工業互聯網競爭日趨激烈產業生態加速構建

　　從2012年被提出，工業互聯網發展到現在已歷經10年時間。工業互聯網是新一代通信網絡技術與工業經濟深度融合的關鍵基礎設施，是產業效率提升的倍增器，產業效率每提高1%將創造萬億美元級的GDP。歐盟預計未來15年，基于ICT技術的工業互聯網將帶來20%~30%的生產效率提升。

　　工業互聯網與傳統信息化制造系統的本質區別是打破傳統制造信息系統“煙囪式”孤島，形成具有“全互聯、扁平化、平臺化、開放服務”特征、“人-機-物”深度融合的智能制造系統。

　　尹浩指出：“目前工業互聯網呈現三個發展趨勢：第一，基于網絡的人機制造全要素互聯。第二，基于網絡的生產鏈全面流程化。第三，基于網絡的全產業鏈和全價值鏈重塑。”

　　同時，在工業互聯網四大體系(網絡、平臺、數據、安全)當中，網絡體系是基礎，涵蓋設計、研發、生產、管理等各環節人-機-物的泛在深度互聯。平臺體系是核心，匯集各類生產數據、機器狀態，實現資源的優化配置、智能分析等。數據體系是關鍵，提升數據價值挖掘能力、促進數據流動、推動數據知識共享、構建數據驅動新生態。安全體系是保障，識別和抵御安全威脅、化解各種安全風險。

　　目前，全球工業互聯網正處在格局創立的關鍵期和規模化擴張的窗口期，發展工業互聯網已經成為主要國家搶占全球產業競爭新制高點、重塑工業體系的共同選擇。

　　工業互聯網產業生態競爭日趨激烈，生態的構建和產業布局正在全球加速展開;國際企業利用自身優勢加快網絡、工業設備、核心芯片、工控系統、傳感器等產業鏈布局;操作系統與云平臺一體化成為掌控生態主導權的重要手段;工業制造、能源、交通等關系國計民生的重要行業成為產業競爭的重點領域。

　　工廠內網、外網絡分別呈現三大趨勢

　　尹浩指出，工業互聯網整個體系包括網絡互聯、數據互通兩個層面：“網絡互聯按照工業互聯網業界的分法又分為工廠內網絡和工廠外網絡，工廠內網絡主要連接工廠內的各種要素，包括人員(生產人員、設計人員、外部人員)、機器(裝備、辦公設備)、材料(原材料、制成品)、環境(儀表、監測設備)。工廠外網絡連接智能工廠、分支機構、下游協作企業、工業云數據中心、智能產品用戶等。”

　　而工業互聯網應用發展對網絡基礎設施提出了更高的要求和更多的需求。工廠內網呈現融合、開放、靈活三大發展趨勢。

　　在融合性方面，一是內網結構扁平化。傳統“兩層三級”網絡架構嚴重影響信息互通效率，大數據分析和邊緣計算業務對現場實時數據采集需求，OT網絡中的車間級和現場級將逐步融合，MES等信息系統向車間延伸的需求，推動IT網絡與OT網絡融合。二是控制信息與過程數據共網傳輸。傳統工業網絡依附控制系統，主要實現控制閉環的信息傳輸，工業互聯網業務對工業生產全流程數據的采集需求，要求網絡同時滿足控制信息和過程數據的傳輸需求。三是有線與無線一體化協同，無線網絡部署將成為必然。

　　在開放性方面，一是技術的開放性，打破傳統工業網絡眾多制式間的技術壁壘，控制系統、應用系統將不與具體網絡技術綁定。二是數據的開放性，生產全流程的數據將以標準化語法和數據模型開放給上層應用使用。三是產業的開放性，打破少數巨頭對全產業鏈的控制，新的芯片廠商、設備廠商、網絡提供商將加入進來，推動產業開放。

　　在靈活性方面，一是網絡形態的靈活性。未來工廠內網絡可根據智能化生產、個性化定制等業務靈活調整形態，快速構建出生產環境。二是網絡管理的便捷性。隨著工業網絡化深入發展，工廠內的網絡管理都將變得復雜，新的數據互通和軟件定義技術應用提供網絡系統的可呈現度，網絡管理更加便捷。

　　同時針對工廠外網絡呈現的普遍化、精細化、靈活化趨勢，外網服務逐步普遍化。尹浩強調道：“隨著云平臺技術的發展，企業信息系統正在外網化，未來海量設備的遠程監控、維修、管理、優化等業務等都將基于工廠外網絡開展。其次，在普遍化基礎上要做到精細化，針對企業上網、業務系統上云、公有云與私有云互通等不同場景提供細分服務。”

　　外網服務也逐步趨向靈活化，工廠外網絡能夠根據企業要求快速開通服務、調整業務，5G移動通信網絡等新技術的應用，提高網絡接入的便捷程度和部署速度，為企業實現廣泛互聯提供更靈活的方式選擇。

　　尹浩表示，構建整個網絡體系，歸納起來本質要求是實現生產要素、生產鏈和全價值鏈的安全可靠互聯，實現面向工業生產和服務的人-機-物網絡化協同。其本源要實現工業網與“互聯網、生產系統、人”三者有效互動，關鍵是實現面向“三鏈”的比特流、信息流、知識流的語義互聯。比特流實現IT/OT融合及三鏈數據互聯;信息流實現計劃域、操作域與控制域的信息互聯;知識流是實現人與生產系統的知識交互。

　　工業互聯網網絡體系面臨三方面挑戰

　　目前工業互聯網網絡體系建設應以網絡“互聯、協同”為抓手，突破“互動”瓶頸，以實現比特流、信息流、知識流的三個層面“互動”為核心關鍵。尹浩認為，目前工業互聯網網絡體系正面臨三方面挑戰。

　　第一，如何實現按需互聯，保障比特流端到端實時可靠交互。現有工業互聯網基于TCP/IP“盡力而為”的模式，使“二八效應”嚴重，網絡資源主要消耗于20%的節點，無法實現全要素鏈、全產業鏈和全價值鏈的按需互聯及比特流端到端的可靠交互。

　　第二，如何最大化網絡效能。他認為，生產鏈、價值鏈和產業鏈泛在化感知產生的數據量將呈現爆炸性增長，如何通過最大化網絡效能，實現三鏈跨感知、計算、控制三個功能域的直接優化控制，支持跨功能域的信息流語義級交互是面臨的又一挑戰。

　　第三，如何保障互動的安全可控，實現人-機-物知識流協同交互。人-機-物多維度、跨層次互動帶來一系列不確定性，構建網絡、設備、平臺、數據、應用的多維度的安全可信保障體系，實現云邊端的智能協同、實時精準控制是當務之急。