2021年10月18日-19日，2021全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)成功召開。大會(huì)期間《全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)十大最具成長(zhǎng)性技術(shù)展望(2021-2022年)》正式發(fā)布。
當(dāng)前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已步入發(fā)展快車道，正處于重大突破的戰(zhàn)略窗口期。為跟蹤研判全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新動(dòng)態(tài)及發(fā)展態(tài)勢(shì)，在柴天佑院士的指導(dǎo)下，中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新探索，基于研究成果，提出全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)十大最具成長(zhǎng)性技術(shù)展望(2021-2022年)：
1.基于全光連接的工業(yè)PON技術(shù)
是指基于ITU-T/IEEE/ETSI的PON標(biāo)準(zhǔn)體系所提出的全光網(wǎng)連接技術(shù)。該技術(shù)采用開放軟硬件平臺(tái)架構(gòu)、SDN管控模型，可構(gòu)建抗干擾能力強(qiáng)、傳輸帶寬高、異構(gòu)協(xié)議互轉(zhuǎn)、網(wǎng)絡(luò)安全性高、部署經(jīng)濟(jì)性好的工廠網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)可應(yīng)用于企業(yè)信息網(wǎng)、工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)(包括車間級(jí)生產(chǎn)網(wǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)閉環(huán)控制網(wǎng)絡(luò))，促進(jìn)人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算融合，助力產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
技術(shù)配圖：
圖片來(lái)源：《工業(yè)光網(wǎng)白皮書》
2.面向邊緣計(jì)算的區(qū)塊鏈技術(shù)
是指將區(qū)塊鏈的節(jié)點(diǎn)部署在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)設(shè)備中，邊緣計(jì)算提供計(jì)算資源與存儲(chǔ)能力，區(qū)塊鏈提供安全與可信的環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)二者協(xié)同融合的技術(shù)。該技術(shù)可在保證多主體間數(shù)據(jù)安全共享流轉(zhuǎn)的情況下，解決邊緣側(cè)大量節(jié)點(diǎn)共存下高傳輸準(zhǔn)確性差的問(wèn)題。該技術(shù)可有效解決邊緣節(jié)點(diǎn)間相互通信時(shí)可能遭受的網(wǎng)絡(luò)攻擊問(wèn)題，提升數(shù)據(jù)管理、存儲(chǔ)和傳輸?shù)陌踩裕诠I(yè)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。
技術(shù)配圖：
圖片來(lái)源：《郵電設(shè)計(jì)技術(shù)》期刊
3.算力感知網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，依托新架構(gòu)、新協(xié)議、新度量形成的新型算力感知網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該技術(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接分布式的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行服務(wù)的自動(dòng)化部署、最優(yōu)路由和負(fù)載均衡。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)算網(wǎng)資源的感知、控制和調(diào)度，提高網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算資源利用率，滿足企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中泛在連接所需的算力、互聯(lián)和協(xié)同要求。
技術(shù)配圖：
圖片來(lái)源：《中興通訊技術(shù)》期刊
4.基于微服務(wù)的邊緣智能協(xié)同計(jì)算技術(shù)
是指由基于微服務(wù)框架的邊緣計(jì)算平臺(tái)、中心云服務(wù)器、邊緣節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的協(xié)同計(jì)算技術(shù)。該技術(shù)聚焦物端設(shè)備間的協(xié)作，利用微服務(wù)技術(shù)提供的負(fù)載均衡、配置統(tǒng)一管理等功能形成合理的任務(wù)分配優(yōu)化策略，在邊緣側(cè)完成各種工業(yè)智能應(yīng)用計(jì)算的同時(shí)減輕云服務(wù)器到物端設(shè)備的算力開銷。該技術(shù)可解決單一邊緣節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力與海量數(shù)據(jù)計(jì)算資源需求之間的問(wèn)題，提高工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)部署的靈活性與可擴(kuò)展性。
技術(shù)配圖：
圖片來(lái)源：《邊緣計(jì)算與云計(jì)算協(xié)同白皮書》
5.基于數(shù)據(jù)增強(qiáng)的小樣本學(xué)習(xí)技術(shù)
是指通過(guò)輔助數(shù)據(jù)或輔助信息,對(duì)原有的小樣本數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)充或特征增強(qiáng)，以更強(qiáng)的數(shù)據(jù)泛化能力降低數(shù)據(jù)獲取與存儲(chǔ)成本的技術(shù)。該技術(shù)可依托無(wú)標(biāo)簽數(shù)據(jù)或者生成帶標(biāo)簽數(shù)據(jù)，在原樣本的特征空間中添加便于分類的特征，將數(shù)據(jù)中隱含的結(jié)構(gòu)性信息進(jìn)行顯性挖掘。該技術(shù)可有效解決工業(yè)數(shù)據(jù)稀疏或終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不完整等問(wèn)題，提升工業(yè)數(shù)據(jù)的價(jià)值。
技術(shù)配圖：
圖片來(lái)源：《ACM Computing Surveys》期刊
6.資產(chǎn)管理殼技術(shù)
是為數(shù)字孿生建立數(shù)據(jù)信息互聯(lián)、信息內(nèi)容互通、數(shù)據(jù)機(jī)理模型互操作的管理方法結(jié)構(gòu)。該技術(shù)具有數(shù)據(jù)集成、模型管理、標(biāo)識(shí)解析、工業(yè)通訊等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)不同機(jī)器設(shè)備、不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型的統(tǒng)一、不同模型間的無(wú)縫互操作、不同標(biāo)識(shí)間的鑒別與靈活提取以及不同協(xié)議間的信息共享。該技術(shù)規(guī)定了管理組件的層次、價(jià)值流、級(jí)別，解決了非標(biāo)組件的適配和信息失控問(wèn)題，為統(tǒng)一數(shù)字孿生數(shù)據(jù)信息與模型規(guī)范提供了關(guān)鍵支撐。
技術(shù)配圖：
圖片來(lái)源：德國(guó)電子電氣行業(yè)協(xié)會(huì)
7.云原生大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)技術(shù)
是指利用容器化、動(dòng)態(tài)管理、微服務(wù)等云原生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在公有云、私有云和混合云等云化環(huán)境下構(gòu)建和運(yùn)行彈性可擴(kuò)展的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。該技術(shù)契合了大數(shù)據(jù)系統(tǒng)云化過(guò)程中求彈性、求擴(kuò)展的訴求，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的按需創(chuàng)建、按需擴(kuò)縮、運(yùn)維托管。該技術(shù)能夠?yàn)樾袠I(yè)客戶提供快速可復(fù)制的大數(shù)據(jù)處理能力，是解決未來(lái)超大規(guī)模下的特征工程、計(jì)算資源等性能瓶頸問(wèn)題的重要底座。
技術(shù)配圖：
圖片來(lái)源：ArchSummit2021年全球架構(gòu)師峰會(huì)
8.基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的松耦合組織結(jié)構(gòu)技術(shù)
是指基于發(fā)布/訂閱模式，通過(guò)適配封裝及多模式服務(wù)，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)系統(tǒng)互聯(lián)互通的組織結(jié)構(gòu)。該技術(shù)將工業(yè)要素進(jìn)行系統(tǒng)封裝，能處理工業(yè)要素的動(dòng)態(tài)加入和退出、管控工業(yè)要素和數(shù)據(jù)交互的狀態(tài)。該技術(shù)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互阻塞點(diǎn)，平衡工業(yè)要素間的耦合度，滿足系統(tǒng)柔性可配置的應(yīng)用需求，保障工業(yè)互聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
技術(shù)配圖：
圖片來(lái)源：《計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)》期刊
9.基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的人機(jī)交互技術(shù)
是指將人工智能、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)和自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用型技術(shù)。該技術(shù)借助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)介質(zhì)進(jìn)行設(shè)備狀況識(shí)別,基于邊緣側(cè)算力和云端模型進(jìn)行信息處理分析，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工人與遠(yuǎn)程專家的協(xié)同交互，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與設(shè)備模型的實(shí)時(shí)交互。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程運(yùn)維、作業(yè)指導(dǎo)等相關(guān)場(chǎng)景中，相較于傳統(tǒng)操作模式具有更高維度、更廣視距、更深沉浸的優(yōu)勢(shì)。
技術(shù)配圖：
圖片來(lái)源：《航空制造技術(shù)》期刊
10.面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的零信任架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)
是指基于零信任理念，具有以身份為中心、業(yè)務(wù)安全訪問(wèn)、持續(xù)信任評(píng)估、動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度量等功能的零信任架構(gòu)。該技術(shù)利用動(dòng)態(tài)認(rèn)證、訪問(wèn)授權(quán)、密鑰等重新構(gòu)建信任基礎(chǔ)，消除原有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的信任概念，防止數(shù)據(jù)泄露。該技術(shù)可充分考慮已知和未知威脅，結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系各層需求，在檢測(cè)、保護(hù)、發(fā)現(xiàn)、響應(yīng)、恢復(fù)等各個(gè)環(huán)節(jié)幫助系統(tǒng)建立安全防護(hù)能力。
技術(shù)配圖：
圖片來(lái)源：《保密科學(xué)技術(shù)》期刊
科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷創(chuàng)新是推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要力量。持續(xù)跟蹤、研判技術(shù)變化趨勢(shì)，將為我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
鳴 謝
柴天佑 中國(guó)工程院院士
劉勇攀 清華大學(xué)
劉 馳 北京理工大學(xué)
盧紹文 東北大學(xué)
郭朝先 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所
解 侖 北京科技大學(xué)
高偉東 北京郵電大學(xué)
楊 冬 北京交通大學(xué)
魏 旻 重慶郵電大學(xué)
張 焱 重慶郵電大學(xué)
（轉(zhuǎn)載）
