工业互联网平台关键技术研究与应用实践

工业互联网平台关键技术研究与应用实践

张春海

黑龙江技师学院 158100

摘要：工业互联网平台是连接企业、园区、产业链等多主体的重要载体，是工业互联网新技术与实体经济深度融合的枢纽，是工业系统各环节全面数字化、网络化、智能化的基础设施。工业互联网平台发展经历了从技术研发到产业培育，从局部探索到系统布局，从单一功能到生态繁荣，从单点智能到多点协同等发展阶段。我国工业互联网平台建设取得积极进展，在平台数量、平台功能、平台服务等方面均实现了较大的提升。但在核心技术研发和行业应用推广方面与发达国家相比仍存在一定差距。本文基于我国工业互联网平台发展现状，分析了我国工业互联网平台存在的主要问题，并提出相关对策建议。

关键词：工业；互联网平台；关键技术；应用实践

1.工业互联网平台发展现状

经过多年发展，我国工业互联网平台建设取得了积极进展，平台体系建设已经取得阶段性成果，基本形成以工业互联网平台企业为核心、地方和行业企业广泛参与的平台发展格局。一是平台体系建设初步形成，基本形成覆盖全产业链、全价值链的工业互联网平台体系。我国工业互联网平台数量达800多个，重点领域的平台数量超过20个，具备一定行业和区域影响力的平台数量超过60个。工业互联网平台服务种类日益丰富，提供信息服务、研发设计服务、生产制造服务、企业运营管理服务等多领域、多层次服务。二是平台体系建设取得初步成效，以大型企业为代表的工业互联网平台向多领域拓展延伸。工业互联网平台企业积极探索跨行业跨领域互联互通和融合创新，面向行业和区域进行布局，加快构建资源要素汇聚和动态配置能力。工业互联网平台发展从单一功能向综合应用延伸拓展，从行业应用逐步拓展到区域应用。三是平台体系建设成效显著，初步形成工业互联网发展生态。我国工业互联网平台企业积极推动创新发展，探索形成了一批可复制、可推广的商业模式和典型应用场景，带动了大量中小企业上云用云，助力中小企业数字化转型和产业生态构建。

2.我国工业互联网平台存在的主要问题

我国工业互联网平台发展起步较晚，与发达国家相比还存在一定差距。一是核心技术短板突出，支撑平台化应用的基础技术研究尚不深入。工业互联网平台的建设需要大量的数据采集、边缘计算、边缘存储等核心技术，而我国相关领域研究起步较晚，仍处于发展初期。二是核心架构缺乏自主创新，工业互联网平台核心架构与国外存在较大差距。我国工业互联网平台主要采用开源架构，国外多采用自建架构，开源架构更适合我国国情。三是平台应用尚不普及，行业赋能效果有限。工业互联网平台提供了一系列的能力服务，但目前应用场景有限、覆盖行业有限，尚不能实现规模化应用。

与发达国家相比，我国工业互联网平台在发展过程中面临一些共性问题：一是工业基础能力相对薄弱，企业对工业互联网的理解程度和投入意愿不足。目前我国大部分企业存在“不想上、不敢上、不会上”的问题，尤其是中小企业对工业互联网了解不足，认识不清。二是数据采集和汇聚能力不足，各平台的数据接口、协议等标准尚不统一。三是跨行业、跨领域模型库不健全，缺乏通用的模型构建工具和公共数据集。四是工业知识经验沉淀不足，难以有效支撑平台化应用和大规模推广。五是缺乏通用的平台标准和应用指导规范，缺乏跨行业、跨领域的综合性解决方案。六是产业生态尚不完善，缺乏开放共享的应用创新平台和解决方案开发工具集。

3.主要关键技术研究进展

工业互联网平台涉及的关键技术众多，目前主要集中在数据采集、边缘计算、网络技术、智能分析和安全防护五大领域。在数据采集方面，以 PLC为代表的工业现场控制系统得到广泛应用，工业以太网和现场总线向各类设备和产线延伸，推动着数据采集方式的变革。智能传感器技术已经广泛应用于企业的产品质量、生产工艺、设备运行状态等方面的监控，以及能源消耗等方面的监测。

在边缘计算方面，工业控制系统边缘节点是工业互联网平台的重要组成部分，是实现工业大数据存储与处理的重要载体。边缘计算具有高效计算、存储和处理数据等特点，能够实现工业设备、企业资源和信息系统之间的数据融合与共享。

在网络技术方面，工业互联网平台对网络提出了新的需求。一方面需要构建高带宽、低时延、高可靠的网络体系；另一方面需要开发智能网关、边缘计算设备等硬件产品和解决方案。在智能分析与安全防护方面，工业互联网平台需要依托大数据处理技术对海量数据进行分析，实现海量数据存储与处理。同时，需要利用安全防护技术保障平台的正常运行。

4.典型应用实践

工业互联网平台的应用实践，涉及企业内外部资源配置、产品全生命周期管理、产业链协同优化等方面，企业通过平台优化提升核心竞争力，带动产业链上下游协同发展，并为智能制造、智慧城市建设提供支撑。一是产品全生命周期管理方面，海尔COSMOPlat基于工业互联网平台实现了从产品设计、制造到销售的全流程数字化，建立了企业端到端的数据驱动业务创新模式。以海尔洗衣机行业为例，基于

COSMOPlat平台实现了从订单到生产全流程的数字化管理，提高了产品设计效率和质量，降低了供应链成本，并通过跨领域、跨行业的生态协同创造了新的商业模式。二是产业链协同优化方面，美的集团基于工业互联网平台打通了从客户订单、生产计划到供应链管理、财务结算等产业链上下游多个环节之间的数据链路，实现了产品设计、生产、采购、销售全流程数字化和网络化，推动形成“用户+工厂”的新模式。以美的空调行业为例，基于COSMOPlat平台打通了产品设计、智能制造、质量管控等关键环节，通过产品全生命周期管理和能效优化平台实现了产品成本降低6%以上。三是产业链协同优化方面，海尔COSMOPlat实现了跨产业的产业链协同优化。

5.发展趋势及对策建议

我国工业互联网平台的发展，既面临着复杂多变的国内外环境，也面临着新一代信息技术的广泛应用。随着5G、区块链、人工智能等新一代信息技术在工业互联网平台上的加速应用，将带来各方面的变革。工业互联网平台将向数据驱动、软件定义、平台协同、智能反馈方向发展，促进各领域深度融合。未来，将有更多技术和模式创新出现，促进融合发展。工业互联网平台将更加注重跨领域跨行业的生态体系建设，以平台为核心构建工业 APP开发生态和工业技术服务生态。未来，随着5G、人工智能、区块链等新一代信息技术与制造业深度融合，将推动企业研发设计、生产制造、经营管理和服务模式创新，推动多方协同创新与跨领域资源整合，构建全要素、全产业链、全价值链的全新制造和服务体系。

6.结语

随着工业4.0时代的来临，工业互联网平台作为连接物理世界与数字世界的桥梁，其重要性日益凸显。通过对工业互联网平台的发展现状进行深入研究，我们不难发现，尽管我国在这一领域取得了显著进步，但仍面临诸多挑战。关键技术的突破与创新，以及应用实践的深化与拓展，是推动工业互联网平台持续发展的关键。总之，工业互联网平台作为推动工业转型升级的关键力量，其未来发展将充满机遇与挑战。我们应抓住机遇、应对挑战，推动工业互联网平台在技术创新与应用实践上取得更大突破与发展。

参考文献：

1.胡海忠.基于SM9的工业互联网安全认证平台关键技术研究[D].杭州电子科技大学,2023.

2.张硕.面向异构协议兼容的工业互联网平台关键技术研究[J].自动化与仪表,2023,38(06):109-114.

3.工信部：加快关键技术攻关壮大多层次工业互联网平台体系[J].日用电器,2023,(08):7.