工业互联网基本概念范例6篇

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工业互联网基本概念

工业互联网基本概念范文1

关键词:分享经济产能平台;需求;构建

近年来,随着信息技术的快速发展,互联网+与产业的融合不断深入。基于分享经济理念的生产能力分享也呈现出蓄势待发的态势。深入理解传统工业企业的生产管理特征,厘清政府部门和企业的产能共享需求,搭建专业分享平台,打通产能分享渠道,对帮助政府公共部门(园区)研判产能生态状况,缓解企业开工(订单)不足,促进企业富余产能利用,具有一定的现实意义。

一、分享经济的基本概念

(一)分享经济的概念。分享经济的概念最早出现于20世纪中期,由美国经济学家马丁・魏茨曼(MartinWeitzman)最先提出[1]。目前比较统一的认识是,分享经济是指基于互联网等现代信息技术,通过整合和分享分散化闲置资源,以满足多样化市场需求的经济活动的总和[2],是一种市场化的资源优化配置方式。通常情况下,政府和企业一方面面临资源短缺的难题,同时又面临着资源闲置浪费的困境。但是,人们可以借助于互联网的功能,迅速整合市场上各类分散的闲置资源,并准确发现多样化的需求,实现供需双方(资源供给方和资源需求方)的快速匹配,并大幅降低需求双方的生产交易成本。

(二)产能分享的概念。按分享对象划分,分享经济主要包括产品分享、空间分享、知识技能分享、劳务分享、资金分享、生产能力分享等[2]。生产能力分享,简称为产能分享,指的是通过互联网平台,将不同企业闲置的生产能力进行整合,实现产品需求方和生产供应方有效对接的新型生产模式[2]。

二、基于分享经济理念的产能共享平台构建

(一)产能共享的基本需求。产能系指企业向用户提供某种具体产品的生产能力,或为产品生产提供专项服务的能力。通常,产能由若干具有内在联系的产能要素构成,比如企业的生产厂房、生产线、设备与工具、专利、技术团队、工人班组,以及产品研发设计、供应链配套服务、检测试验、物流、仓储等。

所谓产能共享,实质上就是产能要素的共享。正常情况下,一个企业在某一生产周期内,其生产能力是相对固定的,即基于企业既有生产线的设计产能是确定的。但受市场变化的影响,当期生产订单下降,其设计产能就出现富余,该企业希望将富余产能共享出来,与产能需求方进行合作;当期的生产订单增加(超过设计产能),其设计产能就出现不足,该企业希望将不足的产能(订单)分享出来,与产能供给方进行合作。可见,无论产能富余或产能不足,从长期看,企业都有产能共享的需要。

1、政府公共部门(园区)的产能共享需求。政府公共部门(园区),系指政府产业管理机构,以及各类产业园区。笔者以重庆某行政区的信息产业局和工业园区为样本,开展了产能服务需求问卷调查。调查结果显示,政府产业主管部门对工业产能的数据统计、现有产业的产能生态现状,特别是对其他地区发展同类产业的产能布局形势研判等,有较为迫切的需求;产业园区则对园区推广、闲置楼宇招商、产业龙头企业先进产能引进、产业链产能配套,特别是对为急需优势产能量身定制厂房楼宇等,需求强烈。

2、企业的产能共享需求。笔者以重庆地区部分手机生产企业为样本,按照手机产业链的生产制造流程,从系统研发设计、主版生产、整机组装、配套零部件供应(包括触摸屏、外壳、天线、摄像头、充电器件、马达等)、配件生产(包括模具、雕刻等)、检测、成品仓储、包装、物流等方面,开展了产能服务需求问卷调查。调查结果显示,手机企业普遍在富余产能找订单、产能不足(订单过大)找合作(代工)、优化供应链等方面,表选出较强的产能合作需求。具体包括:

订单和采购需求方面:订单普遍不足,企业对订单需求大,但企业关注订单利润和订单数量,以及对碎片化订单的成本消化;产能共享平台可对整机组装企业提供上游的订单匹配信息;采购订单呈现出小批量和碎片化趋势,不同类型订单需对应推送给不同产能类型的企业。

配套需求方面:一般企业通常有几家或者是几十家配套供应商,全国手机企业规模达几万家,加上手机行业的圈层化现象比较严重,配套企业的信息不对称的问题比较严重,急盼专业平台提供信息共享服务;企业普遍欢迎产能平台为其推送配套企业信息,为其提供多样化选择。

用工需求方面:近年来,人力成本上涨,考虑区域生活习惯的差异性,招工难、留人难现象普遍存在,用工信息不对称;地方政府建立了专业机构帮助解决招商落地企业的招工问题,希望产能平台引进第三方服务商,为有需求的企业提供服务。

物流需求方面:企业有物流拼车需求,希望引进第三方物流公司以集采或是拼车的模式降低物流成本并提升资金周转效率。

金融需求方面:企业在不同生产阶段有都资金需求,希望产能平台作为金融服务的入口,自营或是引进第三方为工业企业提供服务。

检测需求方面:出口企业以自检为主,不需要第三方检测;规模企业可将其检测能力在产能平台共享,为中小型的企业提供专项检测服务。

维修需求方面:部分企业有分享需求,特别是高精设备需要专人检修,但维护时效低,影响生产运转。

技术需求方面:希望产能平台为企业提供专业技术合作开发或是外包服务。

租售需求方面:部分企业在特定发展阶段有租赁厂房和设备的需求,生产不景气时需要出租或转让厂房和设备。

转型需求方面:企业有跨行业进行产能整合的需求,如手机屏企业可将其设备改进后生产导航屏。

(二)产能共享平台的主要功能

1、产能信息共享。产能信息共享是产能平台的基础功能,主要定位为政府公共部门(园区)、本地企业的产能信息,包括产能公共信息、产能需求信息、产能供给信息等。产能公共信息可以是产能政策信息,比如政府鼓励发展什么产能、限制什么产能,也可以是政府某一行政区域或园区的产能生态分布信息,还可以是政府产业园区的推广信息等;产能需求信息可以是政府鼓励发展的、需招商引进的某个特定产能,或产能生态链中紧缺的配套产能信息;产能供给可以是政府或园区向社会提供的富余产能或楼宇厂房等信息。

2、产能供需匹配。产能供需匹配是产能平台的核心功能,主要是通过平台系统,对产能供给方、需求方实现供需信息的自动匹配,即时推送相关信息服务,或通过用户主动检索,即时反馈匹配产能信息。这种匹配,主要通过产能平台系统的数据库,根据用户的产能信息或输入的产能关键词,自动生成反馈信息。用户可按照产能数量、质量标准、供(需)时限、价格区间、物流半径等指标,实现产能信息的精准匹配。

3、产能要素交易。产能要素交易是产能平台的辅助功能,即由交易一方产能要素交易要约邀请,通过产能平台系统第三方服务机构评估定价后,由潜在产能要素承若方进行报价(投标),并利用产能平台的交易系统实现交易,依次完成谈判、签约、交付服务、结算支付等流程。

(三)发展展望。发展分享经济已被正式写入《国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》中。作为互联网经济时代的新经济、新商业形态,分享经济正在改变传统的经济模式。产能分享,将成为未来工业经济,尤其是制造业的新的发展方式。作为产能分享的重要载体,产能信息共享与产能要素交易平台必将得到快速发展,其功能也将不断完善。

参考文献:

工业互联网基本概念范文2

关键词:物联网;计算机网络;课程群;教学改革

1 计算机网络技术课程群在物联网工程专业中的重要地位

物联网是继计算机、互联网之后信息产业的第三次革命性浪潮。它融合了智能感知、识别技术、传感器网络以及普适计算等技术,按照约定的协议,实现无处不在的物与物、物与人、人与人之间的互联,其应用领域包括医疗监测、智能交通、政府工作、智能消防、环境监测、情报搜集等。物联网公认有3个层次,其中底层是感知数据的感知层,中间是传输数据的网络层,上层是内容信息处理的应用层。

由物联网技术层次结构可以看出,物联网是三网融合的延伸和扩展,技术的核心和基础仍然是互联网。它以IP协议为基础,采用类似互联网TCP/IP协议的分层网络通信协议为上层的各种应用提供服务[1]。

从物联网技术核心需求的角度来看,计算机网络基础知识在整个物联网的课程知识体系中尤为重要。在专业建设过程中,应以互联网为核心和基础,以计算机网络课程为中心,充分考虑物联网工程专业对计算机网络知识的需求,围绕课程选取与阶梯式课程群设置、教学内容安排与衔接、教学方法与改革、实践课程体系设置等方面展开改革和探索,培养学生扎实的网络知识,为后续物联网相关课程打好基础[2]。

2 课程选取与阶梯式课程群的课程设置

课程群的课程设置不是简单的课程组合,需要对课程体系统筹规划。计算机网络技术作为一个重要的知识模块,涵盖了从计算机网络的理论基础到实践操作,再到综合应用的全部内容,是一个内涵丰富的课程体系。

湖北工业大学的物联网工程专业依托原有的网络工程专业,课程体系设置在网络工程专业的基础上进行了大幅度的修改,网络工程专业计算机网络技术课程群的主要课程见图1。

可以看出,原有计算机网络技术课程群的课程主要基于IPV4,偏重于互联网理论基础、层次模型、有线网络结构及组建、网络管理与分析等方面,并不能体现现代物联网的架构和特点。

因此,在进行物联网工程专业的计算机网络技术课程群设置过程中,笔者充分考虑物联网工程专业的需求和特点,经过大量调研和反复思考,整体改造原课程群,加入了无线网络、嵌入式、传感等知识模块,形成一条层次分明且知识体系完整而独立的课程链,主要专业核心课程有计算机网络、TCP/IP协议原理、网络互联技术、物联网技术概论、无线传感器网络、RFID原理及应用、物联网安全技术、网络编程与系统开发。物联网工程专业阶梯式计算机网络技术课程群具体课程设置见图2。

由图2可以看出,经过精心设置的物联网工程专业计算机网络技术课程群的各门课程并非简单的、平面式的结构,而是5个阶段的课程群[3],分别为网络基础理论模块、网络基础应用模块、物联网基础模块、物联网应用与安全模块、物联网综合应用与实践模块,具有良好的课程递进层次关系。

3 课程群具体的教学内容设置

计算机网络课程群主要培养物联网工程系本科生的互联网与物联网理论基础和实践能力,要求学生掌握互联网和物联网的基本理论知识与关键技术,能够理解网络体系结构与物联网总体构架,并具备网络管理与配置、网络应用与创新的能力。计算机网络课程群的建设不仅是选取内容纵向有传承关系、横向有内在联系的几门课程,还要梳理和整合课程教学内容,打破课程间的壁垒,减少重复内容并保证内容的连贯性与完整性[4]。因此,在进行课程群建设时,笔者充分考虑了课程群内诸课程在结构、内容、侧重点、时间分配等方面的相互关系。经过几年的教学实践与探索,笔者在教学内容的安排和设置方面做了如下安排和改革,见表1。

从第三学期开始,每学期逐渐增加网络方向的课程,这学期开设的计算机网络主要以培养学习兴趣和奠定网络基础为主。从最熟悉的互联网应用入手,首先阐述计算机网络的起源与发展、网络的基本概念以及网络协议与体系结构分层模型,使学生对网络整体架构有清晰的了解;然后以自底至上的顺序详细讲解网络各层次的协议内容与工作原理,并在实验环节使用抓包软件进行协议分析和观察,以验证性和演示性实验为主,使学生通过实验过程了解网络相关知识;在计算机网络课程的后期,加入对未来网络展望的内容,包括下一代因特网、物联网等知识,一方面扩展传统计算机网络授课的范畴,增加课程的广度和深度,另一方面旨在提高学生的学习兴趣,为后续课程打好基础。

第四学期的教学内容主要在第三学期课程的基础上进行扩充和深入,开设网络互联技术与TCP/IP协议原理课程。通过学习网络互联技术课程,学生将掌握交换与路由的基本知识与基本原理,培B学生对中小型园区网的组网与管理能力,能对具体的网络应用给出合理的规划和可行的解决方案,并具备解决网络中常见问题的基本技能,将理论知识付诸于应用。TCP/IP协议原理课程是计算机网络课程的延续和深化,通过课程学习,学生将深入掌握TCP/IP原理,在理论学习的基础上用程序设计语言实现,从而提高网络应用程序开发能力,夯实网络管理基础,提高网络安全意识,增强网络分析能力。

在前面两个学期学习互联网技术的基础上,第五学期的教学内容开始体现物联网特色,开设的物联网技术概论、无线传感器网络以及RFID原理及应用3门课程都是物联网专业的核心课程。物联网技术概论是学生认识物联网的起点,通过课程学习,学生能了解物联网的起源和典型应用,理解物联网的概念与内涵,并对物联网的体系架构和核心技术有充分的认识,这是一门重要的物联网技术启蒙课程。无线传感器网络和RFID原理及应用这两门课,是深入学习和研究物联网技术的核心专业课程。通过学习,学生应掌握无线传感器平台和网络架构、射频识别技术的基本概念与原理方法,为后续的综合实践环节打好理论基础。

第六学期开设的网络管理与安全和物联网安全两门课程是进阶课程,通过这两门课程的学习,学生应在掌握互联网与物联网基本原理的基础上,了解网络管理和网络安全知识模块,包括密码理论、无线传感器网络安全概述、密钥管理、安全路由、物联网中的抗干扰、射频识别的隐私与安全、物联网嵌入式系统的安全设计等基础知识,达到从理论到应用、从架构到安全的全方位提升。

第七学期设置的物联网应用综合设计及创业实践环节,旨在提高学生的综合应用和动手能力。通过为期一个月的实践学习,学生能够设计一个物联网综合应用系统,能够从系统的角度看待物联网的应用问题,并能综合利用几年来所学的互联网及物联网知识解决网络通信及应用的相关问题。

综上所述,本课程群的课程内容在设置上是完整的、连续的、突出重点的,涵盖了从基础的互联网到物联网的基本原理、体系架构、网络应用、关键技术与安全的内容,并遵循从易到难、从浅到深、从原理到应用、从互联网到物联网、从系统到安全的原则来设置教学内容。课程分布于第三学期到第六学期之间,内容在时间的安排上符合学习的一般规律,并注重理论与实践相结合的原则,具有科学性和可实施性。

4 计算机网络课程群教学方法改革

物联网技术属于集成创新型技术,培养的人才不仅要具备扎实的理论基础,还应具备很强的工程实践与应用能力。因此,在计算机网络课程群的教学中,笔者坚持“课程精、实践强”的原则,强调理论与实践相结合的教学方法,不断改革理论教学,引入MOOCs、混合教学、开放课堂、对分课堂等形式,强化实践教学,深入开展校企合作模式,形成了工程训练、专业认证、创新培养并举的特色教育理念。鉴于在实践教学和创新能力培养方面的有力措施和突出成绩,笔者在2012年获得了湖北工业大学优秀教学成果一等奖。

4.1 根据不同课程探寻多种教学模式,提高教学效果

近年来,以MOOCs为代表的新型教学模式不断涌现,大多依托网络教学资源,秉承自由学习的理念,旨在调动学生的学习积极性和创造性,为传统课堂注入了新的活力。笔者在计算机网络课程群的建设中,结合各门课程的优势和特点,进行了多种课程教学模式的改革和尝试,力求获得更好的教学效果。

以计算机网络课程教学模式改革为例,该课程作为课程群的第一门专业基础课,其教学效果对整个专业的后续学习至关重要。考虑到这门课程的网络资源比较丰富,且大部分内容难度不大,笔者采取了传统教学与网络教学相结合的混合教学模式。这种模式由课前预习、面对面授课(face-to-face)、在线学习(On-line)、实践训练4个过程组成。此学习模式整合了各种教学资源和多样化的学习形式,如课堂学习、自主学习、分组讨论、任务驱动、协作项目实践活动、实践训练等[5]。混合教学模式既保持了传统课程教W的优势,又在课前和课后引导学生自主学习,学生能通过各种学习方式保持学习兴趣并取得良好的学习效果。

在物联网技术概论课程教学模式改革中,针对该课程内容繁而细、知识更新快、实践性强的特点,笔者提出了物联网导论的开放式教学法,主要途径有开放教学过程、开放教学内容、开放教学考核与开放教学环境等。在教学过程中,以学生为主体开展教学活动,课堂上有分组讨论、头脑风暴、及时答疑、小组展示等各种环节。在注重师生关系平等的基础上,尽量与学生进行课堂互动,引导学生积极思考并大胆表达自己的观点。在教学内容上以新技术和实例教学为主,每学期的课件和内容都要及时更新和补充,并将教学内容融入实际案例。比如在介绍常用传感器及其典型应用的时候,会联系生活中的小米手环、智能医疗、智能家居应用等,既提高了学生的学习兴趣,也扩充了学生的视野。在教学环境上,以开放的网络教学平台作为课堂的补充,并以开放的形式进行考核,注重对学生分析能力和创新能力的考核。

实践证明,依据不同课程的特点和性质,在课程群中开展适合不同课程的多种教学模式探索,能大大增加课程的吸引力并降低学习的难度,学生不仅能学到知识,更能提高学习的兴趣,并锻炼自学能力和创新能力。

4.2 重视实践教学环节,提高学生工程实践能力

为了保证实践教学环节的教学质量和教学效果,笔者多次对物联网工程专业实践教学计划进行深入的研究和有针对性的修订,包括增加实践教学环节的学时、提高综合性与设计性实验比例、增加物联网应用综合设计及创业实践环节、强化实习环节和毕业设计环节,并加强对实践教学体系各环节的规范化管理。

1)调整实验学时,改革实验教学方式,提高综合性与设计性实验比例。

计算机网络课程群中的每门课程都配备了实验教学环节。对于一些实践性较强的课程,如网络互联技术课程,根据其课程特点,改革性地将理论课堂搬到实验室。为保证课堂效果和实验过程完整性,采用4节连上的方式,并将对分课堂和任务驱动的教学理念引入课堂,用一节课讲解核心的理论和实验内容,余下3节课全部进行实验、调试和答疑。每节课以一个实践小项目为驱动,学生通过分组合作的方式进行,以实践项目完成效果为考核的标准。学生普遍反映这种实践教学效果良好,可以及时消化和理解理论知识,避免理论与实践的脱节,并锻炼了协作与学习能力。

为了弥补大多数课程中以验证性实验为主的局限性,课程在每门课程的实验教学大纲中都加入了一个综合性的实验内容,并在高年级增加了物联网应用综合设计及创业实践环节,主要提供一些平台和一段时间给学生进行知识的梳理和总结,鼓励学生进行创业计划实现自己的想法,把学生的兴趣、爱好、学习、创新融为一体,这也是实践环节的主要目标。

工业互联网基本概念范文3

关键词:物联网 传感器 无线通信 云计算

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(a)-0008-01

随着云计算、传感技术、无线通信技术、模式识别技术等技术的飞速发展,物联网(Internet of Things)作为新时代的智能网络应运而生,被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业发展的第三次浪潮,其巨大的社会价值和商业价值引起了世界范围内工业界、学术界的广泛关注。

1 物联网概述

1.1 物联网的概念

简单而言,物联网就是“物物相连的互联网”,但物物相连仅仅是一种手段,最终的目的是实现人对物的全面智能化的控制。物联网实质是依靠专用网、局域网或互联网将物与物通过传感器、控制器等设备,按照约定的协议有机的联在一起,进行物与物、物与人之间的信息交换,最终实现智能化监督、远程操控的目的。

1.2 物联网体系结构

虽然业界未对物联网体系作一个明确、统一的标准,但通过归纳各种观点,物联网体系结构大体可以分为感知层、网络互联层、资源管理层、信息处理层、应用层。

(1)感知层。

感知层是物联网体结构的基础层,分为数据收发和无线通信两个部分,其中数据收发部分通过RFID、传感技术、定位技术等,采集物品的各种必要的相关信息,并将信息发送至上层网络;同时接受来自上层网络的控制命令,按命令完成相应动作。无线通信部分使得物与物之间可以互联互通,以满足物体之间交换信息的需要。

(2)网络互联层。

网络互联层主要功能是实现各种网络,如PSTN网、2G/3G移动网络、互联网等的相互融合,提供格式和地址转换、路由等功能,最终的目的是把感知层所收集的数据安全、快速、准确的传送到地球上任何需要的地方,以实现远距离、大范围的通信。

(3)资源管理层。

资源管理层主要功能是对资源进行统一管理和分配,包括初始化资源、监测资源的使用情况、合理分配资源、协调各个不同资源共同工作。

(4)信息处理层。

信息处理层提供对数据的查询和挖掘,并通过对数据的语义分析,做出相应的处理决策。云计算技术为信息的分析和处理提供了重要的平台。

(5)应用层。

应用层为物联网的最终落脚点,物联网归根到底是为人提供各种智能服务,所以应用层是最终实现物与人交互的地方。应用层可以根据实际需要提供各种类型丰富的服务,如智能灌溉、智能环境监控、智能穿戴、智能家居、智能医疗等。

2 物联网的应用领域

2.1 智能烟雾探测器

智能烟雾探测器通过各种先进传感器,可以智能化的监测室内空气的温度、湿度、有害气体浓度、花粉、空气悬浮颗粒浓度等,并根据不同情况为用户提出各种相应的净化空气和改造室内环境的建议。

2.2 智能行李追踪技术

物联网技术可以有效解决行李丢失问题,通过内置的GPS设备和数据蜂窝网络,可以实时监测和追踪每件行李的位置,对丢失的行李能快速找回。

2.3 智能穿戴产品

将传感器集成在穿戴用品内,可以有效监测用户身体的各种指标,如体温、心率、呼吸频率、脂肪、运动强度、燃烧热量等,并对这些数据进行进一步分析,从而为用户提出合理的建议,如提出如何改善睡眠质量和更合理运动的建议,以帮助用户改善整体的健康状况。

3 物联网发展所面临的挑战

3.1 行业标准不统一

目前的物联网相关企业在自己的领域独自作战,相关企业之间没有统一和标准的通信接口,造成企业和企业之间的资源无法共享,产业比较分散。在物联网建设的各个行业和环节上,如制造业、软件业、运营业之间;传感器、平台接口、数据传输格式等各方面,都存在着行业壁垒和标准不统一的情况,阻碍着物联网产业的发展。

3.2 安全问题

物联网基于无处不在的无线网络,当所有的设备被连接到网络后,信息安全、网络安全甚至国家安全问题也随之而来,如何建立健全一套为物联网所用的安全防护体系,是物联网稳步发展必须要考虑和解决的问题。

3.3 编码与寻址

在物联网中要实现物与物之间的相互联接,与互联网中的计算机之间的相互联接一样,首先要解决所有物品的编码唯一性问题,其次是通信寻址的问题,IPv6以其无状态地址分配技术、高速IP移动性能、QoS技术等实现了物联网网络的高效性和可靠性,被视作目前物联网的最佳寻址技术。

3.4 通信模式

物联网的应用中物品密度往往很大,相邻的两个节点之间的通信距离往往很短,为了降低功耗、避免外界噪声干扰及增加通信的安全性和隐蔽性,节点间的通信往往采用多跳通信模式,这需要在传统的网络协议算法上加以改进,或者另行设计一套全新算法来满足物联网中节点通信的要求。

3.5 成本问题

物联网的建设往往耗资巨大,如对于信息采集和传感设备、通信网络的功耗、物联网智能应用开发等各方面,都需要投入大量成本,面对未知的投资回报率,许多企业对物联网仅仅是一种观望的态度。

4 结语

物联网技术正在飞速发展,物联网的应用也在不断推动,只有从标准、安全性、技术层面等很好的解决了物联网发展所面临的问题,物联网才能真正的蓬勃发展,从而实现其巨大的社会价值和商业价值。

参考文献

[1] 王坤.物联网技术信息化应用[J].煤炭技术,2012(3).

[2] 钱志鸿,王义君.面向物联网的无线传感器网络综述[J].电子与信息学报,2013(1).

[3] 赵钧.构建电信物联网开放数据服务体系的思考[J].电信科学,2012(2).

工业互联网基本概念范文4

关键词:云计算网格计算 云存储

1 引言

计算机网络发展至今天,我们已深刻体会到其为日常的信息交流和共享提供了极大的便利和快捷。随着Google提出了新名词――云计算,其立即在互联网界掀起一股浪潮。许多跨国信息技术行业的公司如IBM、Yahoo和Google等都开始使用云计算的概念来兜售自己的产品和服务。

于是,人们对于很多传统信息资源的提供者在其服务方式和内容等方面也提出了更高的要求。那么在现有的技术条件下,大众化性质非常强的售票点应如何利用尽可能少的、合理的投资建设起一个个性化、多元化的现代化车站已迫在眉睫。此时,“云”的出现和发展为这一问题的解决提供了一个切实可行的方案。

2 基本概念

云计算主要是基于资源虚拟和分布式并行架构两大核心技术,可以说是二者的进一步整合,其核心是向用户提供以租用计算资源为形式的服务。随着网络技术的融合,一切信息、通信和视频应用也都整合在了统一的平台之上。进而,此类“计算”可泛指一切ICT的融合应用。所以说云计算术语的关键特征不在于“计算”,而在于“云”。

云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,换句话说,云计算是传统计算机技术和网络技术发展融合的产物,它以服务的方式提供给用户IT相关的能力,使得用户在对提供服务的技术和相关知识,以及设备操作能力不了解的情况下,能够通过Internet获得需要的服务来达到自己的目的。其中,它包含硬件、开发平台以及I/O服务等大量能根据不同的负载动态地重新配置,从而达到更高的资源利用率的可用虚拟资源。从另一角度理解,云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(Infrastructure as a Service,基础设施即服务)、PaaS(Platform as a Service,平台即服务)、SaaS(Software as a Service,软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。实质上,云计算技术就是软件即服务SaaS、网格计算、虚拟化三个概念的结合体。其思想即透过网络将庞大的计算机处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交给由多部服务器所组成的庞大系统,经计算分析后将处理结果回传给用户。

云计算还处于萌芽阶段,人们还在研发着各种各样的云计算服务。云计算的表现形式也各不相同,简单的云计算在网络服务中已经随处可见,例如,腾讯QQ空间提供的在线制作Flash图片,Google Apps等,其主要服务形式有SaaS、PaaS、IaaS等。

3 基本原理

其基本原理为在进行数据计算时,使其分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,这样就能够将资源切换到需要的应用上,根据各自的需求访问计算机和存储系统。

云计算发展的整个过程就像是从先前的单台发电机模式转向了现在的电厂集中供电的模式。这是一种革命性的举措。打个比方,这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力可以像煤气、水电等商品一样进行流通,取用方便,费用低廉。最大的区别就在于它是以互联网为传输媒介。形象地描述云计算的蓝图即:通过互联网用一台笔记本或者一个手机即可实现用户需要的一切,而中间的计算都在异地的设备中完成,这个过程用户不必关心。

4 与网格计算的比较

云计算主要是以服务的方式将互联网中某些节点强大的计算资源变成可被用户使用的动态、可伸缩的虚拟资源,而用户无需了解底层的IT基础设施架构。云计算强调用户主导、按需服务、即用即付、服务完即散。其一般都是为了通用应用而设计的,并没有专门的以某种应用命名。

网格计算则主要是通过专网或者互联网,将分布在跨地域或领域的多个闲散计算机资源组织起来,以形成更为强大的计算能力,通过统一调度来组成一台虚拟的“超级计算机”,共同完成一个特定的、较为复杂的任务。例如,像生物网格、地理网格、国家教育网格等要求大量计算处理周期和成批数据的科学计算问题。

概括地讲,二者典型的区别是:网格计算是“多为一”,即多台计算机构成网络,为一个特定的大型计算机计算任务服务。整个过程中将一个庞大的项目分解为若干个相互独立的子任务,由各计算节点进行计算。从这个角度说,作业调度是网格计算的核心价值;而云计算则是“一为多”,即通过互联网将数据中心的各种资源打包成服务向外提供,而向外提供的每个资源都是为了完成某一个特定的任务。

简言之,云计算和网格没有任何内在联系。网格计算一直在发展,其作为一种面向特殊应用的解决方案将会继续在某些领域存在,而云计算可以说是网格计算的一个商业演化版,作为IT产业的第三次变革,则会深刻影响整个IT产业和人类社会。

5 云存储

云存储是一个系统,主要指在集群应用、网格技术或分布式文件系统的作用下,通过应用软件将网络中不同类型的存储设备集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能。其核心是应用软件与存储设备相结合,通过前者来实现后者向存储服务的转变,是一个以数据存储和治理为核心的云计算系统。云存储以广域网为基础,跨域/路由来实现数据无所不在,无需下载,无需安装即可直接运行,实现另外一种云计算架构。

云存储与云计算相似但也有区别。盖茨认为必须权衡云计算,因为延迟和带宽可能会影响性能。由于相对来说云存储只是文件的一种大范围的“低级”存储,是“不用权衡”的,所以他相信云存储比云计算采用的更快。

6 基本特征

6.1 超强的计算和存储能力

云计算的云端是由成千上万台甚至更多服务器组成的集群,它具有无限空间和无限速度。用户可以在任何时间和地点,采用任何设备登录到云计算系统,进行所需的任何计算服务。

6.2 虚拟化技术

现在的云计算平台的最大特点是利用软件和一系列接口或协议来实现软硬件资源的虚拟化管理、调度及应用。用户可通过虚拟平台使用网络、数据库、硬件等资源实现自己需要的一切,而无需了解程序应用运行的方式和情况,同时还可大大降低维护成本并提高资源的利用率。

6.3 以用户为核心

云计算集成的各类资源和服务,不仅满足用户的各类业务承载按需部署,提供高可靠、高性能服务和多层次控制,而且在业务运行过程中,按照业务突发需求,提供弹性的资源配置,在技术上对用户无过多要求。

6.4 动态可扩展性

首先,整个资源集成管理是动态可扩展的,包括硬软件系统的增加、升级等;其次,根据用户的业务需求可动态调用和管理“云”中的资源,即“云”的规模可以动态伸缩,以提高“云”处理能力,满足应用和用户规模增长的需要等。“云”中的服务器上千万,若某服务节点出现故障,则可动态调度别的节点接替该节点的任务,在节点恢复后再实时加入云中。

6.5 按需服务和高性价比

云计算对用户端的硬件设备要求比较低,使用起来也很方便。“云”是一个庞大的资源池,可以按照需要购买,并且服务定制即可,就像自来水、电、煤气那样计费,费用按照资源实际使用情况计算。“云”中也可以用价格低廉的PC 提供环境支撑,而计算能力却可超过大型主机,同时对用户的技术要求也比较低,投入也相对较低。

6.6 通用性强

云计算不针对特定的应用,在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用,同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。用户只要有一台安装有浏览器且可上网的电脑,就能在终端获取“云”所提供的各式各样的服务。

7 云计算与售票系统

7.1云计算提供的有利条件

(1)降低经济成本

现在几乎所有的售票窗和检票口都是采用PC机,单单用来售票和检票的PC机的投入就需要很大的资金。其实,整个程序的界面和操作很简单,云计算的应用将使得硬件不再受限制,不久的将来可能单依靠浏览器就能够满足用户的各种需求,其他事情将由云计算服务提供商代为解决,这将极大限度地降低了售票厅的经济成本。

(2)提高服务质量

“云”强大的计算能力和存储能力等优势可以为用户提供即时通讯的在线帮助。同时,利用“云售票厅”开放、用户参与的特性及多种Web3.0 的信息服务方式能够实现“人脑联网”的交互,增强售票厅信息交流中心的功能,从而更好地为用户提供了现代化全方位的信息服务。

(3)促进资源共享

售票厅将电子资源存储在“云”里的成千上万台服务器中,而不是某台计算机中。在“云售票厅”这个资源池中,用户可以通过云计算技术在任意一个售票点实时地获得互联网中所有售票点的详细资料,且可异地存取,从而免去了相关售票厅之间文献传递的延迟,进而也提高了信息资源的利用率。

7.2 如何运用云计算

(1)正确理解云计算的含义

Google公司是云计算的领跑者,也是最大的实践者。Google搜索引擎算得上是最早的云计算应用之一了,它的数据和计算都在数据中心。云计算的实现将带来更强的计算能力、更低的费用和以人为本的服务。云计算的价值不仅在于其先进的技术本身,更体现在其技术应用理念方面。目前,云计算概念方兴未艾,人们理解极易出错,因此,每次运用云计算时都需先正确理解云计算。

(2)寻求创新平台

像售票系统、超市等它们的大众性和协作性极其强,运用云计算时应该有自己的统一行业标准。管理者应该对于应用云计算所需的标准和相关协议进行深化研究并力求创新,并加强云计算管理服务,充分利用云计算在资源的组织、检索与共享等方面所具有的强大优势,增强新业务功能,寻求新的创新平台。

(3)以用户需求为指导方向

对于售票系统来说,云计算最大的价值在于让售票员专注于自己的业务,发挥IT的最大效益,降低管理成本,减少风险,并进行全球性的更大范围的合作,以提供更优化的服务。售票系统应借助各类云计算解决方案,将本点的资源和来自其他区域的数字化售票厅整合在一起,组成更大规模的云,实现分布式、合作和智能化的信息处理。这样,通过虚拟服务器用户随意通过一个入口就能检索售票系统所有节点的信息资源。

8 结束语

虽然云计算还处于起步阶段,不能完美地解决所有的问题,但其已成为下一代IT 的发展趋势。目前,云计算的广泛普及和深入应用已经变得呼之欲出。时代的需要为云计算提供了良好的发展机遇,其前景从IT巨头们,例如Google、微软、IBM等的动作就可以看出来。不久的将来,一定会有越来越多的云计算系统投入使用,国内IT行业应该加强对云计算的研发,力争尽快将其推上一个新的阶层。

参考文献:

[1]张为民,唐剑锋,罗治国等.云计算:深刻改变未来[M].北京:科学出版社,2009.

[2]李开复.云中漫步――迎接云计算时代的到来[EB/OL].Google黑板报,(2008-05-09)[2009-05-11].

[3]王昊鹏,刘旺盛.虚拟化技术在云计算中的应用初探[J].电脑知识与技术,2008(3):1554-1565.

[4]孟静.云计算[J].中国信息化,2008.

[5]刘鹏.云计算[M],电子工业出版社,2010.

工业互联网基本概念范文5

 

“互联网+”与水泥工业相结合是利用信息通信技术以及互联网平台,让互联网与传统水泥行业进行深度融合,创造新的发展生态;同时“工业4.0”对传统水泥制造行业的智能化升级提出了更高的要求。[1]在水泥混凝土行业的职业技能教育领域,相应的课程教育内容要持续更新、教育样式要不断变化、教育评价要日益多元化,才能使我们培养的人才适应未来水泥混凝土行业的发展要求。

 

洛阳理工学院无机非金属材料工程专业是河南省高等学校“专业综合改革试点”专业和工程教育人才培养模式改革试点专业。我校以无机非金属材料工程为支撑,正在建设“建筑材料专业集群”,紧跟水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等建材生产的新技术、新工艺、新设备,从而为建材企业转型升级提供人才支撑和服务。《水泥工艺学》是无机非金属材料工程专业卓越工程师培养项目的重要专业必修课程之一,学生在该课程开设前已经到水泥企业进行了为期两周的认识实习,后续理论课主要有《水泥粉磨工艺与设备》、《新型干法水泥生产热工设备》、《混凝土工艺学》、《水泥厂生产控制》,实践课主要有《水泥性能检测》、《水泥生产模拟实训》,因而水泥工艺学课程重在培养学生运用水泥工艺基础知识分析解决工程问题的能力。该课程重点介绍胶凝材料的发展概况、硅酸盐水泥熟料的组成、原料及配料、熟料煅烧原理、硅酸盐水泥的水化与硬化、硅酸盐水泥的性能、硫铝酸盐水泥及其他品种水泥、质量管理与控制,共40学时。课程内容多、理论性强。为此在教学过程中,我们坚持以学生为主体的教学理念,注重课程体系的设计与构建[2],并根据不同的授课内容灵活采用多种授课方式。

 

一、充分利用多媒体和网络技术,加强互动,启发思考

 

教学相长的关键就在于互动,而互联网络及其相应教与学支撑平台的出现则为我们提供了便利的条件,因此在整个教学过程中,我们始终重视充分利用信息化教学技术加强教与学环节的交互作用。如:在传统无机胶凝材料部分,采用多媒体视频、图片信息介绍古代建筑用的胶凝材料,给学生以多渠道的刺激,从而充分调动学生的多种感官来认知材料的性能,并结合材料组分特点引导学生思考石灰、石膏、火山灰胶凝材料的优缺点,进而通过学习古人改善气硬性胶凝材料性能的智慧以及水泥的发明和发展历史,适时渗透与课程内容相关小故事、人文知识等启发学生思考硅酸盐水泥的组成特点和生产控制理论,同时结合当今节能、环保、绿色建材的发展趋势激发学生对现代无机胶凝材料的探索兴趣;在其他通用硅酸盐水泥性能部分,结合当前各类工业固体废弃物在水泥混合材中的研究和应用现状,让学生从有关网站或期刊搜集相关资料,并进行分组课堂讨论,从而激发学生的学习兴趣和社会使命感。这种有“形”似无“形”的教育渗透,为学生搭建了一个感情饱满、充满人性化的学习氛围,也体现了卓越计划的人文关怀。

 

二、建立材料组成-结构-性能-应用的知识链,培养学生理论联系实际分析问题的能力

 

在硅酸盐水泥组成及水化硬化性能部分,注意结合现代无机胶凝材料的科研动态和分析手段,融合前期材料科学基础、材料工程基础以及材料研究测试技术等专业基础课程的内容,启发学生学会归纳总结,建立硅酸盐水泥组成-结构-性能-应用的知识链。如:在硅酸盐水泥熟料的组成部分,从熟料矿物的岩相分析图片引出各矿物的形貌进而介绍各矿物的特性,通过模拟或图片形式形象化讲解水化硬化过程中的热效应、体积变化、形貌变化、力学性质等的变化,引导学生学会透过现象探寻事物本质,从而提升教学效果;在硅酸盐水泥性能部分,结合国家标准、大量的工程案例及企业生产实际重点分析标准稠度用水量、细度、凝结时间、强度、安定性及耐久性的基本概念及影响因素,同时注意结合性能测试试验中可能存在的问题进行对比分析,从而加深对理论基础的理解,使学生在学习中体会到所学专业知识的用处,从而激发他们的学习兴趣。

 

三、探讨多元化的评价方式

 

科学的考核手段不仅能正确评判学生的各种能力,还可以激发学生的思维和学习兴趣,培养他们的自信心。在“互联网+”时代考核学生学习效果时,不能简单地以唯一标准来衡量。考虑到对知识综合应用能力考核的要求,我们最终确定学生的评定成绩由两部分组成。一是期末闭卷考试成绩,所占比重为70%,在试题内容上增加了结合理论基础分析生产现象的客观题和综合分析题,意在考核学生对基础理论知识的理解和运用能力;二是小组作业和平时表现,所占比重为30%,主要考查学生平时课堂讨论情况或自主学习的能力,达到锻炼学生查阅资料、团队协作、书写报告以及分析解决问题等能力的目的。

 

四、结语

 

“互联网+”和水泥智能化制造技术发展时代,为了提高学生对水泥工艺学的学习效果,教师在课程的教学中要有效利用多媒体技术,加强教学互动,充分调动学生的学习兴趣,引导学生形成正确的归纳分析以及探寻新知识的能力,并及时根据不同的授课内容调整合适的授课方式和成绩评价方法,从而形成适合当前水泥工业发展和学生学习实际的教学方式。

工业互联网基本概念范文6

【关键词】物联网 军事应用 作战

物联网被许多军事专家称为“一个还未探明储量的金矿”,它对未来军事战争的影响不亚于互联网技术。可以说,物联网扩展了未来作战的时域、空域和频域,将对国防建设的各个领域产生深远重大影响,同时将引发一场划时代的军事技术革命和作战样式变革。虽然物联网技术的应用研究很多,但大多集中在民用领域,军事方面的研究还不是很多。为此,本文将我军如何应用物联网技术给出了一些建议。

1 物联网的定义

“物联网”的基本概念是在1999年被提出的,它定义为把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别与管理。也就是说,它是指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络[1-3]。物联网的构成主要有两点,一是要将管理的物体连接到网上;二是要把这些物体的多种信息传递到互联网上;物联网的作用则是对这些物体进行有效地管理,包括获取信息、传送信息、处理信息、存储信息、显示信息等方面。

2 物联网的本质

物联网主要包括三层网络结构,具体是感知层、传输层和应用层。物联网本质就是实行多种信息技术的融合与集成应用并实行动态管理的网络,其概念是互联网应用的延伸和拓展。但这些物联网中的物不仅仅是简单的物体接入网络,而是只能地主动接入网络,并且可以实现人与物或物与物之间的只能交流。大家普遍认为,物联网技术的发展与应用是继计算机技术、互联网应用之后的第三次信息技术和信息产业的革命,对于21世纪世界经济的振兴和社会生产、生活的各个方面具有决定性的意义和作用。当然,在军事上,物联网也有非常重要的应用价值。

3 物联网的关I技术

国际电联关于“物联网”报告的第一作者劳拉・斯里瓦斯塔瓦曾经说过:“我们现在站在一个新的通信时代的入口处,在这个时代中我们所知道的因特网将会发生根本性的变化。因特网是人们之间通信的一种前所未有的手段,现在因特网又能把人与所有的物体连接起来,还能把物体与物体连接起来”。[1]简而言之,物联网是多种信息技术的融合与集成处理应用,它可对人与物、物与物实施有效的动态管理,从而创造一个智慧的世界。物联网的3项关键技术包括:传感网络技术(Sensor technologies)、智能技术(Smart technologies)、无线传感器网络技术(Wireless sensor network technology)。

3.1 射频识别技术(RFID)

射频识别技术。射频识别(RFID),是物联网发展中一个标志性特征,也是物联网中信息采集的重要手段。它是一种非接触式的自动识别技术,它通过发送和接受射频信号来自动识别目标对象并获取其相关数据,识别过程无须人工干预,可在多种环境工作。RFID技术不但可识别单一静止的物体,还可识别多个高速运动的物体,操作简单方便[4,5]。

3.2 智能技术(Smart technologies)

智能技术。智能技术(Smart technologies),是为了有效地达到预期目的,利用专业知识所采用的多种方法手段。物联网的智能技术是指要进行大量信息的采集,并对物体实行有效的管控,可在物体中嵌入智能系统,可实现用户与物体之间进行沟通,因此,智能技术也是物联网技术的一项重要组成部分。其主要研究的方向有人工智能理论研究、人-机交互技术与系统、智能控制技术与系统和智能信号处理。

3.3 无线传感器网络技术(Wireless sensor network technology)

无线传感器网络技术。无线传感器网络,是由散布在一定区域内大量微传感器,通过无线通信方式形成的自组织网络,可作为神经末梢网络。该技术包括灵活的网络管理和动态路由策略、支持带宽和节能管理、满足异构节点协同工作。

4 物联网在军事领域应用的几点思考

事实上,物联网技术是将使所有物体连入到一个共同的网络,可实现智能识别、智能监测、定位跟踪等功能,能够很好地满足现代战争对信息获取、处理、传递、利用等多方面的需求。可在战场环境监测、目标跟踪定位、武器装备智能化、人员车辆监测与控制以及后勤保障等各个方面发挥重要作用。核心环节是围绕战场态势感知、智能分析、判断和行动过程控制等因素,核心问题是明确军事需求:如何将其融合作战及其保障体系中,从而有效提升作战能力和保障效能。使系统实现全方位、全时域、全频谱的有效运行,从而破解“战争迷雾”,使我军把握战争的主动权,从而全面提高基于信息系统下作战能力。

4.1 物联网在战场控制方面的应用

在21世纪,信息时代的现代战争最重要的两个词语就是“感知”和“透明”,各军事强国均对战场感知体系的研究和建设非常重视。战场感知体系能够及时发现、准确识别、精确定位、快速处理。战场感知[6]是随着信息技术与现代战争,特别是战场侦察手段相结合产生的概念,同时也是新军事理论深化的必然结果。建设战场“从传感器到射手”的自动感知数据传输指挥决策火力控制的全要素、全过程的综合信息链,可以准确地了解敌方、武器配置、运动状态的侦察和作战地形、防卫设施等多种信息,并实现对己方部队阵地防护、、装备状态等信息动态地实时掌握,实现全面、精准、有效的战场控制。

4.2 物联网在后装保障方面的应用

利用物联网RFID技术、IPv6技术和无线传感网络技术等技术手段,可以将所有武器装备配备相关信息电子标签,能够大大提高装备保障的可视性、后勤保障的灵敏性。物联网的关键技术可实现建立“从散兵坑到军工厂”的一体化保障需求、军用物资筹划与生产控制,以及“从生产线到散兵坑”的资源保障感知与控制,有效地满足后装精准保障的任务需求。通过建立后装武器物资感知控制网络系统,可动态地感知和实时统计分析武器系统、装备平台等聚集地点、状态性能等,建立良好的沟通感知平台,使保障单位与被保障单位能够清楚的掌握双方的需求情况。建立移动的军事感知监控网络,可在军用车辆,车载武器系统、舰船、战机等多种武器上加装传感装置,统一建立装备识别体系,从而分析军用车辆和武器平台等定位、分布与集结地、运动状态、使用寿命周期等实时信息,实现对武器系统的宏观控制与管理,可有效地避免战场保障的盲目性,并可根据战化,预见性地做出决策,自主地协调、控制和实施保障,具备自适应性的保障能力。

5 结语

虽然物联网的概念已经引起全球关注,但许多核心技术还需攻克,其发展之路仍然十分漫长。但是特殊用途的专用物联网络已经在一定范围内得到应用,其广阔的应用前景是毋庸置疑的。发展军事领域物联网应用的目的主要是应对信息化战争形势的变化,增强保卫国家安全的实力。实际上,物联网在军事上的应用,目前尚处于起步阶段,标准、技术、运行模式以及配套机制等还远不成熟。特别是在军事领域中,更应抢先一步规划设计,结合我国的国情、军情,以军事需求为牵引,在单兵作战系统、联合一体化作战、战场监测等系统中选择重点方向,引入物联网信息服务系统,尽快开展有关实质性技术研究与开发,提高我军综合作战指挥能力。

参考文献:

[1]International Telecommunication Union UIT.ITU Inter-net Reports 2005:The Internet of Things[R].2005.

[2]GUSTAVORG,MARIOMO,CARLOS D K.Early in-frastructure of an Internet of Things in Spaces forLearning[C].Eighth IEEE International Conference onAdvanced Learning Technologies,2008:381-383.

[3]AMARDEO C,SARMA,J G.Identities in the FutureInternet of Things[J].Wireless Pers Commun 2009,49:353-363.

[4]AKYILDIZ L F,et al.Wireless sensor networks:A sur-vey[J].Computer Networks,2002,38:393-422.