2021年10月18日-19日，2021全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會成功召開。大會期間《全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)十大最具成長性技術(shù)展望(2021-2022年)》正式發(fā)布。
當前，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)新動態(tài)及發(fā)展態(tài)勢，在柴天佑院士的指導(dǎo)下，中國工業(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標準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架構(gòu)、SDN管控模型，可構(gòu)建抗干擾能力強、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)(包括車間級生產(chǎn)網(wǎng)以及現(xiàn)場級工業(yè)閉環(huán)控制網(wǎng)絡(luò))，促進人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算融合，助力產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。
技術(shù)配圖：
圖片來源：《工業(yè)光網(wǎng)白皮書》
2.面向邊緣計算的區(qū)塊鏈技術(shù)
是指將區(qū)塊鏈的節(jié)點部署在邊緣計算節(jié)點設(shè)備中，邊緣計算提供計算資源與存儲能力，區(qū)塊鏈提供安全與可信的環(huán)境，進而實現(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)點共存下高傳輸準確性差的問題。該技術(shù)可有效解決邊緣節(jié)點間相互通信時可能遭受的網(wǎng)絡(luò)攻擊問題，提升數(shù)據(jù)管理、存儲和傳輸?shù)陌踩?，在工業(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：
圖片來源：《郵電設(shè)計技術(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)通過網(wǎng)絡(luò)連接分布式的計算節(jié)點，進行服務(wù)的自動化部署、最優(yōu)路由和負載均衡。該技術(shù)可實現(xiàn)對算網(wǎng)資源的感知、控制和調(diào)度，提高網(wǎng)絡(luò)和計算資源利用率，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)同計算技術(shù)
是指由基于微服務(wù)框架的邊緣計算平臺、中心云服務(wù)器、邊緣節(jié)點構(gòu)成的協(xié)同計算技術(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)用計算的同時減輕云服務(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)點計算能力與海量數(shù)據(jù)計算資源需求之間的問題，提高工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)部署的靈活性與可擴展性。
技術(shù)配圖：
圖片來源：《邊緣計算與云計算協(xié)同白皮書》
5.基于數(shù)據(jù)增強的小樣本學(xué)習(xí)技術(shù)
是指通過輔助數(shù)據(jù)或輔助信息,對原有的小樣本數(shù)據(jù)集進行數(shù)據(jù)擴充或特征增強，以更強的數(shù)據(jù)泛化能力降低數(shù)據(jù)獲取與存儲成本的技術(shù)。該技術(shù)可依托無標簽數(shù)據(jù)或者生成帶標簽數(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)拓撲結(jié)構(gòu)不完整等問題，提升工業(yè)數(shù)據(jù)的價值。
技術(shù)配圖：
圖片來源：《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、標識解析、工業(yè)通訊等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)不同機器設(shè)備、不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型的統(tǒng)一、不同模型間的無縫互操作、不同標識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、價值流、級別，解決了非標組件的適配和信息失控問題，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：
圖片來源：德國電子電氣行業(yè)協(xié)會
7.云原生大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)技術(shù)
是指利用容器化、動態(tài)管理、微服務(wù)等云原生技術(shù)，實現(xiàn)在公有云、私有云和混合云等云化環(huán)境下構(gòu)建和運行彈性可擴展的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。該技術(shù)契合了大數(shù)據(jù)系統(tǒng)云化過程中求彈性、求擴展的訴求，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的按需創(chuàng)建、按需擴縮、運維托管。該技術(shù)能夠為行業(yè)客戶提供快速可復(fù)制的大數(shù)據(jù)處理能力，是解決未來超大規(guī)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(shù)配圖：
圖片來源：ArchSummit2021年全球架構(gòu)師峰會
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，通過適配封裝及多模式服務(wù)，實現(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)要素進行系統(tǒng)封裝，能處理工業(yè)要素的動態(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)可及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互阻塞點，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)定運行。
技術(shù)配圖：
圖片來源：《計算機集成制造系統(tǒng)》期刊
9.基于增強現(xiàn)實的人機交互技術(shù)
是指將人工智能、擴展現(xiàn)實和自動化技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用型技術(shù)。該技術(shù)借助增強現(xiàn)實介質(zhì)進行設(shè)備狀況識別,基于邊緣側(cè)算力和云端模型進行信息處理分析，實現(xiàn)現(xiàn)場工人與遠程專家的協(xié)同交互，現(xiàn)場設(shè)備與設(shè)備模型的實時交互。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場產(chǎn)品監(jiān)測、遠程運維、作業(yè)指導(dǎo)等相關(guān)場景中，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。
技術(shù)配圖：
圖片來源：《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、持續(xù)信任評估、動態(tài)風(fēng)險度量等功能的零信任架構(gòu)。該技術(shù)利用動態(tài)認證、訪問授權(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、保護、發(fā)現(xiàn)、響應(yīng)、恢復(fù)等各個環(huán)節(jié)幫助系統(tǒng)建立安全防護能力。
技術(shù)配圖：
圖片來源：《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，將為我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。
鳴 謝
柴天佑 中國工程院院士
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 中國社會科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟研究所
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）
