【編者按】物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分,也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段。本期《自動化博覽》關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)話題,針對產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)融合、標準制定等問題采訪了重慶郵電大學物聯(lián)網(wǎng)研究院王平教授。
重慶郵電大學自動化學院建有國家工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)國際合作示范基地、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡化控制教育部重點實驗室與重慶市物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)研究中心。10多年來,王平教授所在團隊一直專注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究, 牽頭承擔了國家重大科技專項項目“基于IPv6的無線傳感器網(wǎng)的網(wǎng)絡協(xié)議研發(fā)及驗證(2012ZX03005002)”、“面向工業(yè)無線網(wǎng)絡協(xié)議WI A - P A的網(wǎng)絡設備研發(fā)及應用——專用芯片研發(fā)(2013ZX03005005)”、“高實時WIA-PA網(wǎng)絡片上系統(tǒng)(SoC)研發(fā)與示范應用(2015ZX0303011)”和國家863計劃先進制造領(lǐng)域主題項目“全互聯(lián)制造網(wǎng)絡技術(shù)(2015AA043800)”,突破了一系列物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),推出全球唯一的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系列核心芯片(CY2420、CY2420S和CY4520),參與甚至主導了10余項物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)國際標準的制定,主要成果得到了國際上的廣泛認可,核心技術(shù)初步形成了專利保護群。
重慶郵電大學物聯(lián)網(wǎng)研究院教授 王平
王平,重慶郵電大學自動化學院院長,教授,博士,主要研究方向為工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、無線控制網(wǎng)絡技術(shù)、智能檢測技術(shù)與儀表、物流自動化方面等。
《自動化博覽》:您為何一直關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)這一研究方向?能否介紹一下您近期的研究內(nèi)容?
王平:物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后信息產(chǎn)業(yè)的又一次革命性發(fā)展,是信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域未來競爭的制高點和產(chǎn)業(yè)升級的核心驅(qū)動力,也是衡量一個國家綜合國力的重要標志。物聯(lián)網(wǎng)深度融合各種感知、計算、通信和控制技術(shù),實現(xiàn)每一個物體可尋址、可通信、可控制,對物理世界和虛擬世界作出影響和反應,通過物體感知用戶行為并做出相應的調(diào)整,這正是物聯(lián)網(wǎng)最大魅力所在。
團隊近期研究重點:一是突破物聯(lián)網(wǎng)與智能制造的深度融合技術(shù),發(fā)起成立了China NAMUR WG 0.2 (智能制造)工作組,以牽頭承擔國家863計劃先進制造領(lǐng)域主題項目“全互聯(lián)制造網(wǎng)絡技術(shù)”為契機,解決底層物聯(lián)網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng)的無縫融合技術(shù)、基于軟件定義的工業(yè)通信網(wǎng)絡技術(shù)、面向服務化制造的語義信息集成等技術(shù)難題,研制面向智能制造的物聯(lián)網(wǎng)芯片與模組、系統(tǒng)軟件與解決方案,開展規(guī)模化示范應用。二是以牽頭制定傳感器網(wǎng)絡測試領(lǐng)域的首個國際標準ISO/IEC WD 19637(IEC/ISO JTC1 WG7 Information technology — Sensor Network Testing Framework)和ISO/IEC JTC1 WG10 SRG2 網(wǎng)絡層國際標準技術(shù)研究報告為契機,推進自主研發(fā)并通過國際金牌認證的IPv6傳感網(wǎng)協(xié)議棧軟件——6LoWSN、可信物聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)品及物聯(lián)網(wǎng)安全測試評估系統(tǒng)、無線傳感網(wǎng)綜合測試系統(tǒng)及全信道傳感網(wǎng)網(wǎng)絡協(xié)議分析儀等技術(shù)與產(chǎn)品的推廣應用。
《自動化博覽》:當前物聯(lián)網(wǎng)在中國發(fā)展的實際情況如何?面臨著哪些問題?如何解決?
王平:我國對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展非常重視。《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項行動計劃(2013-2015 年)》從物聯(lián)網(wǎng)頂層設計、標準制定、技術(shù)研發(fā)、應用推廣、產(chǎn)業(yè)支持、商業(yè)模式、安全保障、政府扶持、法律法規(guī)、人才培養(yǎng)等方面進行了整體規(guī)劃布局。2015年,國家提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃及《中國制造2025》再次將物聯(lián)網(wǎng)提到一個更高的關(guān)注層面。
短短幾年,物聯(lián)網(wǎng)已由一個單純的科學術(shù)語變成了活生生的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的資源投入力度不斷加大。集成電路行業(yè)巨頭紛紛關(guān)注和推出適應物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需求的專用芯片產(chǎn)品,為整體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展提供了巨大的推動力。應用領(lǐng)域業(yè)務融合創(chuàng)新帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭明顯,智能電網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、消費智能終端市場等已形成一定的應用規(guī)模。
目前面臨的問題:
一是核心技術(shù)尚需系統(tǒng)化突破,標準規(guī)范有待完善,核心產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴重滯后。物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是物與物、人與物之間的無縫鏈接與信息實時交互,核心部件缺乏、標準化組織缺位,嚴重影響了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。二是協(xié)同機制尚需進一步完善,創(chuàng)新要素尚不完備,產(chǎn)業(yè)聯(lián)動效應尚未形成。物聯(lián)網(wǎng)的目標是對物理世界實時控制、精確管理和科學決策,部門、區(qū)域、行業(yè)還沒有全面有效協(xié)同,產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)無法有序聯(lián)動。
建議的應對策略:
一是真正發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展部際聯(lián)席會議制度作用,強化部門之間、標準化組織之間的協(xié)作,將《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項行動計劃(2013-2015年)》落到實處,真正實現(xiàn)部門、行業(yè)、區(qū)域之間的相互協(xié)調(diào),協(xié)同推進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。二是借鑒《中國制造2025》的經(jīng)驗,建設一批具有國際影響的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新中心,實施“強基工程”,強化物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)核心部件(芯片、模組)的研發(fā)和核心技術(shù)標準的制定,重點推進關(guān)鍵核心技術(shù)標準成為國際標準,占領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的制高點。
《自動化博覽》:您認為物聯(lián)網(wǎng)與自動化技術(shù)的結(jié)合應從哪幾方面入手?
王平:我一直強調(diào)網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)即工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),是最典型的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。與其它的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相比,由于控制系統(tǒng)具有的反饋控制功能對響應的實時性要求很高,一般要求達到毫秒級,甚至微秒級。所以,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)要求具有精度時間同步、確定性調(diào)度和良好的環(huán)境適應性,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突破將全面提升物聯(lián)網(wǎng)的整體技術(shù)水平。同時,我認為物聯(lián)網(wǎng)是CPS(物理信息系統(tǒng))的基礎(chǔ),或者說CPS(物理信息系統(tǒng))是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最高層次。
應從《中國制造2025》和“互聯(lián)網(wǎng)+”兩大國家戰(zhàn)略入手推進物聯(lián)網(wǎng)與自動化技術(shù)的深度融合。其中,《中國制造2025》的主線是智能制造,核心是物聯(lián)網(wǎng),靈魂是自動控制。因此,應把研發(fā)深度融合自動化技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的智能化產(chǎn)品作為首要任務。同時,充分將自動化技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合構(gòu)建全互聯(lián)制造網(wǎng)絡系統(tǒng),將各個生產(chǎn)單元全面聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)物與物、人與物的實時信息交互與無縫鏈接,使生產(chǎn)系統(tǒng)按照不斷變化的環(huán)境與需求進行自我調(diào)整,從而大幅提升生產(chǎn)效率、降低能耗。
《自動化博覽》:請您介紹一下國外物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的推進情況。我國的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國外相比較是否存在差距?有哪方面的差距?
王平:美國正全面推進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,重點支持CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為核心的技術(shù)研發(fā)。歐盟在第七科研框架計劃(FrameworkProgram 7,F(xiàn)P7)下,設立了IoT-A、IoT6、openIoT 等一系列項目對物聯(lián)網(wǎng)進行研發(fā),并在2013年通過了“地平線2020”科研計劃。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,美國提出了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)》和《先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》。德國提出了以CPS技術(shù)為核心的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略。韓國則提出“智能制造創(chuàng)新3.0 計劃”和“互聯(lián)智能工廠計劃”。我國提出的是《中國制造2025》。
總體來講,國內(nèi)外在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)、產(chǎn)品、應用與標準等方面大體處于同一水平,沒有明顯差距。國外在物聯(lián)網(wǎng)核心部件方面具有產(chǎn)品優(yōu)勢,而我國則在大規(guī)模示范應用方面走在前列,并已開始進入實質(zhì)性推進階段。
《自動化博覽》:“誰掌握了標準,誰就贏得了市場主導權(quán)”,您如何看待中國在物聯(lián)網(wǎng)國際標準制定中掌握主導權(quán)?
王平:我國已全面參與ISO/IEC JTC1 WG7傳感網(wǎng)國際標準工作組和WG 10物聯(lián)網(wǎng)國際標準化工作。近些年來,我們從參與、主導到牽頭制定國際標準,一路走來,感受很深。我們實驗室提出的《傳感器網(wǎng)絡測試框架》國際標準項目獲得JTC1批準,該標準的CD稿獲得全票通過。同時,還開發(fā)了相應的傳感器網(wǎng)絡測試平臺。實驗室王浩博士作為國際標準“ISO/IEC FDIS 29180 (ITU-T Rec X.1311) Information technology –Security framework for ubiquitous sensor networks”合作編輯,“物聯(lián)網(wǎng)安全模型”和“物聯(lián)網(wǎng)安全數(shù)據(jù)融合”等多項專利技術(shù)以標準提案的形式提交到國際標準化組織,并被采納和寫入國際標準中。
我們實驗室牽頭制定的國際標準ISO/IEC 1963:SensorNetwork Testing Framework《傳感器網(wǎng)絡測試框架》是物聯(lián)網(wǎng)標準體系中的核心標準,也是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化應用的關(guān)鍵技術(shù)標準。由于傳感器網(wǎng)絡存在動態(tài)性、異構(gòu)性等特點,且國際上多種網(wǎng)絡協(xié)議共存,造成不同傳感器網(wǎng)絡之間難以實現(xiàn)互聯(lián)互通,用戶不僅使用不方便,還會增加使用成本。因此,制定統(tǒng)一的傳感器網(wǎng)絡測試標準、開發(fā)統(tǒng)一的測試論證平臺是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模化應用的重要基礎(chǔ)。
目前,我國在ISO/IEC WG10物聯(lián)網(wǎng)工作組參與的力度非常大、范圍也很廣。其中,無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院沈杰博士擔任ISO/IEC 30141項目主編輯、我們實驗室魏旻博士擔任網(wǎng)絡層技術(shù)研究報告組SRG 2項目召集人,后續(xù)將深入繼續(xù)推進ISO/IEC30141項目進度,按照計劃完成國際標準的編制;同時,繼續(xù)推進SRG 2的工作,爭取新工作項目的立項。
總體而言,我國在ISO/IEC國際標準領(lǐng)域的國際地位和話語權(quán)全面提升,是國際物聯(lián)網(wǎng)標準化舞臺不可或缺、舉足輕重的領(lǐng)跑者,已經(jīng)成為國際物聯(lián)網(wǎng)標準化的主導力量。
《自動化博覽》:2016年1月18日首屆國際物聯(lián)網(wǎng)標準與產(chǎn)業(yè)峰會在上海舉行,您認為該峰會在中國舉辦的意義是什么?
王平:首屆國際物聯(lián)網(wǎng)標準與產(chǎn)業(yè)峰會在上海舉行,充分體現(xiàn)了中國在國際物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的競爭力、彰顯了中國在國際物聯(lián)網(wǎng)標準化舞臺的影響力。WG10專家與國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)專家和產(chǎn)業(yè)精英共同深入討論物聯(lián)網(wǎng)標準制定和產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱點,對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應用在我國的推廣具有重要意義。
首屆國際物聯(lián)網(wǎng)標準與產(chǎn)業(yè)峰會的舉辦推動了國內(nèi)外企業(yè)、高校及研究單位在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、市場需求、應用領(lǐng)域和用戶實例進一步展開交流,提升物聯(lián)網(wǎng)國際合作水平。為此,我們實驗室還與總部設在德國的流程工業(yè)自動化技術(shù)的國際化用戶協(xié)會(NAMUR)合作,牽頭成立了China NAMUR WG 0.2(智能制造)工作組,大力推動自動化技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合和廣泛應用。
《自動化博覽》:推進物聯(lián)網(wǎng)在中國的發(fā)展過程中,產(chǎn)、學、研、用幾方面應該如何配合?
王平:產(chǎn)、學、研、用幾方面應充分發(fā)揮各自的特色與優(yōu)勢,在物聯(lián)網(wǎng)全產(chǎn)業(yè)鏈中找準自己的角色與定位,完備創(chuàng)新要素、全面協(xié)同推進、形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)動效應。同時,應該樹立物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)為先的觀念,杜絕本位主義,顧全大局,實事求是,拋棄偏見,注重實績。
摘自《自動化博覽》2016年3月刊