2.4　工业认知网络

认知技术能为工业互联网提供更好的端到端的服务质量，能用于改善资源管理、服务质量、安全和接入控制等。工业网络要实现认知，首先应能感知自身的环境，把感知结果作为输入来评估网络状态，决定是否要采取行动（如重配置），保证用户端到端的QoS要求，并在这个过程中不断学习，将学习到的经验用于将来的决策中。

工业认知网络的核心特征是信息空间集中管理和物理制造空间分布运行的统一，具体可以概括为以下几个方面。

①网络集成化　工业认知网络集成了流程工业中的多种异构网络，打破信息壁垒的限制，实现泛在信息获取与数据传输。

②管理集中化　在网络化基础上，构建与制造物理空间全面深度融合的制造信息空间，实现全局信息的统一集中管理。

③运行分布式　在信息的集中式管理下，通过网络支撑的分布系统的知识管理、推理与决策，实现物理制造空间各子系统的分布式运行。

④应用业务自动化　针对过程系统特点的跨层次、跨领域智能优化模式和方法，全面取代人的干预，实现知识工作自动化。

从各部分地理位置分布的角度出发，工业认知网络主要包含四个部分：工业传感网络/工业以太网络、无线工业本地网络、无线工业广域网络和工业云平台，如图2-9所示。

①工业传感网络/工业以太网络　主要是指制造车间中信号采集及传输网络，是直接面向零部件的通信网络。它主要包含传感器网络、工业以太网络、RFID及网络网关等。工业传感器网/工业以太网主要为机床、节点等提供信息化接口，使加工单元、原料、半成品和成品成为最末端的信息节点，实现对原材料的实时信息采集和控制。

②无线工业本地网　结合工厂本地信息/控制中心，形成一个小的CPS系统，能对某一个较小区域实现信息化和数字化，其实现技术包括D2D、LTE-U、WiFi等。通过构造高效、低时延的信息与控制系统实现本地智能工厂的信息采集与控制。同时本地信息/控制中心能够作为工业认知网络的前沿中心对上传的信息进行加工和预处理。

③无线工业广域网　利用现有3G/4G网络或未来的5G网络作为基础，实现广域互联，使各大地区数据能够汇聚到云平台主控制中心。通过广域无线网移动终端能够在任何时间、任何地点接入工业认知网。

④工业云平台　利用存在于互联网的服务器集群上的服务器资源，包括硬件资源（如服务器、存储器和处理器等）和软件资源（如应用软件、集成开发环境等），通过分布式计算、并行计算等技术对资源、信息采取集中式存放管理、分配调度，为各种个性化需求的服务提供支持，并达到提高生产效率、降低生产成本和节能减排的要求。

图2-9　工业认知网络系统图