张平：多种ICT技术耦合支撑工业4.0

　　CPS在不同的服务领域需要得到不同的通信模式支持，这需要ICT提供相应的不同制式的通信模式，实现大范围嵌入式设备之间的互联以及向虚拟世界互联。通过网络间的融合与协同，对异构网络分离的、局部的优势能力与资源进行有序整合，终实现无处不在、无所不能的一种智能网络。在异构的网络中，每一个通信节点都具备自路由的功能，形成一个自组织、自管理、自修复、自我平衡的智能网络。各个设备因为异构异质的融合可以相互之间进行良好的通信交流，在不同的网络共存的情况下，还可以整合与优化资源配置，利用性能更好的网络进行通信，实现更的资源利用。
　　
　　大数据、云计算等服务的提供(海量性问题)
　　
　　在工业4.0的大环境下，工业企业的信息化水平越来越高，信息数据量也越来越多，各种设备仪器产生的海量数据对信息处理的要求也提高了。现在新兴的大数据、云计算这类ICT技术刚好可以解决数据海量性的问题。
　　
　　大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，其重点在于对数据的“加工能力”，对大量的数据进行专业化的处理，是之能转化成有用的信息。在工业环境中建立一个大数据的平台，这样能提高工厂对不同设备收集的海量信息进行及时的处理，增加信息系统的计算能力和数据消化能力，对工业4.0的发展是很有作用的。而且大数据能迎合工业4.0需求的地方不仅仅是它的“大”，更关键的是在于它的数据的整合分析和利用。这也很好的突出了工业4.0智能化的方向。
　　
　　云计算是一种商业计算模型，它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。我们可以像使用水电资源一样使用云计算提供的计算和存储资源，解决了在数据中心存储空间不能满足工业环境的需要的问题。
　　
　　短距离低时延技术(实时性问题)
　　
　　由于移动设备的接入会造成设备状态随机变化，所以需要对物理设备进行实时动态重组，这对计算过程的时间确定性和并行性要求很高，对网络实时性要求也非常高。目前有如下一些方法可以满足这些需求：
　　
　　采用多跳转发方式进行通信，并结合先应式路由协议来降低路由请求的延迟。其优势有：即时通信、容易部署、节省能量或带宽资源、自组织能力与容错性强、具有自愈能力、组网成本低等。
　　
　　在新的空口设计Soft Defined AirInterface(SDAI)方面进行积极创新，其核心是能够面向业务和内容，自适应地调整或重组帧结构、双工模式、多址方案、波形和调制编码等流程模块，以达到性能和资源配置的多重优化。该方面目前也是5G的研究重点和热点。
　　
　　还可以部署专用于短距离通信的传输技术，比较有代表性的是ZigBee。作为一种新兴的短距离、低速率无线通信网络技术，该技术主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间的数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。
　　
　　通过ICT技术中的无线网络部署及通信方式创新、新型空口协议设计以及低成本低功率实时通信技术，可实现工业4.0对短距离低时延的需求。