淺探物聯網在智慧軍工的應用及智慧軍工產業鏈

■ 柏 蕓 張 蓬 聶 題

淺探物聯網在智慧軍工的應用及智慧軍工產業鏈

■ 柏 蕓 張 蓬 聶 題

智慧軍工的產業鏈非常完整，從元器件到設備、軟件產品到信息服務、解決方案提供到平臺運維，智慧軍工基于物聯網三個功能層都包含了硬件產品、硬件設備到軟件產品、系統方案，和公共管理系統、行業應用系統、以及第三方物聯網平臺的運維服務。

0.引言

在工業4.0和兩化融合的大背景下，制造業正經歷一場工業的全面轉型升級，虛擬全球將與現實全球相融合。通過計算、自主控制和聯網，人、機器和信息能夠通過cyber互相聯接，融為一體。“智慧軍工”是智慧化工業模式在軍工行業領域的應用，一方面，具有與其他領域智慧化模式相似的特點；另一方面，軍工行業特色及管理模式決定了“智慧軍工”不應僅局限于電子標簽、激光掃描、智慧工廠等技術名詞或工程項目概念，而是關系政府部門、軍工集團公司、軍工科研生產單位、非軍工單位等多方主體，覆蓋軍工科研、生產、流通、貿易、管理等多個環節的綜合性體系，要從國家和軍工行業發展整體視角進行頂層設計。

故而，“智慧軍工”可概括為：以服務軍工科研生產任務和保障軍工核心能力建設為宗旨，以構建智慧化的科研、生產、管理模式為目標，以通過需求牽引推進包含全面感知、安全傳遞、智能應用在內的完整的智慧型產業鏈形成為主線，以建設大數據應用服務中心及相應的標準規范體系、安全保障體系、人才培養體系、應用推廣體系為支撐的綜合性體系，為促進“智慧模式”在軍工行業廣泛應用、推動新時期兩化融合和軍民融合戰略的有效落實，發揮重要作用。

1.智慧軍工的關鍵技術

智慧軍工與大多數智慧型產業相似，是智與慧的結合，工業4.0使制造技術具有智能，而眾多新技術的引入，同時使制造企業具有感知、慧的能力，智慧軍工涉及的關鍵技術有物聯網技術、3S(RS，GIS，GPS)技術、云計算技術、寬帶無線通信技術、虛擬現實技術、異源異構數據集成技術、智能控制技術等。

物聯網是通過網絡把植入軍工制造企業中的智能化傳感器連接起來，實現對物體軍工的全面感知，利用云計算等技術對感知信息進行智能處理和分析，實現“數字軍工”與物聯網的融合，并發出指令，對包括生產、制造、安全等在內的各種需求，作出智能化響應和智能化決策支持，使國防科技制造業變為真正擁有智慧的軍工行業。

2.物聯網的架構

正確的物聯網架構是理解物聯網本質、構建各類行業應用、分析物聯網產業鏈的基礎，合理的物聯網架構實際應該基于抽象的功能層級構建，包含了感知層、傳輸層和處理層三層架構，各類應用都是基于這個架構構建（圖1）。其中，感知層主要承擔物體的標識和信息的采集；傳輸層承擔各類設備的網絡接入以及信息的傳輸；處理層完成信息的分析處理和決策，以及實現或完成特定的應用和服務任務，以實現物/物、人/物之間的識別與感知。

(1)感知層

作為物聯網的核心層，該層主要用于物品標識和信息的智能采集，它由基本的感應器件（例如RFID標簽和讀寫器、各類傳感器、攝像頭、GPS、二維碼標簽和識讀器等基本標識和傳感器件組成）以及感應器組成的網絡（例如RFID網絡、傳感器網絡等）兩大部分組成。該層的核心技術包括電子射頻技術、新興傳感器技術、無線網絡組網技術、現場總線控制技術（FCS）等，涉及的核心產品包括傳感器、電子標簽、傳感器節點、無線路由器、無線網關等。

圖1 物聯網三層架構示意

有些層級分類中，傳輸層把底層的RFID、傳感器等各類識別和感應器件組成的通信傳輸網絡放到傳輸層里，這樣理解有失偏頗。既然是“層”，就要能夠獨立完成相應功能，因此基于自組網技術、現場總線技術構建的感知網絡也在這個層面，盡管它們也具有短距離的傳輸、通信功能，但不能列入傳輸層。

(2)傳輸層

傳輸層主要完成接入和傳輸功能，是進行信息交換、傳遞的數據通路，包括接入網與傳輸網兩種。傳輸網由公網和專網組成，典型傳輸網絡包括電信網（固網、移動網）、廣電網、互聯網、電力通信網、專用網（數字集群）。接入網包括光纖接入、無線接入、以太網接入、衛星接入等各類接入方式，實現底層的傳感器網絡、RFID網絡的最后一公里的接入。

(3)處理層

對感知信息的處理和控制，生產和社會層面決策的應用，是在處理層實現的。處理層由業務支撐平臺（中間件平臺）、網絡管理平臺（例如M2M管理平臺）、信息處理平臺、信息安全平臺、服務支撐平臺等組成，完成協同、管理、計算、存儲、分析、挖掘、以及提供面向行業和大眾用戶的服務等功能，典型技術包括中間件技術、虛擬技術、高可信技術，云計算服務模式、SOA系統架構方法等先進技術和服務模式可以在處理層被廣泛采用。

盡管物聯網在經濟、社會各個領域的應用特點千差萬別，但是其基本架構都包括感知、傳輸和處理三個層次，各種應用子網都是基于三層基本架構構建的。

3.智慧軍工基于物聯網的產業鏈分析

智慧軍工的產業鏈非常完整，從元器件到設備、軟件產品到信息服務、解決方案提供到平臺運維，智慧軍工基于物聯網三個功能層都包含了硬件產品、硬件設備到軟件產品、系統方案，和公共管理系統、行業應用系統、以及第三方物聯網平臺的運維服務。因為物聯網技術是智慧軍工基礎，因此，對于智慧軍工的產業鏈分析首先從物聯網的產業鏈分析入手，基于對物聯網三層架構的認識，我們構建了物聯網產業鏈（圖2）。可見，完整的物聯網產業鏈主要包括感知和控制器件提供商、感知層末端設備提供商、網絡提供商、軟件與行業解決方案提供商、系統集成商、運營及服務提供商等六大環節。

物聯網產業鏈中的行業解決方案提供商提供了應用和服務于各行業或各領域的系統解決方案。目前，物聯網的應用在國防軍事上，就形成了具有行業特色的個性化解決方案。智慧軍工就是這一個性化解決方案的具體體現。

“感、知、控”構成了物聯網的功能核心，感知層和處理層直接相關的產業構成了核心產業鏈，涉及了硬件、軟件和服務等各種業態。但僅僅核心產業鏈還不能滿足在軍工行業的應用，因為軍工行業的安全保密性，所以管理者的作用至關重要，基于以上分析，構建了智慧軍工產業鏈 (圖3)

智慧軍工有三個層次，政府部門、管理者、參與者。管理者是智慧軍工的牽頭組織者，必須具備智慧軍工建設、規劃以及服務開展的全程監控，優化和指導智慧軍工的發展，形成軍工行業的整體發展合力。

圖2 物聯網產業鏈

圖3 智慧軍工產業鏈

智慧軍工的經營者和服務提供者是具體的踐行者，負責牽頭實施、服務拓展以及需求搜集等工作。

4.總結

軍工制造業是我國國防科技體系的重要組成部分，如何將制造軍工與先進的信息化技術相融合，使數字軍工向智慧軍工發展，對智慧軍工的研究是必要前提。而且智慧軍工的建立發展，與政府部門的相關決策密不可分，可見政府部門是智慧軍工的重要推動力量，也是形成具有中國國防特色的支撐與保證。

1.孫國梁，趙越.大數據時代，“智慧軍工”還有多遠[J].國防科技工業，2013，6

2.鄭樹泉，韓元杰，張泉.物聯網架構與應用[J].軟件產業與工程，2010，6

3.曹洋，王建平.物聯網架構及其產業鏈研究[J]. 技術經濟與管理研究2013，2

（作者單位：國家國防科技工業局信息中心）