重構(gòu)工業(yè)生態(tài)架構(gòu)，打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新藍(lán)圖與戰(zhàn)略布局

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域涵蓋廣泛，其內(nèi)涵不只停留在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)的單一維度。它實質(zhì)上是一個集合了眾多前沿技術(shù)、創(chuàng)新模式以及新興業(yè)態(tài)的復(fù)合型架構(gòu)，致力于重構(gòu)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。就其構(gòu)成要素，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)匯集了網(wǎng)絡(luò)、平臺和安全這三個核心功能體系，共同構(gòu)筑了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的全新戰(zhàn)略路徑。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)由消費向生產(chǎn)延伸、制造業(yè)由單點智能向全局優(yōu)化發(fā)展相交織的產(chǎn)物，這一進(jìn)程匯聚了多元化的主體力量與發(fā)展環(huán)境共同構(gòu)成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，作為回應(yīng)工業(yè)智能化進(jìn)程需求的核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，代表著新一代信息技術(shù)與高端制造業(yè)的深度結(jié)合，形成了低延遲、高穩(wěn)定性及廣泛覆蓋的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，它對于構(gòu)筑一個創(chuàng)新性的工業(yè)生態(tài)體系至關(guān)重要。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)揭示了內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括企業(yè)內(nèi)網(wǎng)、企業(yè)外網(wǎng)等多個組成部分，共同構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)物流與供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)滲透各個領(lǐng)域，為各產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)化、智能化升級提供基礎(chǔ)設(shè)施支撐，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級。

在席卷全球的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革新浪潮中，信息技術(shù)的跨界融合正釋放出巨大的發(fā)展?jié)摿涂臻g，成為一股勢不可擋的時代潮流。各國紛紛推出國家級戰(zhàn)略，如德國的“工業(yè)4.0”、美國的“先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略”和日本的“機(jī)器人新戰(zhàn)略”，同時英國、法國、韓國、印度、俄羅斯等國家也出臺了相應(yīng)的戰(zhàn)略規(guī)劃。盡管這些戰(zhàn)略名稱及側(cè)重點有所不同，但它們的共同目標(biāo)是推動新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度整合，加快制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的步伐，實現(xiàn)智能化升級。這些戰(zhàn)略旨在通過技術(shù)創(chuàng)新降低人力依賴，提升人力資源價值，引領(lǐng)各國走向高質(zhì)量、高效率和綠色高端的發(fā)展道路。

我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與發(fā)達(dá)國家同步起跑，在架構(gòu)設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化制定、測試驗證、安全防護(hù)及國際交流等方面已取得初步成果，并建立了涵蓋政府、產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)研究的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。此外，我們還推出了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.0版》和《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架2.0版》等關(guān)鍵文件，孕育了一批標(biāo)志性的平臺與公司。盡管如此，與發(fā)達(dá)國家相比，我國在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的全面發(fā)展程度和基礎(chǔ)實力方面仍有差距，產(chǎn)業(yè)支持能力需加強，對核心技術(shù)和高端產(chǎn)品的外部依賴較重，關(guān)鍵平臺能力尚需提升，標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善，企業(yè)數(shù)字化和互聯(lián)網(wǎng)化水平待提高，缺乏行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，人才與安全保障能力亟需加強，距離實現(xiàn)制造強國和網(wǎng)絡(luò)強國的目標(biāo)還有一段路要走。

為加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)步伐，推動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、智能技術(shù)與實體經(jīng)濟(jì)深度融合，促進(jìn)高端制造業(yè)發(fā)展，助力傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級改造，我國陸續(xù)推出多項政策。2015年，《中國制造2025》計劃啟動，國務(wù)院全面部署制造業(yè)強國戰(zhàn)略，成為發(fā)展核心。2016年，《關(guān)于深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導(dǎo)意見》出臺，明確制造業(yè)為“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的核心領(lǐng)域。2017年，《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》發(fā)布。2018年，工業(yè)和信息部推出《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計劃(2018-2020年)》，目標(biāo)是2020年建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)鏈。2019年，《關(guān)于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)的通知》發(fā)布，推動5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合。2020年，工業(yè)和信息部發(fā)布《推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》等文件，為我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展提供政策支持。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具備基礎(chǔ)性和滲透性雙重特性。其基礎(chǔ)性體現(xiàn)在構(gòu)建新型企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，連接工業(yè)全要素，優(yōu)化資源配置，支持工業(yè)全系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈深度整合，形成實時感知、協(xié)同互動、智能反饋的生產(chǎn)模式。而滲透性則意味著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將不僅服務(wù)于制造業(yè)，未來還將深入實體經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，為產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)化、智能化升級提供堅實基礎(chǔ)，推動經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型與發(fā)展。

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施主要由網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、平臺系統(tǒng)及安全防護(hù)三要素構(gòu)成，其中網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是根基、平臺系統(tǒng)是核心動力、安全防護(hù)則是守護(hù)者。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)承擔(dān)起全系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈以及全價值鏈的深度連接任務(wù)，通過打造具有低延遲、高穩(wěn)定性及廣泛覆蓋范圍的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，確保數(shù)據(jù)能夠在產(chǎn)業(yè)鏈的各個階段順暢流通，進(jìn)而支持構(gòu)建起能夠?qū)崟r感知、協(xié)同作業(yè)及智能響應(yīng)的生產(chǎn)模式。

平臺系統(tǒng)是整合工業(yè)要素的核心樞紐，同時也是資源優(yōu)化分配的指揮中心。其通過匯聚海量數(shù)據(jù)，開展模型設(shè)計、數(shù)據(jù)分析及軟件研發(fā)，促進(jìn)制造能力和工業(yè)知識向標(biāo)準(zhǔn)化、軟件化、模塊化和服務(wù)化轉(zhuǎn)型，從而加速工業(yè)生產(chǎn)模式和商業(yè)模式的革新，構(gòu)建安全的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，保障網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的安全，預(yù)防工業(yè)智能設(shè)備和控制系統(tǒng)遭受外部攻擊，確保平臺及應(yīng)用穩(wěn)定運行，減少數(shù)據(jù)泄露和篡改的風(fēng)險。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)是工業(yè)智能化全面互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施，它是內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)智能化的核心紐帶，串聯(lián)生產(chǎn)設(shè)備、信息采集工具、生產(chǎn)管理軟件和人員等多種生產(chǎn)要素，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的緊密連接。此外，它還推動工業(yè)企業(yè)與智能產(chǎn)品、消費者、合作伙伴等構(gòu)成的整個工業(yè)生態(tài)體系的深度互動。

作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的支撐網(wǎng)絡(luò)，解析體系是其根基和核心，包括標(biāo)識和解析兩大關(guān)鍵部分。標(biāo)識相當(dāng)于賦予機(jī)器和物品獨一無二的“身份證”，而解析系統(tǒng)通過這些標(biāo)識實現(xiàn)對機(jī)器和物品的精確追蹤和信息查詢。這一為全球供應(yīng)鏈和企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的精準(zhǔn)融合、產(chǎn)品的全生命周期管理以及智能化服務(wù)提供了堅實的支撐。

1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)企業(yè)管控與裝備設(shè)計、研發(fā)、管理等產(chǎn)業(yè)鏈接各環(huán)節(jié)的全要互聯(lián)的基礎(chǔ)。由工業(yè)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)和工業(yè)企業(yè)外網(wǎng)實現(xiàn)采集裝備、信息管理、系統(tǒng)生產(chǎn)要素等互聯(lián)，實現(xiàn)智能產(chǎn)品、用戶、協(xié)作企業(yè)等工業(yè)全環(huán)節(jié)的廣泛互聯(lián)，促成了產(chǎn)業(yè)生態(tài)的全面融合。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)識解析體系構(gòu)成了其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基石，涵蓋標(biāo)識與解析兩個核心部分。標(biāo)識作為機(jī)器與物品的數(shù)字化身份，確保它們在復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)鏈中能夠被精確識別。解析系統(tǒng)則利用這些標(biāo)識，對機(jī)器和物品進(jìn)行定位及信息檢索，這是實現(xiàn)供應(yīng)鏈與生產(chǎn)系統(tǒng)準(zhǔn)確對接、產(chǎn)品全生命周期管理以及智能化服務(wù)的關(guān)鍵。

智能網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建或升級，采用了扁平化、IP化等靈活的有限與無限組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。通過強化網(wǎng)絡(luò)安全策略，融合傳統(tǒng)運營技術(shù)與信息技術(shù)，打造了適應(yīng)企業(yè)產(chǎn)銷需求的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)方案。這一方案促進(jìn)了管理與銷售鏈的互聯(lián)互通，確保了資源數(shù)據(jù)的靈活調(diào)整和高效協(xié)同。

在實現(xiàn)萬物互聯(lián)的通信管理中，5G技術(shù)的三大核心特性——增強型移動寬帶、大規(guī)模機(jī)器通信、高可靠低時延通信，為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了強大的支持，提升了工業(yè)的柔性制造能力，并推動了工業(yè)企業(yè)的智能化進(jìn)程。eMBB技術(shù)能夠提供高達(dá)100Mbps的上傳速度和1000Mbps的下載速度，完美滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω咔逡曨l傳輸、虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）等應(yīng)用的需求，為工業(yè)視覺監(jiān)控和遠(yuǎn)程協(xié)作帶來了革命性的變革。

mMTC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)百萬的連接密度，它通過實時采集并整合車間內(nèi)傳感器、總線、車床、儀表等設(shè)備的數(shù)據(jù)，進(jìn)行深入分析，為生產(chǎn)流程提供精確的數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而優(yōu)化生產(chǎn)決策，提升生產(chǎn)效率。

uRLLC技術(shù)滿足了各類控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)同步的高標(biāo)準(zhǔn)要求，為工業(yè)遠(yuǎn)程控制提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。這一特性保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與極低延遲，既提高了生產(chǎn)的安全性，也增強了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在設(shè)備、數(shù)據(jù)接口載體網(wǎng)絡(luò)保障方面的能力。

以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算的部署為例，其目的是將工業(yè)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)連接的節(jié)點定位清晰。邊緣計算載體能夠涵蓋工業(yè)控制器、傳感器、邊緣計算網(wǎng)關(guān)、云平臺及智能生產(chǎn)設(shè)備等多樣化設(shè)備，其應(yīng)用場景不僅限于制造業(yè)，還廣泛擴(kuò)展至采礦、物流、能源等行業(yè)。將核心業(yè)務(wù)部署在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的邊緣設(shè)備上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)能源和實時處理，確保信息傳遞的時效性和精確性，構(gòu)建了一個從現(xiàn)場設(shè)備節(jié)點到云端中心控制節(jié)點的無縫網(wǎng)絡(luò)。這不僅保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，還實現(xiàn)了端到端的網(wǎng)絡(luò)安全與效率，為工業(yè)智能化和自動化的推進(jìn)提供了強有力的網(wǎng)絡(luò)支撐。

2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)運而生，其核心目的是適應(yīng)制造業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的需求。該平臺致力于打造和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)平臺的技術(shù)架構(gòu)，依托精準(zhǔn)、實時的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，形成包括數(shù)據(jù)存儲、整合、查詢、分析、管控和建模在內(nèi)的全方位數(shù)據(jù)處理能力。企業(yè)可通過該平臺獲得云計算環(huán)境，推動工業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗與知識的模塊化、軟件化和重復(fù)使用，從而提升研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造和運營管理等資源配置的效率，構(gòu)建起一個資源充足、多方協(xié)同、共進(jìn)共贏的制造業(yè)新生態(tài)。這一平臺不僅實現(xiàn)了功能的分離與再利用，加快了應(yīng)用的研發(fā)與創(chuàng)新，而且隨著各類模型的累積、針對工業(yè)特性的數(shù)據(jù)管理和分析技術(shù)的深化，以及平臺功能與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的不斷整合，其服務(wù)水平也在不斷提升。

在數(shù)據(jù)采集與整合的領(lǐng)域，通過智能傳感、工業(yè)控制及物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)深度數(shù)據(jù)挖掘和搜集。結(jié)合云服務(wù)器、大數(shù)據(jù)技術(shù)與工業(yè)產(chǎn)業(yè)，搭建了資源豐富的高質(zhì)量模型庫和智能庫，致力于開發(fā)與應(yīng)用，形成了資源優(yōu)化管理、工藝流程化管理、生產(chǎn)協(xié)同以及資源配置等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)模式，為用戶提供多元化的智能應(yīng)用解決方案。

在構(gòu)建智能化管理平臺方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)制造系統(tǒng)采納了智能機(jī)器、云平臺及工業(yè)APP的集成技術(shù)架構(gòu)，提供網(wǎng)絡(luò)感知、互聯(lián)和實時互動的智能機(jī)器，以及具備數(shù)據(jù)匯聚、存儲和計算分析能力的云平臺，并在其上部署了眾多工業(yè)APP。這一體系打造了從設(shè)備到用戶的數(shù)據(jù)鏈，推動了制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合，催生了新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)和新產(chǎn)業(yè)的誕生。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺促使傳統(tǒng)生產(chǎn)能力的提供商向基于平臺的網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)品提供商轉(zhuǎn)變，通過掌握工業(yè)大數(shù)據(jù)的入口，加強用戶數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的軟件化，從而塑造新的競爭力。該平臺以海量開發(fā)與用戶為核心的創(chuàng)新架構(gòu)，利用信息互通、資源配置和能力協(xié)同等優(yōu)勢，推動數(shù)據(jù)信息與技術(shù)創(chuàng)新架構(gòu)，構(gòu)建雙向迭代的創(chuàng)新生態(tài)。

例如，美國通用電氣公司（GE）推出的Predix平臺，是全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的杰出代表。Predix平臺在底層通過部署數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊Predix Machine，實現(xiàn)不同協(xié)議的兼容和轉(zhuǎn)換，高效地完成工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及云端整合。在運行層，通過定制化開發(fā)如Pivotal Cloud Foundry等開源PaaS平臺，創(chuàng)建了一個通用的運行環(huán)境，將工業(yè)經(jīng)驗和軟件能力轉(zhuǎn)化為原理性應(yīng)用微服務(wù)。同時，通過開發(fā)者計劃，激勵初創(chuàng)公司基于ix平臺開發(fā)各類微服務(wù)。在應(yīng)用層，GE積極推廣基于Predix平臺的工業(yè)App，推動能源、醫(yī)療設(shè)備、航空等垂直行業(yè)向云端遷移遠(yuǎn)程監(jiān)測和預(yù)測性維護(hù)應(yīng)用軟件，同時培育開發(fā)者團(tuán)隊，構(gòu)建開放社區(qū)，鼓勵第三方開發(fā)可視化、質(zhì)量管理等專業(yè)應(yīng)用。

在工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化快速推進(jìn)的今天，制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全問題日益凸顯，并從各個層面引起了廣泛關(guān)注。針對這一領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)策略的制定旨在達(dá)成既定的管理目標(biāo)，包括進(jìn)行風(fēng)險評估、擬定安全方案，以及數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)。這要求通過實施一系列包括信息安全、預(yù)警系統(tǒng)、應(yīng)急反應(yīng)在內(nèi)的防護(hù)措施和機(jī)制，打造一個動態(tài)的安全防護(hù)體系。特別是對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)，必須采取有效手段預(yù)防網(wǎng)絡(luò)攻擊引起的生產(chǎn)安全事故，并進(jìn)行嚴(yán)格的信息安全評估。

這些防護(hù)措施涵蓋了應(yīng)用層、控制層、設(shè)備層和數(shù)據(jù)層等多個方面，主要分為威脅防護(hù)、監(jiān)測感知和恢復(fù)三個主要階段。在威脅防護(hù)階段，針對五大關(guān)鍵目標(biāo)，采取主動防御和被動應(yīng)對相結(jié)合的策略；而在監(jiān)測和恢復(fù)階段，則通過信息共享、預(yù)警及應(yīng)急響應(yīng)來加強安全防護(hù)。

從管理的角度出發(fā)，應(yīng)依據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全目標(biāo)進(jìn)行細(xì)致的安全評估，選擇適當(dāng)?shù)陌踩呗裕⒋_保這些措施得到有效執(zhí)行，以保障工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠運行。