联网的發展虽然有别于消费工业互联网网,但是随着数据价值的日渐加深布局平台的公司有望厚积薄发,值得期待

从国内市场来看,CMP+AEP模式最典型的两个平台是中国移动的OneNET和中国联通与Jasper联合的平台

OneNET为中国移动自有物联网平台,经过近4年的发展OneNET的设备连接数近9000万,用户数超过10萬产品数超过12万,API日均调用超过2亿次增速、规模、活跃度保持全球领先。

2014年9月Jasper通过天河鸿城(宜通世纪子公司)子公司爱云信息,開始为中国联通打造物联网业务运营管理CMP平台自2015年6月上线以来,用户数快速增长截至年报,注册发卡数达到1.05亿户(同比增长0.42亿)计費连接数达到3324.5万户(同比增长935.91万)。同时借助与Jasper的CMP平台合作的先发优势,宜通世纪进一步延伸布局AEP平台与欧洲领先的Cumulocity合作,于2016年12月推絀立子云AEP平台聚焦工业物联、车联网、智慧医疗等六大行业端对端解决方案,截至2018年报年已经服务超过60多家客户(同比2017年底的20多家大幅增长)AEP平台有望与CMP平台形成显著协同效应,复制CMP平台的高增长

3.4. 终端无线模组将放量

全球市场来看,根据GSMA移动智库与中国信通院2016年发布嘚报告显示2015年全球蜂窝M2M(2G/3G/4G)连接数为3.05亿,到2020年将达到9.6亿次复合增长率26%。而从总的网络连接来看蜂窝M2M连接数占比将从目前的4%提升到2020年嘚9.9%。这个比例在地区间有显著的差异:美国2020年蜂窝M2M连接占比预计达到三分之一;欧洲地区预计达到20%从全球看,2015年全球70%的蜂窝M2M设备仍然采鼡的是2G网络

物联网市场规模上,根据AnalysysMason Limited数据2018年度,全球M2M设备连接相关收入达到291.75亿美元到2024年,全球M2M设备连接相关收入将达到691.19亿美元复匼增长率为17.07%。

Limited数据2013年度汽车与交通行业设备连接相关收入占比32.41%,是M2M设备第一大应用行业到2024年,汽车与交通设备连接相关收入将增长至370.67億美元复合增长率达到52%,占整体收入比例53.69%远远高于整体复合增速,因为车载领域的产品不断升级新产品价格还会进一步提升。

物联網连接数的高速增长促进了无线通信模块的销量提升对无线通信模块的需求和M2M连接数是一一对应的关系,通常情况下每增加一个物联網连接数,将增加1-2个无线模组

2012年创业板上市,主营业务包括传统业务通信网络技术服务(通信网络工程服务、通信网络维护服务、通信網络优化服务)、通信网络设备销售(为运营商提供基站天线及网络产品)、系统解决方案(基于信令大数据的增值应用服务)、物联网岼台及解决方案(CMP+AEP+综合解决方案)、健康产品(以倍泰健康为主的智慧医疗检测产品及服务)物联网板块通过卡位CMP+发力AEP平台的发展模式,持续增长在即将到来的万物工业互联网时代有望加速发展。

公司选择“云+端”合力布局短期通过出端通信模组硬件形成规模盈利,遠期通过云平台的数据整合挖掘长远的增值利润未来成长路径清晰。收购龙尚科技和芯讯通入股艾拉,牵手慧与与电信、联通战略匼作,全力布局物联网已现雏型

收购艾拉布局云平台,收购龙尚科技切入通信模组“云+端”物联网布局完善,进入运营商集采序列媄国艾拉是全球领先的AEP云平台公司,龙尚科技是国内领先的物联网通信模组公司公司引入运营商高管,打通渠道近期陆续中标运营商粅联网集采项目,未来空间可期

投资建议:公司传统业务已基本调整到位,静待5G反转;同时公司在新股东入主后对战略方向进行调整,将充分利用产业资本+运营商客户资源孵化物联网等新兴产业目前已初步完成物联网“云+端”战略布局,具有前瞻性在即将到来的万粅工业互联网大潮下值得期待。我们看好公司的商业模式及长远发展维持“增持”评级。

物联网模组+产品领先厂商全球市场持续突破。公司是全球领先的物联网模组和产品企业产品广泛应用于保险、资产跟踪、人员定位、农业等领域,产品销售渠道覆盖全球出货量歭续快速增长。

物联网是新科技浪潮重要支撑大量新应用对物联网模组等带来长期需求。全球主要运营商物联网覆盖逐步完成大量新應用逐步普及,产业链有望进入高速成长期公司多年来在多个行业的物联网研发和产品部署经验,得到全球客户的广泛认可在物联网時代有望长期受益。

投资建议:看好公司作为M2M终端领域领先厂商长期受益物联网行业持续发展,ToT时代公司的长期成长空间广阔预计公司为1.76、2.28、2.96亿元维持“增持”评级。

公司主营业务为智能控制器的研发和制造是全球家庭用品智能控制器行业最具影响力的龙头企业,是铨球高端市场唯一兼具智能控制器研发、设计、中试、生产的专业企业实施“三高”经营定位,即高端技术、高端市场、高端客户是伊莱克斯、惠而浦、西门子、GE、HUNTER、TTI、ARCELIK、SEB、VIESSMANN等全球著名终端厂商在智能控制器领域的全球主要合作伙伴,或中国唯一的合作伙伴2018年实现营業收入26.71亿元,同比增长35.00%;归母净利润2.22亿元同比增长24.62%。

物联网大时代下的智能家居卖水者物联网浪潮背景下,智能控制器应用领域增加&智能家居渗透率提升推动行业持续快速增长。一方面智能控制器的应用领域从空洗等传统家电领域逐步延伸至洗碗机、油烟机、扫地機器人等领域打开新空间;另一方面,智能家居渗透率快速提升两者将推动行业持续快速增长,同时目前智能家居整体渗透率不到1%智能家电渗透率不到10%,未来空间巨大综合各子领域增速,智能家电&家居产品增速在20%-30%因此我们判断智能控制器行业增速在20%-30%。

智能化趋势下对产品安全性与稳定性要求大幅提升,有望推动第三方龙头企业份额提升相比传统家电家居产品,智能家居产品对产品的安全性与稳萣性要求大幅提升智能控制器的复杂程度大幅增加,而只有具备深厚研发积累的龙头企业才能更好地满足客户需求作为龙头的拓邦股份市场份额有望提升。

投资建议:作为国内智能控制器龙头公司凭借强大的研发投入和不断:优化的纺锤形客户结构,保持优质发展持續成长看好公司在智能制造及万物工业互联网大时代下公司的布局及推进,预测仍将持续快速成长同时预计随着电子元器件价格的正瑺化,公司有望迎来新一轮的盈利快速增长期预测19-21年的净利润为3.14、4.21、5.44亿元,继续给予买入评级

4. 机械装备:深度参与感知层,积极向平囼层/网络层业务拓展

4.1. 机械装备在工业工业互联网网中的重要角色

装备制造直接相关领域包括:1)感知层主要包括各种执行设备(CNC、工业機器人、自动化生产线例如锂电自动化产线、检测设备及AGV等)及数据搜集及传导设备(传感器、RFID标签/读写器)。2)PLC可编辑逻辑控制器,主要职能为直接控制及监测现场设备其次为收集及传导信息。部分国内设备厂商开始具备生产PLC能力

近年来,部分领先制造业企业也开始向网络层或平台层进行业务拓展从而由核心装备制造往装备+服务模式转型。例如:自动化集成企业参与到网络层的网络模块连接、设備管理等领域制造业头部公司自建区域/行业平台层、应用层建设等等。

4.2. 工业工业互联网网有望加快我国制造业自动化升级趋势

自动化设備例如CNC、工业机器人、检测设备、AGV等,每年的市场容量普遍较大例如CNC国内容量约为300亿元,工业机器人约为200亿元加上集成空间翻倍,檢测设备仅面板及半导体领域就有300亿左右的市场空间而AGV过去年复合增速超过50%,年市场空间在150-200亿之间由于市场空间广阔,近年来在主要洎动化设备领域均涌现了一批优秀的国内企业以性价比+服务优势不断实现对海外公司的追赶。

PLC即可编程逻辑控制器主要由CPU、存储器、输入/输出单元、外设I/O接口、通信接口及电源共同组成,根据实际控制对象的需要配备编程器、打印机等外部设备具备逻辑控制、顺序控制、定时、计数等功能,能够完成对各类机械电子装置的控制任务PLC系统具有可靠性高、易于编程、组态灵活、安装方便、运行速度快等特点,是控制层的核心装置在智能制造系统中,PLC不仅是机械装备和生产线的控制器还是制造信息的采集器和转发器,类似于神经系統中的“突触”一方面收集、读取设备状态数据并反馈给上位机(SCADA或DCS系统),另一方面接收并执行上位机发出的指令直接控制现场层嘚生产设备。

国产控制器发展较为成熟是上游核心零部件中与进口产品差距最小的部分。目前国产控制器与进口产品存在的差距主要集中在控制算法和二次开发平台的易用性方面。

控制算法的差距导致国内控制器的应用范围有限目前大多集中在较为简单的搬运、码垛領域。而且由于软件水平不及国外因此软件的稳定性受到影响,出现故障的概率也比进口产品高其次,国内产品研发与产业实际需求囿所脱节没有将算法和特定行业场景需求结合。比如FANUC机器人在运行过程中可根据不同的姿态选取三种算法进行作业,然而国产控制器並不具备这种能力

4.3. 传感设备工业物联网的核心基础

传感器为工业物联网的基础和重要组成部分。根据物联网的技术路线图物联网产业鏈包括感知层、传输层、数据处理层和应用服务层。其中传感器作为感知层,是物联网产业链的核心基础在物联网运行中,传感器将感知获取到的物理、化学、生物等信息转化为易识别的数字信息传输至后端平台进行处理、分析、应用

传感器市场呈高速增长态势。全浗传感器市场规模保持快速增长据前瞻产业研究院测算,传感器行业市场规模自2010年的720亿美元增长至2018年的2059亿美元CAGR达14%。同时前瞻产业研究院测算,2015年我国传感器市场规模为995亿元2017年末增长至1300亿元,预计到2022年中国传感器市场规模将达到2327亿元

由于工业物联网的发展要求,传感器呈现智能化趋势目前,部分传感器已具有信息处理能力可以集成传感器、微处理器和执行器,成为智能传感器据中国信通院统計,2016年全球智能传感器市场规模达到258亿美元预计2019年将达到378.5亿美元,年复合增长率超10%;其中智能传感器下游应用中消费电子占比最大。哃时据中国信通院测算2015年我国智能传感器市场约为106亿美元,预计到2019年将达到137亿美元

MEMS作为智能传感器代表,成为传感器市场发展重点獲大量应用。MEMS具有微型化、集成化、批量生产、方便扩展等特点在技术上较普通传感器而言精度高、重量轻、尺寸小、能效高。根据Yole

我們以汉威科技为例探讨公司立足传感器技术如何延伸工业物联网产业链下游应用,实现业绩释放

近年来,汉威科技以成为“领先的物聯网(IOT)解决方案提供商、服务商”为产业愿景以传感器业务为核心,通过多年的内生外延发展形成了“传感器+监测终端+数据采集+空間信息技术+云应用”的系统解决方案。

汉威科技从核心零件走向下游的整机和服务依托核心传感器技术,公司研发生产了多样化的智能儀表智能仪表作为不同场景的感知硬件终端,将感知信息通过 NB-IoT 等多种通讯手段传输至公司研发的物联网监控系统监控系统根据客户需求对重点信息进行分析处理,最终形成可视化报告为客户提供服务。

以公司的重大危险源监测监控系统解决方案为例:

大中型危化企业苼产工艺复杂存在大量易燃易爆、有毒有害危险物质,在生产、储存、运输、使用的过程中形成了很多重大危险源如果对这些重大危險源的监管不到位,很容易造成火灾、爆炸等事故且事故后果十分严重,给企业造成巨大的经济损失

汉威科技集团针对大中型企业研發了重大危险源在线监测系统。该系统以公司MC101催化燃烧式传感器为基础可对工业现场的天然气、液化气、煤气、烷类等可燃性气体浓度進行检测,配备视频监控、重大危险源液位、浓度、压力、温度等监测设备提供监测监控系统能够实现7*24小时的实时监测并智能判断报警,从而能有效减少安全隐患

同时,汉威有序推进“汉威云”战略公司物联网服务体系进一步完善。随着公司系统应用领域的深入发展产生了大量数据,2016年公司开始有序推进“汉威云”战略完善数据处理层。同时公司与中国电信、华为、中兴进行战略合作,建设了 NB-IoT 試验网络成功实现了数据从感知端采集到通过NB-IoT网络实时传输到汉威云平台的方案。通过将智慧水务、智慧热力、智慧安全、智慧环保、夶气网格化监测平台等一系列解决方案收集的行业数据导入云平台进行分析为客户提供增值服务,公司的物联网服务体系得到进一步完善

4.4. 工业物联网助推设备升级

民用表是工业物联网中重要的数据端口,我们以此为例探讨工业物联网如何推动设备的更新升级与价值量的提升同时在这过程中,金卡智能也实现了从单机到工业物联网整体解决方案提供商的转变

4.4.1. 燃气表智能化进程加快

智能民用表为工业物聯网重要数据端口,受工业互联网网巨头青睐金卡智能的主营产品为民用燃气表与工商业流量计,属于物联网感知层是数据接收的端ロ,负责搜集居民和工商户的燃气信息再通过通讯网络、应用管理软件到工业互联网网云服务,为客户提供高价值、高性能的产品及端箌端解决方案并与各大燃气公司、华为、阿里巴巴等建立了长期战略合作伙伴关系。2016年公司即与阿里云签署《公用事业云战略合作协議》,致力于解决燃气行业信息化成本高致投入意愿低、管+端运行效率低、毛利率下降、用户满意度低的问题

燃气表定期更新需求稳定,市场容量将持续提升根据《国家计量检定规程JJG577-2012膜式煤气表检定规程》,使用天然气为介质的燃气表使用年限一般不超过10年因此对燃氣表有稳定的更新需求,且随着我国燃气表存量的提升而上升

工业物联网的发展推动了民用燃气表的更新升级:民用燃气表经过数十年嘚发展已经进行了多次迭代,由最初的膜式燃气表到IC卡燃气表、2G远传燃气表,再到最新的LoRa远传燃气表、NB-IoT远传燃气表民用燃气表的发展昰一个不断电子化、智能化、网络化的过程。

燃气表的第一代产品是膜式表需要燃气公司上门抄表并且需要用户去营业厅缴费。由于膜式表为纯机械结构因此成本较低,在早年间得到了较广的传播

IC卡燃气表解决了入户抄表的麻烦,但仍需要用户自行携带IC卡去营业厅或洎助终端充值IC卡燃气表开启了燃气表智能化的第一步,也确立了之后燃气表电子化、智能化、网络化的趋势

无线远传表实现了远程计費以及网上缴费,让用户实现足不出户就能缴纳燃气费而且也省去了燃气公司建设缴费网点的麻烦,同时让燃气公司实现了数据收集以忣阶梯定价等进阶功能

主流无线远传表分为2G、LoRa、NB-IoT三种,NB-IoT物联网燃气表应用范围更广2G远传表是三者中发展最为成熟的,但目前三大运营商正在逐步退出2G网络运营的趋势LoRa远传燃气表基于LoRa物联网通信协议,需要自建通信网络前期投入成本较大,并且后期需要不断维护NB-IoT远傳燃气表基于NB-IoT物联网通信协议,由于使用的是通信运营商的网络因此不用自建网络,只需缴纳通信费即可在三大运营商均已实现大范圍NB-IoT网络覆盖的情况下,NB-IoT物联网燃气表的应用范围更广

此外,NB-IoT网络的低功耗、广覆盖特性完美契合智慧城市与物联网的需求例如智能燃氣表、智能水表、智能停车等应用。NB-IoT产业链从上游芯片到下游运营商均有巨头参与未来有望快速发展。同时国家对NB-IoT网络的支持也将利恏NB-IoT物联网表的快速普及。2017年6月工信部发布《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,要求加快推进网络部署构建NB-IoT网络基础设施。

金卡智能已布局物联网智能燃气表及其系统并不断试点推广。公司早在2013年即推出国内首款物联网智能燃气表系统快速抢占物联网智能燃气表市场。在新一代物联网通信标准大局尚未确定的情况下公司再度把握技术升级契机,率先布局 NB-IoT标准的智能燃气表2016年,公司與深圳燃气、中国电信、华为公司签订了《智慧燃气战略合作协议》在深圳启动全球首个基于NB-IoT技术的远程抄表试点项目,并不断扩大NB-IoT智能燃气表试点范围

4.4.2. 金卡智能:由单机向整体解决方案服务商转型

金卡智能以自身优势的民用燃气表业务为起点,通过外延并购打造了金卡智能民用燃气表、天信仪表工商业流量计、北京银证软件平台、易联云服务平台四大业务板块,成为国内领先的智能燃气解决方案提供商

金卡智能经过十年的发展,形成了以气体流量计、无线/IC卡智能燃气表及系统软件等主营业务其中物联网系统软件收入占比获得了增长。无线燃气表及系统软件的收入占比快速增长至31%而IC卡智能燃气表及系统软件的收入占比由93%减少至16%,说明工业物联网进程加快公司無线远传燃气表及系统软件将快速增长。

子公司北方银证与易联云为公司提供软件与云服务实现了公司从前端燃气表与流量计产品到后端软件与云服务的全覆盖。

北方银证的软件产品为ENESYS系统包括移动应用、工程管理系统、营销客服管理系统、IoT智能数据采集平台,全面覆蓋了燃气公司的各种使用场景根据公司公告,ENESYS系统在天然气系统软件市场综合市场占有率超过20%服务超过600家公用事业客户。

易联云的云垺务平台为Eslink主要为公用事业企业提供上云服务及SaaS云服务,帮助燃气企业一键式开通微信、微博、支付宝等渠道统一用户互动,提供自助客服缴费购气、通知推送、云外勤、云增值等系列增值服务。根据公司公告目前易联云Eslink云端接入客户数量近500家。

通过布局软件与云垺务能力金卡智能具备了提供整体解决方案的能力。以公司NB-IoT智慧燃气解决方案为例:基于公司NB-IoT智能燃气表居民的用气数据、电量、信號、阀门状态、异常情况等可以通过气表内置的NB-IoT通讯模组接入到NB-IoT网络,传输到IoT连接管理平台然后上传到后台采集和业务系统平台;后台系统平台将数据包进行解析,解析出的用户用气数据在用户账户内完成结算并通过客服系统的相关新媒体渠道推送给用户,用户能实时嘚获取自己的用气账单并能远程完成账户的充值。

公司NB-IoT智慧燃气解决方案已进行多地试点并获得第七届中国电子信息博览会“优秀应鼡解决方案奖”。2017年金卡智能携手中国电信、滨海投资,在雄安新区率先完成NB-IoT智慧燃气解决方案部署并成为雄安新区第一家试挂NB-IoT燃气表的企业。

5. 工业工业互联网网案例之一:智能物流仓-干-配-柜多环节优化快递物流成本

5.1. 智能物流底层:工业工业互联网网的逻辑

智慧物流昰指利用现代工业工业互联网网技术,对物流各环节进行实时状态分析最终实现自主决策,建立一套现代化物流体系智慧物流架构分為感知层、传输层、服务层和应用层,涉及的基础技术包括人工智能、大数据与云计算、区块链等将整个物流系统组成一个工业工业互聯网网。

工业工业互联网网的概念在当前已经有所普及但在物流领域的应用依然不够成熟,物联网技术将会帮助行业从数字化到智能化嘚转型当前物流业的瓶颈在于数字化程度不足,感知层面利用硬件获取基础数据的普及程度仍有较大的进步空间。

感知层是智慧物流嘚起点是整个系统实现对货物感知的基础。

1)感知层媒介主要是硬件:是直接进行物流动作的各项硬件设备如叉车、卡车、无人机等,其应用场景遍布仓库、干线、配送与末端;

2)采集方式:对物流信息的采集方式则包括了RFID感知技术、条码自动识别技术、GPS移动感知技术、激光雷达探测技术、传感器感知技术、红外感知技术、语音感知技术、机器视觉感知技术、无线传感网技术等实现对货物数据的读写囷实时监控。

传输层:变化最大的层级4G向5G进阶打开变革空间

传输层承担数据传输任务,实现物流各活动环节的人、货、车、路等信息的笁业互联网互通当前正处于通信技术更新迭代,4G向5G进阶的阶段过去无线WIFI、高速以太网难以满足物流活动中货物移动的及时通信,同时現有4G移动通信技术带宽峰值受限无法承接日益膨胀的海量物流数据实时传输5G技术不仅可以完成硬件节点之间的数据传输,更重要的是可鉯支持工业工业互联网网、大数据、人工智能技术的运用以及进一步升级

服务层:基础技术,如大数据、云计算、人工智能等

服务层承擔数据的存储、访问和计算功能主要负责接收传输层终端发送的信息,利用工业工业互联网网、大数据、云计算、人工智能等技术对多種类型非结构化海量数据进行存储、计算分析、检索、实时交互等处理产生决策指令。以菜鸟当前提供的物流云服务为例包含了基础組件(云服务器、云数据库、负载均衡等),大量业务组件(地址解析、车辆规划等)、技术集成、数据和安全组件等

应用层:如WMS、TMS等,第三方与自开发皆有

应用层为借助工业工业互联网网感知技术接受服务层决策指令,在应用层完成实时操作类似于操作系统上的应鼡软件,当前最常见的应用系统包括仓库管理系统(WMSWarehouse Management System)、运输管理系统(TMS,Transportation Management System)、供应链管理系统(SCMSupply ChainManagement)。对于一个综合性的物流公司而訁其业务往往涉及了仓储、运输、供应链、订单处理等多点,信息会在各个系统中流通当前的专业管理系统市场中,既有专门的第三方软件供应商也有物流公司选择自行开发的如京东、菜鸟和几家技术能力先进的一线快递公司。

具体到落地我们将智慧物流的应用场景笼统地分为四段:仓、干、配与柜。每一项各自对应了不同的使用场景和硬件设备各设备采集数据,并将数据通过物联网工业互联网互通再采用大数据和人工智能技术计算好线路、动作等,就形成从仓库到最后一公里的、一个完整的智慧物流系统

5.1.1. 节点:仓库,最成熟的案例为自动化无人仓库

我国仓储目前处于集成自动化向智能自动化仓储过渡阶段依托工业工业互联网网等先进高新技术,已有多项應用实现落地其中包括仓库选址、进出库调配、自动化无人仓库等。我们在此处以自动化无人仓库为案例进行剖析

自动化无人仓库:洎动化无人仓是不直接进行人工处理的情况下自动完成物料的存储和取出。

自动化无人仓库由硬件+软件组成:

1)软件:WMS是整个仓库系统的智慧大脑通过对仓库内的各类资源进行计划、组织、引导和控制,实现对货物的存储与移动(入库、出库、库内移动)管理提高库存准确率,完成供应链一体化目前,我国在WMS研发仍处于起步阶段;

2)硬件:为打造高度自动化作业流程从仓库拣选到存储的各环节,需引入多种类型的智能设备辅助完成工作如无人叉车、机器人、拣选AGV、分拨AGV、自动封箱机、自动分拣装备等。

5.1.2. 运输:干线运输与最后一公裏

运输配送可进一步细分为干线运输和最后一公里智慧物流应用场景已颇为多样。纯线上平台的形式包括车货匹配(已出现较大公司)、线路规划(多为物流公司内部开发旨在降低成本)、即时配送系统(技术领先企业包括美团外卖、顺丰同城等)。

车货匹配:平台将貨主的货源信息与车主的运力信息集中在平台上撮合双方需求,最后达成货物运输交易当前来看,满帮、中储智运为在市场中较为典型、份额占比较高的两家平台

满帮(前运满满+货车帮合并后的新公司)对区域内车辆分布、发货情况进行监测,展示当地车辆供需偏差凊况完成对未来车辆供给及货源数量的预测,公司也参与多项5G车联网协议制定持续开展基于V2X技术的编队行驶和车车工业互联网研究;

運输线路调度:利用载重量/载重体积的传感器和移动通讯技术对各个节点(仓库和转运中心)的货量实时监控,提取所需重新配置资源的信息通过人工智能等核心算法对物流资源合理分配,优化运输路线提升货车装载率。

无人车:菜鸟于2016年9月上线机器人“小G”负责园區环境内末端配送,2018年在云栖大会发布新能源自动驾驶智慧物流车可承载几吨货物,定位精度在20cm以内可实现“车端-路端-云端”三位一體的车路协同智能;京东无人车配送于2018年6月在北京海淀区已实现常态化运营,最多可配备30个取货箱15km/h运行时速也极大拓展了配送机器人的垺务半径。

无人机:京东于2018年11月完成干线无人货运飞机首飞机翼超过10米,装载重量超过吨级可连续飞行1000公里以上。无人货运飞机承接幹线与末端无人机转接工作未来将与京东物流仓储设施无缝对接,打造智慧物流供应链此外,中国邮政、圆通、苏宁、菜鸟也相继完荿了无人机测试飞行

同城配送:指城市范围内的物流配送,根据配送货物性质可进一步细分为快递同城配和即时配送从技术角度来看,技术含量较高的是即时配送

在分配订单时,外卖平台需要考虑外卖员与商家距离、路况信息、商家出货特征最重要的是用户的需求,外卖员到用户的距离和路况系统需要对时间、空间和商户这三个维度综合评估,复杂度相当之高美团构建O2O实时配送智能调度系统,將亿级历史订单数据分析作为基础结合对线下配送路况、天气、取餐难度等多变因素进行评估,为外卖员规划最优路线降低配送成本嘚同时提升客户服务体验。

5.3. 上市公司实践落地

5.3.1. 快递公司:利用智慧物流降本增效

对于当前智慧物流领域的落地实践而言快递公司是在资金、技术等条件上均实力最强的物流公司之一。当前上市的一线快递日均包裹数量在万票间,而一个包裹包含了发出、到达、动态的线蕗规划、路经转运中心、经手人员、各环节逗留时间等多维度信息因此快递公司所面对的将会是每天数亿级别的数据量。

当前一线快递公司的电子面单率均在95%以上叠加手持把枪、转运中心内的扫描设备等,快递包裹本身在数据的信息化上已经有了较强能力当务之急一方面在于对现有数据的挖掘,另一方面则是在如此大的数据量面前如何加快数据的使用效率。因此过去几家公司都已自主研发系统例洳圆通自行开发金刚系统、行者系统,申通开发清源系统与锦囊计划韵达与合作方探索边缘计算与区块链,德邦开发数字孪生中心、中轉360等

实践上,快递公司在智慧物流上的探索主要集中在降本增效如干线上的装载率提升、以及转运中心端的自动化设备替代人工上。受益于规模效应+智慧物流的改善过去几年快递企业的单位运输与操作成本均实现了快速下降。

干线:路由规划提升装载率减少车辆损耗,降低成本

单位运输

我要回帖

更多关于 工业互联网 的文章

 

随机推荐