【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(shí)代的重要發(fā)展階段。本期《自動(dòng)化博覽》關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)話(huà)題,針對產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)融合、標準制定等問(wèn)題采訪(fǎng)了重慶郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)研究院王平教授。
重慶郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)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(luò )化控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗室與重慶市物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)研究中心。10多年來(lái),王平教授所在團隊一直專(zhuān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究, 牽頭承擔了國家重大科技專(zhuān)項項目“基于IPv6的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議研發(fā)及驗證(2012ZX03005002)”、“面向工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議WI A - P A的網(wǎng)絡(luò )設備研發(fā)及應用——專(zhuān)用芯片研發(fā)(2013ZX03005005)”、“高實(shí)時(shí)WIA-PA網(wǎng)絡(luò )片上系統(SoC)研發(fā)與示范應用(2015ZX0303011)”和國家863計劃先進(jìn)制造領(lǐng)域主題項目“全互聯(lián)制造網(wǎng)絡(luò )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(zhuān)利保護群。
重慶郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)研究院教授 王平
王平,重慶郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院院長(cháng),教授,博士,主要研究方向為工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、智能檢測技術(shù)與儀表、物流自動(dòng)化方面等。
《自動(dòng)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?jì)热荩?/span>
王平:物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)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(lái)競爭的制高點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)升級的核心驅動(dòng)力,也是衡量一個(gè)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(shí)現每一個(gè)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(guò)物體感知用戶(hù)行為并做出相應的調整,這正是物聯(lián)網(wǎng)最大魅力所在。
團隊近期研究重點(diǎn):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(jìn)制造領(lǐng)域主題項目“全互聯(lián)制造網(wǎng)絡(luò )技術(shù)”為契機,解決底層物聯(lián)網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)縫融合技術(shù)、基于軟件定義的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、面向服務(wù)化制造的語(yǔ)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、系統軟件與解決方案,開(kāi)展規?;痉稇?。二是以牽頭制定傳感器網(wǎng)絡(luò )測試領(lǐng)域的首個(gè)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(luò )層國際標準技術(shù)研究報告為契機,推進(jìn)自主研發(fā)并通過(guò)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、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)綜合測試系統及全信道傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議分析儀等技術(shù)與產(chǎn)品的推廣應用。
《自動(dòng)化博覽》:當前物聯(lián)網(wǎng)在中國發(fā)展的實(shí)際情況如何?面臨著(zhù)哪些問(wèn)題?如何解決?
王平:我國對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展非常重視?!段锫?lián)網(wǎng)發(fā)展專(zhuān)項行動(dòng)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、人才培養等方面進(jìn)行了整體規劃布局。2015年,國家提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計劃及《中國制造2025》再次將物聯(lián)網(wǎng)提到一個(gè)更高的關(guān)注層面。
短短幾年,物聯(lián)網(wǎng)已由一個(gè)單純的科學(xué)術(shù)語(yǔ)變成了活生生的產(chǎn)業(yè)現實(shí)。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(zhuān)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(dòng)力。應用領(lǐng)域業(yè)務(wù)融合創(chuàng )新帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭明顯,智能電網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、消費智能終端市場(chǎng)等已形成一定的應用規模。
目前面臨的問(wèn)題:
一是核心技術(shù)尚需系統化突破,標準規范有待完善,核心產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴重滯后。物聯(lián)網(wǎng)的基礎是物與物、人與物之間的無(wú)縫鏈接與信息實(shí)時(shí)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(jìn)一步完善,創(chuàng )新要素尚不完備,產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)效應尚未形成。物聯(lián)網(wǎng)的目標是對物理世界實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策,部門(mén)、區域、行業(yè)還沒(méi)有全面有效協(xié)同,產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節無(wú)法有序聯(lián)動(dòng)。
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(huì )議制度作用,強化部門(mén)之間、標準化組織之間的協(xié)作,將《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專(zhuān)項行動(dòng)計劃(2013-2015年)》落到實(shí)處,真正實(shí)現部門(mén)、行業(yè)、區域之間的相互協(xié)調,協(xié)同推進(jìn)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(shí)施“強基工程”,強化物聯(lián)網(wǎng)基礎核心部件(芯片、模組)的研發(fā)和核心技術(shù)標準的制定,重點(diǎn)推進(jìn)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(diǎn)。
《自動(dòng)化博覽》:您認為物聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)化技術(shù)的結合應從哪幾方面入手?
王平:我一直強調網(wǎng)絡(luò )化控制系統即工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統,是最典型的物聯(lián)網(wǎng)系統。與其它的物聯(lián)網(wǎng)系統相比,由于控制系統具有的反饋控制功能對響應的實(shí)時(shí)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)系統要求具有精度時(shí)間同步、確定性調度和良好的環(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(shí),我認為物聯(lián)網(wǎng)是CPS(物理信息系統)的基礎,或者說(shuō)CPS(物理信息系統)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)+”兩大國家戰略入手推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)化技術(shù)的深度融合。其中,《中國制造2025》的主線(xiàn)是智能制造,核心是物聯(lián)網(wǎng),靈魂是自動(dòng)控制。因此,應把研發(fā)深度融合自動(dòng)化技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的智能化產(chǎn)品作為首要任務(wù)。同時(shí),充分將自動(dòng)化技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)相結合構建全互聯(lián)制造網(wǎng)絡(luò )系統,將各個(gè)生產(chǎn)單元全面聯(lián)網(wǎng),實(shí)現物與物、人與物的實(shí)時(shí)信息交互與無(wú)縫鏈接,使生產(chǎn)系統按照不斷變化的環(huán)境與需求進(jìn)行自我調整,從而大幅提升生產(chǎn)效率、降低能耗。
《自動(dòng)化博覽》:請您介紹一下國外物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)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(jìn)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,重點(diǎn)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,FP7)下,設立了IoT-A、IoT6、openIoT 等一系列項目對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行研發(fā),并在2013年通過(guò)了“地平線(xiàn)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(jìn)制造業(yè)國家戰略計劃》。德國提出了以CPS技術(shù)為核心的“工業(yè)4.0”戰略。韓國則提出“智能制造創(chuàng )新3.0 計劃”和“互聯(lián)智能工廠(chǎng)計劃”。我國提出的是《中國制造2025》。
總體來(lái)講,國內外在物聯(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(méi)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,而我國則在大規模示范應用方面走在前列,并已開(kāi)始進(jìn)入實(shí)質(zhì)性推進(jìn)階段。
《自動(dòng)化博覽》:“誰(shuí)掌握了標準,誰(shuí)就贏(yíng)得了市場(chǎng)主導權”,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?
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(lái),我們從參與、主導到牽頭制定國際標準,一路走來(lái),感受很深。我們實(shí)驗室提出的《傳感器網(wǎng)絡(luò )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(guò)。同時(shí),還開(kāi)發(fā)了相應的傳感器網(wǎng)絡(luò )測試平臺。實(shí)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)安全數據融合”等多項專(zhuān)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(xiě)入國際標準中。
我們實(shí)驗室牽頭制定的國際標準ISO/IEC 1963:SensorNetwork Testing Framework《傳感器網(wǎng)絡(luò )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(luò )存在動(dòng)態(tài)性、異構性等特點(diǎn),且國際上多種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議共存,造成不同傳感器網(wǎng)絡(luò )之間難以實(shí)現互聯(lián)互通,用戶(hù)不僅使用不方便,還會(huì )增加使用成本。因此,制定統一的傳感器網(wǎng)絡(luò )測試標準、開(kāi)發(fā)統一的測試論證平臺是實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)規?;瘧玫闹匾A。
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(wú)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(shí)驗室魏旻博士擔任網(wǎng)絡(luò )層技術(shù)研究報告組SRG 2項目召集人,后續將深入繼續推進(jìn)ISO/IEC30141項目進(jìn)度,按照計劃完成國際標準的編制;同時(shí),繼續推進(jìn)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(huà)語(yǔ)權全面提升,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(dòng)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(huì )在上海舉行,您認為該峰會(huì )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(huì )在上海舉行,充分體現了中國在國際物聯(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(zhuān)家與國內物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)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(diǎn),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(huì )的舉辦推動(dòng)了國內外企業(yè)、高校及研究單位在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、市場(chǎng)需求、應用領(lǐng)域和用戶(hù)實(shí)例進(jìn)一步展開(kāi)交流,提升物聯(lián)網(wǎng)國際合作水平。為此,我們實(shí)驗室還與總部設在德國的流程工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的國際化用戶(hù)協(xié)會(huì )(NAMUR)合作,牽頭成立了China NAMUR WG 0.2(智能制造)工作組,大力推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合和廣泛應用。
《自動(dòng)化博覽》:推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)在中國的發(fā)展過(guò)程中,產(chǎn)、學(xué)、研、用幾方面應該如何配合?
王平:產(chǎn)、學(xué)、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(jìn)、形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)效應。同時(shí),應該樹(shù)立物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)為先的觀(guān)念,杜絕本位主義,顧全大局,實(shí)事求是,拋棄偏見(jiàn),注重實(shí)績(jì)。
摘自《自動(dòng)化博覽》2016年3月刊