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工业互联网创新发展20问——上篇

工业互联网是什么?应该如何建设?如何去推动工业互联网的创新发展?工信部直属事业单位中国工业互联网研究院围绕于此做了大量资料的详细梳理,具体分享20问如下:


1

工业互联网是什么?


工业互联网是新一代网络信息技术与制造业深度融合的产物,是实现产业数字化、网络化、智能化发展的重要基础设施,通过人、机、物的全面互联,全要素、全产业链、全价值链的全面链接,推动形成全新的工业生产制造和服务体系,成为工业经济转型升级的关键依托、重要途径、全新生态。


2

工业互联网和通常所说的互联网有什么区别?


工业互联网是互联网发展的新领域,是在互联网基础之上、面向实体经济应用的演进升级。通常所说的互联网一般是指消费互联网,与之相比,工业互联网有三个明显特点。


一是连接对象不同。消费互联网主要连接人,应用场景相对简单,工业互联网实现人、机、物等工业经济生产要素和上下游业务流程更大范围的连接,连接种类、数量更多,场景复杂。


二是技术要求不同。消费互联网网络技术特点突出体现为“尽力而为”的服务方式,对网络时延、可靠性等要求相对不是特别严格。但工业互联网既要支撑对网络服务质量要求很高的工业生产制造,也要支撑高覆盖高灵活要求的网络化服务与管理,因此在网络性能上要求时延更低、可靠性更强,同时由于直接涉及工业生产,工业互联网安全性要求更高。


三是发展模式不同。消费互联网应用门槛较低,发展模式可复制性强,完全由谷歌、脸书、亚马逊、阿里、腾讯等互联网企业主导驱动发展。工业互联网涉及应用行业标准杂、专业化要求高,难以找到普适性的发展模式,通用电气、西门子、航天科工等制造企业发挥至关重要作用。同时,互联网产业多属于轻资产,投资回收期短,对社会资本吸引大。而工业互联网相对重资产,资产专用性强,投资回报周期长,且还存在一些认知壁垒。



3

发展工业互联网有什么重大意义?


工业互联网是第四次工业革命的重要基石。当前,新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起,工业经济数字化、网络化、智能化发展成为第四次工业革命的核心内容。工业互联网作为数字化转型的关键支撑力量,正在全球范围内不断颠覆传统制造模式、生产组织方式和产业形态,推动传统产业加快转型升级、新兴产业加速发展壮大。


我国工业经济正处于由数量和规模扩张向质量和效益提升转变的关键期,支撑发展的要素条件发生深刻变化,面临发达国家制造业高端回流和发展中国家中低端分流的双重挤压,迫切需要加快工业互联网创新发展步伐,推动工业经济从规模、成本优势转向质量、效益优势,促进新旧动能接续转换,快速构建我国制造业竞争新优势,抢占未来发展主动权。



4

工业互联网如何支撑制造强国和网络强国建设?


工业互联网为制造强国建设提供关键支撑。一是推动传统工业转型升级。通过跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的全面互联互通,实现各种生产和服务资源在更大范围、更高效率、更加精准的优化配置,推动制造业供给侧结构性改革,大幅提升工业经济的发展质量和效益。二是加快新兴产业培育壮大。工业互联网促进设计、生产、管理、服务等环节由单点数字化向全面集成演进,加速创新机制、生产模式、组织形态和商业范式的深刻变革,催生智能化生产、网络化协同、服务化延伸、个性化定制等新模式、新业态、新产业。


工业互联网是网络强国建设的重要内容。一是加速网络演进升级。工业互联网促进人与人相互连接的公众互联网、物与物相互连接的物联网向人、机、物的全面互联拓展,大幅提升网络设施的支撑服务能力。二是拓展网络经济空间。工业互联网具有较强的渗透性,可以与交通、物流、能源、医疗、农业等实体经济各领域深度融合,实现产业上下游、跨领域的广泛互联互通,推动网络应用从虚拟到实体、从生活到生产的科学跨越,极大地拓展了网络经济的发展空间。


5

工业互联网具有怎样的功能架构?


工业互联网由网络、平台、安全三个部分构成。其中,网络是基础、平台是核心、安全是保障。

“网络”是实现工业全系统、全产业链、全价值链泛在深度互联的基础,包括网络互联体系、标识解析体系和信息互通体系。通过打造低延时、高可靠、广覆盖的网络基础设施,实现信息数据在生产各环节和全要素的无缝传递,从而支撑形成实时感知、协同交互、智能反馈的生产模式。


“平台”是工业全要素链接的枢纽,也是工业资源配置的核心。平台下连设备、上连应用,通过海量数据汇聚、建模分析与应用开发,推动制造能力和工业知识的标准化、软件化、模块化与服务化,支撑工业生产方式、商业模式创新和资源高效配置,是构建制造业新生态体系的核心。


“安全”是工业互联网健康有序发展的保障,涉及设备安全、控制安全、网络安全、应用安全和数据安全等五个方面。通过建立工业互联网安全保障体系,实现对工厂内外网络设施的保护,避免工业智能装备、工业控制系统受到内部和外部攻击,保障工业互联网平台及其应用的可靠运行,降低工业数据被泄露、篡改的风险,实现对工业互联网的全方位保护。


6

工业互联网的网络体系建设主要包括哪些工作?


工业互联网的网络体系是工业系统互联和工业数据传输交换的支撑基础,是在现有互联网的基础上,通过技术演进升级和叠加新型专网而形成,包括企业内网络和企业外网络。构建网络体系,主要包括四方面重点工作:一是工业企业内网改造升级。推进IP化、扁平化、柔性化技术改造和建设部署,打通信息孤岛、数据烟囱,为更广泛的互联互通打下良好基础。二是加快工业企业外网建设。重点加快推进宽带网络基础设施建设与改造,扩大网络覆盖范围,优化升级国家骨干网络,为实现产业链各环节的泛在互联与数据顺畅流通提供保障。同时,进一步推进连接中小企业的专线提速降费,降低中小企业的信息网络服务成本,支持大中小企业融通发展。三是推进标识解析体系建设。赋予工业互联网每一个机器和产品“身份证”,推动实现供应链系统和企业生产系统精准对接,以及人、机、物全面互联,进而实现跨企业、跨地区、跨行业的产品全生命周期管理,促进信息资源集成共享。四是推进工业领域全面部署IPv6。在工业企业网络化改造建设的同时,同步推进工业领域IPv6发展,满足工业智能化发展对海量地址的需求。


7

工业互联网平台的核心作用表现在哪些方面?


工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求,构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体,其核心要素包括数据采集体系、工业PaaS平台、应用服务体系。其核心作用主要表现在三个方面:一是能够发挥平台的集聚效应。工业互联网平台承载了数以亿计的设备、系统、工艺参数、软件工具、企业业务需求和制造能力,是工业资源汇聚共享的载体,是网络化协同优化的关键,催生了制造业众包众创、协同制造、智能服务等一系列互联网新模式新业态。二是能够承担工业资源配置的核心关键角色。工业互联网平台向下连接海量设备,自身承载工业经验与知识模型,向上对接工业优化应用,是工业全要素链接的枢纽,是工业资源配置的核心,驱动着先进制造体系的智能运转。三是能够释放云计算平台的巨大能量。工业互联网平台凭借先进的计算架构和高性能的云计算基础设施,能够实现对海量异构数据的集成、存储与计算,解决工业数据处理爆炸式增长与现有工业系统计算能力不相匹配的问题,加快以数据为驱动的网络化、智能化进程。


8

工业互联网的安全保障能力应该如何强化提升?


建立涵盖设备安全、控制安全、网络安全、平台安全和数据安全的工业互联网多层次安全保障体系,重点突破标识解析系统安全、工业互联网平台安全、工业控制系统安全、工业大数据安全等相关核心技术,推动攻击防护、漏洞挖掘、入侵发现、态势感知、安全审计、可信芯片等关键安全产品研发。重点针对基础较好的行业和安全需求迫切的领域,开展安全技术、产品和解决方案的试点示范和推广应用。构建工业互联网设备、网络和平台的安全评估认证体系,依托第三方机构开展安全能力评估和认证,引领工业互联网安全防护能力不断提升。建立工业互联网全产业链数据安全管理体系,明确相关主体的数据安全保护责任和具体要求,加强数据收集、存储、处理、转移、删除等环节的安全防护能力。建立工业数据分级分类管理制度,形成工业互联网数据流动管理机制,明确数据留存、数据泄露通报要求,加强工业互联网数据安全监督检查。督促工业互联网相关企业落实网络安全主体责任,引导企业加大安全投入,加强安全防护和监测处置技术手段建设,开展工业互联网安全试点示范,提升安全防护能力。充分发挥国家研究机构和社会力量作用,增强国家级工业互联网安全技术支撑能力,着力提升隐患排查、攻击发现、应急处置和攻击溯源能力。


9

全球工业互联网发展的近期概况与特征如何?


当前,全球工业互联网正处在产业格局未定的关键期和规模化扩张的窗口期,发达国家围绕核心标准、技术、平台等加速布局。美、德两国保持领跑,日本、韩国、法国、印度、巴西等国纷纷加快追赶步伐。美国将工业互联网作为先进制造重要基础,其主导的工业互联网联盟,汇聚了38个国家和地区的270家企业,正试图成为全球工业互联网发展枢纽。德国将工业互联网平台作为工业4.0关键支撑,集聚龙头企业推进标准、开发、试验等工作,已成为全球工业互联网发展的重要推动力量。两大阵营正在加快双方对接,实现强强联合。同时,工业互联网平台成为全球竞争焦点,呈现井喷式发展,目前已超150个。跨国巨头积极打造“国际品牌+高端产品+先进平台”立体新优势,通用电气Predix平台覆盖风电、航空等领域,集聚2万开发者,已开发160种APP。




10

我国推动工业互联网创新发展的总体目标和长期愿景是什么?


总体目标是立足国情,面向未来,打造与我国经济发展相适应的工业互联网生态体系,使我国工业互联网发展水平走在国际前列,争取实现并跑乃至领跑。


到2025年,基本形成具备国际竞争力的基础设施和产业体系。覆盖各地区、各行业的工业互联网网络基础设施基本建成。工业互联网标识解析体系不断健全并规模化推广。形成3-5个达到国际水准的工业互联网平台。产业体系较为健全,掌握关键核心技术,供给能力显著增强,形成一批具有国际竞争力的龙头企业。基本建立起较为完备可靠的工业互联网安全保障体系。新技术、新模式、新业态大规模推广应用,推动两化融合迈上新台阶。


到2035年,建成国际领先的工业互联网网络基础设施和平台,形成国际先进的技术与产业体系,工业互联网全面深度应用并在优势行业形成创新引领能力,安全保障能力全面提升,重点领域实现国际领先。


到本世纪中叶,工业互联网网络基础设施全面支撑经济社会发展,工业互联网创新发展能力、技术产业体系以及融合应用等全面达到国际先进水平,综合实力进入世界前列。


— 未完待续 —


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