中培專家論 | 面向工業互聯網的頂層設計構建
▌工業互聯網概述
互聯網正加速向制造業等國民經濟各領域滲透,云計算、大數據、區塊鏈、人工智能等新技術正在為制造業注入信息化的基因、插上互聯網的翅膀。以“軟件定義”為特征,以工業互聯網平臺為核心、以生態建設為目標的工業互聯網時代正在到來。
縱觀智能制造、產業化的互聯網+、德國工業4.0、美國工業網絡體系建設,我們國工業互聯網建設是工業現代化、國際競爭力的重要依托。發展與構建適合我國國情的新型工業化,是我國2025年走向制造強國的必然之路。
在我國全面深化改革的關鍵時期、布局階段,適時提出我國工業互聯網發展的頂層設計藍圖,是適時必要的。依托頂層設計構建智慧企業,欣思博一直在探索工業互聯網的頂層設計問題,三大一融模式融合了在能源企業、重工設備制造領域的經驗提煉而來。
工業大寬帶、數據大平臺、安全大環境等三大是建設的藍圖與目標;生產智能化和生產網絡化的融合建設是一條構建工業互聯網的落地、可行道路。
網絡體系方面,工廠內部網絡和外部網絡都將發生演進和變化,內部網絡呈現扁平化、無線化及靈活組網發展趨勢,公眾網絡在終端接入能力、業務能力、服務質量保障、網絡柔性方面不斷面臨新的需求;
數據體系方面,工業大數據在數據體量、分布、結構、處理速度、分析置信度方面具有鮮明的特征,并需要圍繞智能制造的需求開展跨層次跨環節數據整合;
安全體系方面,面向工業應用的靈活安全保障能力、工業數據以及用戶數據分類分級保護機制成為未來的發展方向。融合建設方面,工業互聯網的核心本質就是實現企業生產要素、生產方式、生產過程的智能化和網絡化轉移。
▌工業大寬帶建設
我國明確指出到2025年,覆蓋各地區、各行業的工業互聯網網絡基礎設施基本建成,工業互聯網標識解析體系不斷健全并規模化推廣,基本形成具備國際競爭力的基礎設施和產業體系。打造人、機、物全面互聯的新型網絡基礎設施,形成智能化發展的新興業態和應用模式,是推進制造強國和網絡強國建設的重要基礎。
面向企業低時延、高可靠、廣覆蓋的網絡需求,大力推動工業企業內外網建設。加快推進寬帶網絡基礎設施建設與改造,擴大網絡覆蓋范圍,優化升級國家骨干網絡。推進工業企業內網的IP(互聯網協議)化、扁平化、柔性化技術改造和建設部署。推動新型智能網關應用,全面部署IPv6(互聯網協議第6版),繼續推進連接中小企業的專線建設。
在完成2017年政府工作報告確定的網絡提速降費任務基礎上,進一步提升網絡速率、降低資費水平,特別是大幅降低中小企業互聯網專 線接入資費水平。加強資源開放,支持大中小企業融通發展。加大無線電頻譜等關鍵資源保障力度。推進標識解析體系建設。加強工業互聯網標識解析體系頂層設計,制定整體架構,明確發展目標、路線圖和時間表。設立國家工業互聯網標識解析管理機構,構建標識解析服務體系,支持各級標識解析節點和公共遞歸解析節點建設,利用標識實現全球供應鏈系統和企業生產系統間精準對接,以及跨企業、跨地區、跨行業的產品全生命周期管理,促進信息資源集成共享。
▌數據大平臺建設
大數據不是一場革命,是一系列發展進化。工業大數據是制造業在信息化、智能化融合發展過程中一個重要的方向,工業大數據在這個過程中會起到越來越重要的作用。工業大數據的定義是由高速的工業設備所產生大量且多元的時間序列數據點,即物聯網。工業設備制造的數據,可能具有更大的潛在商業價值。它有兩個目標:
第一,使用原始數據支持管理決策
第二,降低維護成本和改善客戶服務
工業數據是形成整個智能制造的中樞。通過數據采集、集成、建模分析,以及最后的決策優化控制,可以實現整個工業數據控制優化的閉環。在這個閉環中,整個工業互聯網或者整個工業大數據分析應用提供基礎的支撐,包括底層的數據采集、中間的互聯網網絡傳輸、上層的應用,可以實現整個工業價值的提升。
如今的大數據,更多聚焦在數據集成、存儲和分析,而工業大數據的未來更多是通過機器學習,往人工智能的應用方面發展。在這樣的背景下,數字化和智能工業作為一個重大趨勢,已不可逆轉。很多工業公司已經將數字化視為生存和發展的必要前提。盡管互聯網已經改變了消費領域,但這一價值在工業領域還有待釋放,如何將數字化轉化為價值,這是所有工業公司所需要解答的問題。
▌安全大環境建設
工業互聯網在工業生產中的應用使工業生產活動開始呈現“數字化、智能化、網絡化”的發展趨勢,跨時間、跨地域的“設計、生產、物流、銷售、服務”全產業鏈的生產模式成為常態;各個生產環節的互聯互通成為常態。這些新常態可能把工業生產的部分生產環節網絡與外部網絡互通,在提高效率的同時,也可能引發并導致嚴重的信息安全事件。
近年來頻發的工業安全事件充分說明,工業互聯網安全需要引起我們的高度重視。工業互聯網是一個長期發展和演進的過程,目前我們對工業互聯網安全的認識還是初步和階段性的。加強工業互聯網安全體系研究,技術和管理相結合,建立涵蓋設備安全、控制安全、網絡安全、平臺安全和數據安全的工業互聯網多層次安全保障體系。加大對技術研發和成果轉化的支持力度,重點突破標識解析系統安全、工業互聯網平臺安全、工業控制系統安全、工業大數據安全等相關核心技術,推動攻擊防護、漏洞挖掘、入侵發現、態勢感知、安全審計、可信芯片等安全產品研發,建立與工業互聯網發展相匹配的技術保障能力。
▌融合生產新路線
從生產智能化維度,圍繞感知、控制、決策和執行等智能功能的實現,針對智能制造關鍵技術裝備、智能產品、重大成套裝備、數字化車間/智能工廠的開發和應用,突破先進感知與測量、高精度運動控制、高可靠智能控制、建模與仿真、工業互聯網安全等一批關鍵共性技術,研發智能制造相關的核心支撐軟件,布局和積累一批核心知識產權,為實現制造裝備和制造過程的智能化提供技術支撐。從生產網絡化維度,構建新型工業網絡設備與系統,構建工業互聯網試驗驗證平臺和標識解析系統。推動制造企業開展工廠內網絡升級改造。鼓勵電信運營商改良工廠外網絡,開展工業云和大數據平臺建設。
▌總結展望與創新發展
伴隨著新一代信息通信技術與現代工業技術深度融合,工業互聯網孕育而生,正成為全球產業布局新方向,成為制造業轉型升級重要推動力。我國工業互聯網建設處于起步階段,發展基礎和能力薄弱,下一步,將加強統籌協調和頂層設計,充分發揮政府、企業、研究機構等各方合力,系統推進各項工作;堅持“改舊網”與“建新網”相互補充,夯實工業互聯網網絡基礎;堅持“建平臺”與“用平臺”雙輪驅動,打造資源富集、良性互動的工業互聯網平臺生態。