必威美国先进制造战略

　　必威美国先进制造战略美国先进制造战略聚焦三大技术领域，进行优先突破，即先进制造的“传感一控制一平台”（ASCPM)“可视化一信息化一数字化”（VIDM）及“先进材料”（AMM）3个领域。从美国先进制造战略的任务来看，工业互联网是先进制造战略的重要组成部分，是实现先进制造战略的关键要素。从2011年至今，在美国政府的大力投入和引导下，产业界、学术界纷纷加入先进制造战略的推进工作中。

　　（1）持续顶层设计，在奥巴马任内，通过白宫科学技术办公室（OSTP）和总统科学技术顾问委员会（PCAST，现已被裁撤）基本完成了对美国先进制造业发展的整体布局。2011年在PCAST的推动下，成立了先进制造伙伴关系引导委员会（AMPSC），成员主要来自企业和学术界，同年推出先进制造业伙伴关系计划（AMP1.0）。2012年，美国正式推出《先进制造业国家战略计划》。2015年，美国国家科技委员会（NSTC）下设的CPS高级研究组对外公布了《CPS愿景》，对工业互联网在美国先进制造业国家战略中的地位给予了明确肯定。

　　（2）打造创新网络，美国政府计划在未来10年打造45个基础研发机构，组成“国家制造创新网络”（NNMI）。目前已建成增材制造、轻材料和现代金属、电力电子、集成光电子、卓越制造中心、卓越材料中心等研究所。2014年10月，美国发布了《加速美国先进制造业》报告，强调重点发展先进传感、控制和平台系统（ASCPM），可视化、信息化和数字化制造（VIDM），先进材料制造（AMM）三大领域。2016年，美国政府发布《美国国家创新战略》，提出要打造可持续发展的创新网络和生态体系。

　　（3）加大财政投入，美国国家标准与技术研究院（NIST）作为美国先进制造的重要支撑机构，2015一2016年的预算分别为9亿美元和11亿美元，2014-2016年支持工业技术服务和国家制造业创新网络的预算额持续上涨，分别为2.8亿美元、4.0亿美元和4.5亿美元。2018年，美国国家科学基金会（NSF）向联邦政府申请2.2亿美元用于支持网络相关的材料、技术和基础设施（CEMMSS）的研发和基础设施的投资建设。

　　（4）统一技术标准，以美国国家标准研究院（NIST）为主导，制定新的产业标准、关键系统的数据共通性标准和新材料特性数据标准，促进信息物理系统的数据交换，保障数据安全。美国工业互联网联盟（IC）通过建立测试床，在开发工业互联网产品解决方案的同时，不断探索行业标准，强化自己在行业标准方面的线个测试床通过了审核。

　　（5）优化商业环境，美国采用PPP（Public-Private Partnership）模式，通过联邦政府资金引导相关企业加强合作，发挥各企业在不同研发和转化阶段的优势，加速实现商业化。美国商务部“制造拓展伙伴计划”积极帮助小型制造企业采用新技术改善供应链，投资1.3亿美元创建试点，鼓励小企业采用新技术创新产品供应。此外，还建立新的贸易执法机构，强化对所谓的“不公平国际贸易”的审查等。

　　美国能源部预测，工业互联网能够节省12%的设备定期维修成本，降低30%的总体维护成本，并能消除70%的故障率必威。工业互联网还有助于加速新模式、新业态的发展，为工业电子商务、工业大数据分析、供应链金融等生产性服务业提供更坚实的支撑，推动专业化、高品质、高附加值的现代服务业不断壮大。

　　美国工业互联网联盟（IC）由GE联合AT&T必威、思科、IBM和英特尔于2014年3月发起，由对象管理组织（OMG）管理。2015年6月,IIC发布工业互联网参考架构IIRA(Industrial Internet ReferenceArchitecture)。在工业领域建立新物联网能力的过程中，工业互联网

　　参考架构（IRA）是重要的第一步，将帮助开发者更快做出反应。借助IIRA可以创造新方法来组织工业应用，从设计主导向实用主导转变。IIRA为工业互联网系统的各要素及相互关系提供了通用语言必威，在通用语言的帮助下，开发者可为系统选取所需要素。

　　IC发布的工业互联网参考架构（IIRA）包括商业视角、使用视角、功能视角和实现视角4个视角（引自ISO/IEC/IEEE42010：2011），并论述了系统安全、信息安全、弹性、互操作性、连接性、数据管理、高级数据分析、智能控制、动态组合九大系统特性。

　　（1）商业视角。从商业视角来看，在企业中建立工业互联网系统之后，利益相关者的企业愿景、价值观和企业目标被更多聚焦。它进一步明确了工业互联网系统如何通过映射基本的系统功能达到既定目标。这些问题都是以企业为主体的，特定的企业决策者、产品经理和系统工程师会对此产生兴趣，如果将商业实现与复杂系统流程对接。

　　（2）使用视角。使用视角指出系统预期使用中的一些问题，它通常表示为最终实现基本系统功能的人或逻辑用户活动序列。这些问题通常涉及系统工程师、产品经理和其他利益相关者，包括参与工业互联网系统规范制定和代表最终使用用户的人。

　　（3）功能视角。功能视角聚焦工业互联网系统里的功能元件，包括它们的相互关系、结构、相互之间接口与交互，以及与环境外部的相互作用，支撑整个系统的使用。该视角确定了商业、运营、信息、应用和控制五大功能领域，对系统组件建筑师、开发商和集成商有强大的吸引力。

　　（4）实现视角。实现视角主要关注功能部件之间的通信方案与生命周期所需要的技术问题。这些功能部件通过活动来实现协调并支持系统能力。此视角所关注的问题与系统组件工程师、开发商、集成商和系统运营商有密切联系。

　　（1）系统安全。系统安全是系统运转的核心问题，单个组件的安全不能保证整个系统的安全，缺乏系统行为预测前提下很难预警系统安全问题。

　　（4）互操作性。工业互联网系统由不同厂商和组织的不同组件装配而成，这些组件需确保基于兼容通信协议的相互通信功能，基于共同概念模型互相交换与解释信息，基于交互方期望在重组方式下相互作用。

　　（5）连接性。无处不在的连接是工业互联网系统运行的关键基础技术之一，针对系统内的分布式工业传感器、、设备、网关和其他子系统，需要定义新的连接性功能层模型。

　　（6）数据管理。工业互联网系统数据管理包含涉及从使用角度考虑的任务角色和从功能角度看的功能组件的具体协调活动，如数据分析、发布与订阅、查询、存储与检索、集成、描述和呈现、数据框架和权限管理。

　　（7）高级数据分析。分析与先进的数据处理过程将来自传感器的数据进行转换与分析，从而提取能提供特定功能的有效信息，给运营商提供有价值的建议，支持实时业务与运营决策。

　　（9）动态组合。工业互联网系统需要对各种来源的分散组件进行安全、稳定和可扩展组合。这些组合通常基于不同协议，提供可靠的端到端服务。

　　总体来说，工业互联网参考架构（IIRA）将现存的和新兴的标准统一在相同的结构中，同时，ⅡC正建立垂直领域应用案例分类表，在参考架构系化地推进应用。