由上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院（簡稱“交大電院”）牽頭的國家重點研發(fā)計劃“網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造和智能工廠”重點專項項目——“面向智能工廠的現(xiàn)場級工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)”順利通過科技部組織的綜合績效評價。這標(biāo)志著我國在智能工廠核心底層設(shè)備研發(fā)領(lǐng)域取得重大階段性成果，為構(gòu)建自主可控、高效可靠的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系邁出了堅實一步。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢，是實現(xiàn)工廠現(xiàn)場設(shè)備互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)實時采集與智能控制的關(guān)鍵。而現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如工業(yè)網(wǎng)關(guān)、邊緣計算單元、確定性網(wǎng)絡(luò)交換機等，則是這一神經(jīng)末梢的“關(guān)節(jié)”與“樞紐”。長期以來，高端現(xiàn)場級工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場主要由國外廠商主導(dǎo)，在實時性、可靠性、安全性及自主可控方面存在潛在風(fēng)險。本項目旨在攻克這一核心領(lǐng)域的“卡脖子”技術(shù)難題。
據(jù)悉，該項目匯聚了交大電院的優(yōu)勢科研力量，聯(lián)合國內(nèi)頂尖工業(yè)企業(yè)和研究機構(gòu)組成產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同攻關(guān)團隊。項目聚焦智能工廠對現(xiàn)場級工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的嚴(yán)苛需求，重點突破了以下幾項關(guān)鍵技術(shù)：
- 高可靠實時通信技術(shù)：研發(fā)了支持時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）等標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)級網(wǎng)絡(luò)交換與傳輸設(shè)備，實現(xiàn)了微秒級的時間同步與確定性低延遲通信，滿足了先進制造中運動控制、機器協(xié)同等場景對通信實時性的極致要求。
- 異構(gòu)協(xié)議深度融合與智能邊緣計算：開發(fā)了具備多協(xié)議兼容能力的智能工業(yè)網(wǎng)關(guān)和邊緣計算節(jié)點，能夠無縫連接PLC、數(shù)控系統(tǒng)、工業(yè)機器人以及各類傳感器，并在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輕量級處理、融合與智能分析，減輕云端負(fù)擔(dān)，提升響應(yīng)速度。
- 內(nèi)生安全與自主可控架構(gòu)：從硬件芯片、操作系統(tǒng)到通信協(xié)議棧，構(gòu)建了多層次的內(nèi)生安全防護體系，并大幅提升了關(guān)鍵軟硬件的國產(chǎn)化率，保障了工業(yè)核心生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全與供應(yīng)鏈的自主可控。
- 設(shè)備智能管理與數(shù)字孿生：研發(fā)了配套的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理與運維平臺，支持對現(xiàn)場海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程配置、狀態(tài)監(jiān)控、故障預(yù)測與健康管理，并探索了基于數(shù)字孿生的設(shè)備可視化管控與優(yōu)化。
項目研發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備已在汽車制造、高端裝備、電子信息等領(lǐng)域的代表性智能工廠生產(chǎn)線中進行了示范應(yīng)用驗證。應(yīng)用結(jié)果表明，這些設(shè)備在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下運行穩(wěn)定，有效提升了生產(chǎn)線的柔性、透明化水平和整體運行效率，為智能工廠的全面感知、實時分析和精準(zhǔn)執(zhí)行提供了強大的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)支撐。
專家組在綜合績效評價中認(rèn)為，項目團隊全面完成了任務(wù)書規(guī)定的研究內(nèi)容和考核指標(biāo)，在核心技術(shù)突破、設(shè)備研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定及應(yīng)用示范方面取得了突出成果，一致同意項目通過驗收。
此次項目的成功，不僅打破了國外技術(shù)壟斷，培育了國產(chǎn)高端工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈，也為我國制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級提供了關(guān)鍵的“連接器”與“賦能器”。研究團隊將繼續(xù)深化技術(shù)迭代，推動成果的規(guī)模化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，助力我國從“制造大國”向“制造強國”邁進。
