[發明專利]一種工業互聯網系統架構

在審

• 申請號: 202110726359.7
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113282399A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 李海波
• 申請（專利權）人: 科東（廣州）軟件科技有限公司
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營

本發明提供了一種工業互聯網系統架構，包括感知網絡層、計算通信層、生產生態層和調度決策層；感知網絡層包括各生產節點構成的物理網絡，所述各生產節點基于生產控制指令進行生產；計算通信層用于采集并存儲各生產節點的生產要素和生產結果，并為其他各層提供云計算能力；生產生態層用于接收調度決策層的調度決策指令，生成各生產節點的所述生產控制指令，以對各生產節點進行生產控制；調度決策層用于生成調度決策指令，發送所述調度決策指令至生產生態層。本發明所述架構實現各生產節點協同控制，閉環調整外部生產要素的變化，快速響應市場需求，充分利用現有的生產要素，提高生產效率。

技術領域

本發明涉及工業互聯網領域，尤其涉及一種工業互聯網系統架構。

背景技術

工業互聯網是全球工業系統與高級計算、分析、感應技術以及互聯網連接融合的結果。它通過智能機器間的連接并最終將人機連接，著重于現有的工業相關的技術、銷售與產品體驗統合起來，創建具有適應性、資源效率的智能工廠，并在商業流程及價值流程中集成客戶以及商業伙伴的信息，提供完善的售后服務。

圖1A示出了當前工業互聯網系統架構，是一種孤立互聯結構，整個工業鏈條由一個圓形構成，在圓形上增加供應鏈、人員、生產資料來供應生產，最終產生產品供應市場。部門對部門，人員對人員，人員對部門這樣的事情交織在一個圓形平面。

雖然當前工業互聯網系統架構運行會產生大量的人員物質的數據耦合，各部門還是各自串行決策，完成所有部門的決策時間冗長，無法提高工業流程的效率；生產要素數據無法及時自動更新，而是以人為因素來確定生產要素的形成和運行，效率低下，運轉緩慢；生產要素數據信息無法和集中共享，任何一個節點的改變都會影響到整個生產的效率提升，無法利用信息對稱來推動生產企業的高效運轉；網絡結構無法保證清晰網絡輸入輸出，形成堵塞節點較為頻繁，無法適應市場快速變幻增長需求和日益增長的材料升級需求，影響生產持續性和生態鏈的健康性。

圖1B示出了云計算的網絡結構，云計算是一種基于互聯網的計算方式，通過圖1B中Hypervisor層虛擬化，實現共軟硬件資源(如圖1B云狀圖中間硬件資源)按需求共享給計算機各種終端和其他設備。得益于虛擬化技術的不斷發展，在一個云平臺虛擬化多個虛擬機(圖1B VM)。

目前云計算的云管界面只能管理非實時虛擬機，不能管理工業互聯網中各實時虛擬機，無法支撐邊緣云的計算能力與網絡資源能力，單純的云管界面無法管理整個工業互聯網。

邊緣計算使用邊緣網關對邊緣設備進行狀態管控和調整，在靠近物或數據源頭的一側，采用網絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺，就近提供最近端服務。圖1C是一個邊緣計算結構和應用示例，下部是邊緣計算的資源包括CPU計算設備、內存設備，有的還包括顯卡設備，上面其典型的邊緣應用，用于傳感、監控、無人機控制、機械手控制，還包括用于調測的串口設備。

邊緣計算目前的定義只能涉及到物聯網相關的設備進行信息流的采集和歸檔，還不能實現對實時虛擬機與非實時虛擬機一起進行協同工作運行。計算與網絡能力以及業務支撐能力受到計算力的限制，能力有限，無法展開大規模的業務運算。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種工業互聯網系統架構，其中計算通信層實時共享各生產節點的外部生產要素和生產結果，計算通信層還為其它各層提供邊緣云和中心云協同的計算能力，實現各生產節點協同控制，閉環調整外部生產要素的變化，快速響應市場需求，充分利用現有的生產要素，提高生產效率。