新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu) 2024

新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)湯立波工業(yè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入發(fā)展新階段口工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是企業(yè)用于研發(fā)、生產(chǎn)、辦公、經(jīng)營(yíng)等活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，涵蓋工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)層次，是連接生產(chǎn)各環(huán)節(jié)人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。第四次工業(yè)革命(智能化)第二次工業(yè)革命(電氣化)第四次工業(yè)革命(智能化)第二次工業(yè)革命(電氣化)第三次工業(yè)革命(自動(dòng)化)(機(jī)械化)蒸汽機(jī)鐵路/鋼鐵電力電氣石油/汽車互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人工智能工業(yè)網(wǎng)絡(luò)1.0(模擬電路)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)2.0(數(shù)字網(wǎng)絡(luò))局部互聯(lián)，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)2.0(數(shù)字網(wǎng)絡(luò))局部互聯(lián)，支撐自動(dòng)化新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)全面智能化三大驅(qū)動(dòng)力促進(jìn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)代際更新技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)新技術(shù)不斷創(chuàng)新迭代，工業(yè)與ICT技術(shù)加速融合●5G、云計(jì)算、軟件定義網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)逐步成熟，加速向工業(yè)領(lǐng)域各場(chǎng)景拓展應(yīng)用●以大模型、大數(shù)據(jù)為代表的智業(yè)智能發(fā)展的加速器應(yīng)用需求牽引產(chǎn)業(yè)升級(jí)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)工業(yè)應(yīng)用不斷創(chuàng)新●從解決企業(yè)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)內(nèi)部連接的簡(jiǎn)單傳輸網(wǎng)絡(luò)，向業(yè)務(wù)驅(qū)向柔性生產(chǎn)、遠(yuǎn)程操控、協(xié)同設(shè)計(jì)等復(fù)雜場(chǎng)景演進(jìn)生態(tài)重構(gòu)加速產(chǎn)業(yè)鏈日趨開(kāi)放，加速工業(yè)網(wǎng)絡(luò)生態(tài)重構(gòu)●開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放源代碼和開(kāi)放同的開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)方向演進(jìn)鏈重構(gòu)控網(wǎng)算集成控網(wǎng)算集成構(gòu)建面向工業(yè)管理和控制的算網(wǎng)基座。資源—體化部署、動(dòng)態(tài)分配。·控+網(wǎng)+算：工控、計(jì)算、網(wǎng)聯(lián)能力進(jìn)一步集成，提供開(kāi)放化、協(xié)同化、智能化的一區(qū)級(jí)網(wǎng)絡(luò)毫秒級(jí)，城域級(jí)網(wǎng)絡(luò)10毫秒級(jí)。等不同類型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)協(xié)同融合，實(shí)現(xiàn)端到端確定性保障?？氐拇_定性能力協(xié)作，實(shí)現(xiàn)確定性的應(yīng)用服務(wù)。2確定承載泛在互聯(lián)比提升，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，并從生產(chǎn)外圍向生產(chǎn)核心延展。設(shè)備、跨系統(tǒng)、跨廠商的數(shù)據(jù)連接和集化P將新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)五大新特征(續(xù))開(kāi)放智能·產(chǎn)業(yè)開(kāi)放，網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議解耦合，控制系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)將不再與具體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)強(qiáng)綁定，打破少數(shù)巨頭對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的控制，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新開(kāi)放。·本體智能，通過(guò)集成人工智能(Al)和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)自身變得智能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、故障自愈性修復(fù)、資源智能化管理及模型自主訓(xùn)練等?；谛滦凸I(yè)網(wǎng)絡(luò)體系，全面支撐元宇宙、人工智能、工業(yè)大模型、數(shù)字孿生等創(chuàng)新智能化技術(shù)在工業(yè)場(chǎng)景下應(yīng)5安全可控5通過(guò)增強(qiáng)主動(dòng)防御、智能感知、協(xié)同處理等能力，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠、安全可信?！?shù)據(jù)可控，通過(guò)構(gòu)建數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)可控、數(shù)據(jù)使用可控、安全風(fēng)險(xiǎn)可控的網(wǎng)絡(luò)體系，滿足企業(yè)對(duì)于自身數(shù)據(jù)高安全性要求。智能防火墻+微隔離+沙箱等措施構(gòu)智能防火墻+微隔離+沙箱等措施構(gòu)新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)能力愿景無(wú)線化以太/IP化一體化確定化一體化確定化泛在互聯(lián)確定承載控網(wǎng)算確定承載控網(wǎng)算集成去耦合化開(kāi)放化開(kāi)放智能安全可控開(kāi)放化開(kāi)放智能安全可控智能化可預(yù)期化智能化工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)趨勢(shì)現(xiàn)場(chǎng)邊緣中心現(xiàn)場(chǎng)邊緣中心現(xiàn)場(chǎng)算力現(xiàn)場(chǎng)接入網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)算力SCADADCS網(wǎng)聯(lián)邊緣匯聚網(wǎng)中心骨干網(wǎng)邊緣算力中心算力算力中心決策邊緣管控工控現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)(控網(wǎng)算一體化)技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系。(算力三級(jí))中心算力(算力三級(jí))中心算力中心骨干網(wǎng)中心決策經(jīng)營(yíng)管中心決策業(yè)算力邊緣算力打通工控?cái)?shù)據(jù)流轉(zhuǎn)業(yè)算力邊緣算力打通工控?cái)?shù)據(jù)流轉(zhuǎn)工業(yè)5G邊緣匯聚網(wǎng)邊緣管控資源現(xiàn)場(chǎng)接入網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)算力傳藤生產(chǎn)制現(xiàn)場(chǎng)接入網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)算力傳藤構(gòu)構(gòu)體系架構(gòu)-網(wǎng)聯(lián)功能視圖口網(wǎng)聯(lián)視圖立足于打造全維度、通用化的工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系，現(xiàn)場(chǎng)域，邊緣域和中心域三域聯(lián)動(dòng)可以有效支撐新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)五大新特征的實(shí)現(xiàn)。確定性光骨干網(wǎng)確定性路由骨干網(wǎng)40odon核心路由槽中心決策中心骨干網(wǎng)大二層算力網(wǎng)絡(luò)中心決策中心骨干網(wǎng)云原生網(wǎng)中算力中心域?qū)崿F(xiàn)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)管理邊緣匯聚同邊綠管腔邊緣匯聚同邊綠管腔現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)接入網(wǎng)力現(xiàn)場(chǎng)域?qū)崿F(xiàn)車間內(nèi)人機(jī)物接入，通過(guò)多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的通信模塊和端設(shè)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)接入網(wǎng)力未來(lái)網(wǎng)聯(lián)三域?qū)⒊尸F(xiàn)出現(xiàn)場(chǎng)域異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合、邊緣域高質(zhì)量承載網(wǎng)絡(luò)組合、中心域云化網(wǎng)絡(luò)協(xié)同體系架構(gòu)-工控功能視圖網(wǎng)邊緣網(wǎng)實(shí)時(shí)虛擬機(jī)非實(shí)時(shí)虛擬機(jī)開(kāi)發(fā)生態(tài)開(kāi)放化軟件服務(wù)化件通用化實(shí)時(shí)虛擬機(jī)非實(shí)時(shí)虛擬機(jī)度運(yùn)動(dòng)控一設(shè)備智能化硬件通用化和軟件服務(wù)化將成為新型工業(yè)控制的重要演進(jìn)方向。中心決策非實(shí)時(shí)的調(diào)度編排、模型訓(xùn)邊緣管控以實(shí)時(shí)+非實(shí)時(shí)虛擬機(jī)方式，現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行一般內(nèi)嵌在執(zhí)行、傳感系統(tǒng)中，智能化能力逐體系架構(gòu)-算力功能視圖口“算力是智能涌現(xiàn)的動(dòng)力引擎”,算力規(guī)模直接決定了人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的實(shí)際效能。中心決策中心中心算力是集中式的算力資源中心，一般以工業(yè)云的形式存在，具有大中心云邊精密協(xié)同云邊精密協(xié)同邊緣管控邊緣算力是由靠近生產(chǎn)線的智能計(jì)算設(shè)備組成，滿足工業(yè)應(yīng)用實(shí)時(shí)性邊緣管控邊端精密協(xié)同邊端精密協(xié)同現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行算現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)算力是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的本地算力，實(shí)時(shí)性最強(qiáng)，計(jì)算能力相對(duì)較弱，現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行算現(xiàn)場(chǎng)未來(lái)的工業(yè)算力將呈現(xiàn)出“分層調(diào)度、緊密協(xié)同、智能賦能”的趨勢(shì)。新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系口新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系融合工控、網(wǎng)聯(lián)、算力三維度的技術(shù)，共同促進(jìn)物理與數(shù)字世界的深度融合，支持工業(yè)領(lǐng)域新型業(yè)務(wù)的創(chuàng)新升級(jí)。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)全面接入，即時(shí)控制，設(shè)備智能；邊緣匯聚，實(shí)現(xiàn)局部性的數(shù)據(jù)匯聚、控制和智能；中心骨干，實(shí)現(xiàn)全局性的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、管控和云化智能。工業(yè)控制互操作技術(shù)虛擬化工控編排、工控信息模型等轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)無(wú)線、TSN、5G、工業(yè)確定性網(wǎng)絡(luò)等工業(yè)算力構(gòu)建技術(shù)深度學(xué)習(xí)DPU等工業(yè)控制編程技術(shù)開(kāi)放自動(dòng)化、虛擬化控制、跨平臺(tái)翻譯等管控技術(shù)柔性編排、數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)演算等工業(yè)算力管控技術(shù)確定性線程、可信計(jì)算、分布式訓(xùn)練等工業(yè)智能控制技術(shù)機(jī)器視覺(jué)控制、虛擬調(diào)試NLP大模型等融合技術(shù)有線無(wú)線融合組網(wǎng)、算網(wǎng)融合、通感一體等工業(yè)算力融合技術(shù)算力編排、度量、算控融合、算力交易技術(shù)等新工控技術(shù)體系網(wǎng)聯(lián)技術(shù)體系算力技術(shù)體系技術(shù)適用場(chǎng)景分析轉(zhuǎn)發(fā)措術(shù)轉(zhuǎn)發(fā)措術(shù)健空損術(shù)合技術(shù)場(chǎng)細(xì)確場(chǎng)細(xì)確網(wǎng)聯(lián)技術(shù)視圖●新型工控在控制互操作、控制編程以及智能化方面涌現(xiàn)了創(chuàng)新技術(shù)，逐步向軟硬件解耦、算網(wǎng)控一體、云邊端協(xié)同方向演進(jìn)?！窆た貐f(xié)議開(kāi)放化、工控設(shè)備虛擬化，工控系統(tǒng)智能化成為新型工控技術(shù)發(fā)展的三大趨勢(shì)。算力技術(shù)視圖算力技術(shù)視圖●網(wǎng)聯(lián)技術(shù)既包含傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無(wú)線，也將5G、TSN、PON等新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，在轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)、管控技術(shù)及融合技術(shù)三個(gè)方面進(jìn)行進(jìn)一步創(chuàng)新。●確定性、智能管控、多模融合是網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的演進(jìn)方向。工業(yè)控制編程工業(yè)控制編程新工控技術(shù)視圖工業(yè)控制互操作中心決羈執(zhí)行●工業(yè)算力技術(shù)包括，將異構(gòu)算力整合成可調(diào)用算力資源池的算力構(gòu)建技術(shù)，實(shí)現(xiàn)算力精確調(diào)控的算力管控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)算力、控制、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的算力融合技術(shù)。調(diào)度演進(jìn)，支撐全域全網(wǎng)智能無(wú)處不在?！ぁ缎滦凸I(yè)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)藍(lán)皮書》等系列成果·《新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)藍(lán)皮書》等系列成果體系架構(gòu)藍(lán)皮書華為技術(shù)有限公司紫金山實(shí)