工业互联网不只是网络：网络是基础，平台是关键？_问答_开发者

互联网的发展和新工业革命的交汇，催生了工业互联网。

工业互联网在不同国家有不同的称呼，在美国被称为工业物联网，在德国被称为工业4.0。在国内，由于互联网的发展独特，真正的称呼应该是工业互联网(也是国家工信部选定的名字)。

工业互联网概念

2012年底，通用电气(GE)提出了工业互联网概念。到目前为止，互联网已经从工业辅助、整合到整合阶段，从消费互联网转向生产互联网的工业互联网，成为多带带概念并入发展的快车道。在这个过程中，工业本身的发展也是一个重要的推动因素。工业中单点信息技术应用可以追溯到1950年工厂内部的单机数控，之后又有了工控系统；随着ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划）、MES（Manufacturing Execution System，制造企业生产过程执行系统）的集成，互联网也逐渐进入商用化阶段；而随着工业应用中逐渐融合了更多的新兴技术，工业也开始从最初的单点信息技术应用向全面的数字化、网络化、智能化变革。

互联网的发展和新工业革命的交汇，从而催生了工业互联网。2012年底，通用电气(GE)提出了工业互联网的概念，出版了中英双语工业互联网白皮书。

国内工业互联网发展脉络

在整个工业互联网的发展大潮中，国内产业也早早起步，早在2013年8月，工信部颁布《信息化与工业化融合专项行动计划》，促进两化融合。之后，国家发表了很多政策。

2014年9月，工信部系统部署了工业互联网研究

2015年5月，发行了《中国制造2025》

2015年7月，发行了《关于积极推进互联网行动的指导意见》

2016年2月，成立了工业互联网产业联盟

2016年5月，发行了《关于深化制造业和互联网融合发展的指导意见》/p>

2017年10月，发行了《深化互联网产业先进制造业联网意见》。9月22日，在北京CCFYOCSEFTDS专题探索班，工业互联网联盟(AII)总组长、中国通信院技术和标准研究所副社长李海花介绍，工业互联网连接整个工业系统，实现数据在这些设备和系统之间的流动因此，工业互联网的核心是通过互联网打破这些系统，围绕生产营为中心，形成一个系统数据传输和应用的智能系统。因此，2017年，国务院发布了《深化互联网，发展制造业工业互联网的指导意见》。

工业互联网三个系统

从工业互联网的发展来看，各国首先从顶层结构设计开始，中国工业互联网的顶层结构分为三个系统网络系统、平台系统和安全系统。

其中，网络系统是基础，涉及人、物、机、车间等全要素，涵盖设计、研发、生产、管理等各个环节，深入连接工业系统、全产业链、全价值链的平台系统是核心，平台作为各种要素的枢纽，收集数据

网络系统(三级二级)

工业互联网的网络系统分为三级二级，三级指现场级、现场级、工厂级二级指OT层和IT层。

现场级别包括生产设备、控制系统，现场级别主要包括人机交互接口、数据收集和监视、总线和网关等，前两个级别主要以工厂内的生产部分为中心，分布在OT层。工厂级主要分布在信息技术层，主要是信息技术网络块，包括SCM、ERP、CRM、MES。

IT、OT融合(即将通过两层)是发展趋势，但网络断裂，能力单一仍是工厂现状。目前工厂采用三层二级结构，中间仍隔离，仍比较分裂，一些企业为了安全，二层之间采用物理隔离。这使得目前工厂中的互联网仅用于商业信息交互，企业信息网络难以延伸到生产系统，大量的生产数据开发者_开发知识库沉淀，消失在工业控制网络中。

与此同时，产业开始不断尝试，工业PON、宽带无线、短距离通信、蜂窝无线、IPV6、SDN等互联网技术进入，但仍面临许多问题，首先是标准问题。由于行业类别诸多以及工业巨头的存在，现行的OT网络技术标准有40多种，正式进入IEC（International Electrotechnical Commission，国际电工委员会）的也有20多种。而由于现在的OT网络已经不仅需要传输数据，还需要兼顾AR/VR及摄像头的应用叠加，李海花认为，应运而生的TSN很可能会在将来统一OT网络的连接技术。

网络体系（TSN）

据雷锋网了解，通用以太网技术仅仅是解决了多设备共享网络基础设施和数据连接的问题，但并没有很好地解决设备之间实时、稳定的数据传输的问题，而这对工业设备尤为关键。TSN是在IEEE802.1标准框架下，基于特定应用需求制定的一组子标准，旨在为以太网协议建立通用的时间敏感机制，在确保以太网数据通讯的时间确定性的同时，为不同协议网络之间的互操作提供了可能性。也可以理解为标准以太网的升级版。

如上述所述，TSN可用于OT网络层，IT层传输协议结构可用于OPC，将来工厂内部有望统一到TSNOPC。

在2018年汉诺威工业展上，AII联盟与ECC联合展示了TSNOPCUA测试床，该测试床时延不足1微妙，抖动不足100纳秒，是采用SDN管理的边缘计算平台。

网络系统(5G)

5G作为下一代蜂窝网络技术，对5G空口技术的研究，工业网络也是其重要的领域。5G对工业互联网场景的连接多样性、性能差异化、通信多样性，目前工业控制、无线传感、生产辅助有三个空口，具体性能差异如下:

核心层面，5G通过网络切片技术，灵活组织结构，动态调整网络资源

网络系统(国家发展重点)

关于建设工业互联网基础设施，中国也通过工业互联网基础设施升级改造工程，加快企业内外网络改造升级和IPv6配置，主要有四个发展重点:

加快企业外网络改造建设。推进宽带网络基础设施建设和改造，扩大网络垄断范围，优化升级中坚网络。包括高速率、低时延、大带宽可定制，即可以按照企业需求进行定制。

开展企业内网改造建设。加强TSN、工业SDN、工业PON等技术的研究，推动工业企业应用新技术改造建设在企业内网的部署。

推动IPv6的全面部署。加强适用于工业应用的IPv6重要设备、通信模块、解决方案的开发，加快IPv6在工业互联网上的广泛应用。

推进中小企业加快费用。加强新型专线技术研究，进一步推进连接中小企业的专线速度下降。

网络体系（标识解析）

标识解析也是网络体系中的重要部分。连接的核心是为了采集信息，但是工业中很多设备是被动性设备，例如轮胎，为了采集这些设备的信息，从而引入了标识解析技术。

标识分析系统包括标识和分析系统，标识是机械和物品的身份证，分析系统类似于互联网DNS，是世界工业互联网安全运行的核心基础设施之一。在上述例子中，通过给轮胎赋予或重叠特定的标志，将信息传递给各系统。通过信息的标识可以实现信息的关联。

李海花告诉雷锋网的编辑，这看起来很简单的技术，但实际上在很多工业企业中没有应用，没有实现信息的通信，很多企业进货后重新编码，重新输入新地址，实现的工作效率很低。可以看到工业互联网通过给每个对象一个标识，可以实现跨区域、跨企业、跨系统信息的共享和查询。这也是推进工业互联网标志分析技术的起点。

目前，标志说明技术主要分为改良类和变革类两类。

由于标识解析技术在DNS技术上重叠标识服务，因此将标识ID和与标识相关的映射保存在下面。现行的OID系统、Ecode系统、GS1系统三个系统都是基于这种方式，基础设施也开始了这样的工作。但是其中存在一个问题是，它是嫁接在DNS上的二级平台，所有的查找都需要经过DNS后才能到达二级平台。

另外一个是变革路径，包括Handle体系、UID体系（日本），以及一些其他类型的体系。目前国家重视Handle系统的建设，也是中国工业互联网的发展机会。

平台系统

平台作为工业智能中枢，尤为重要。通过全面连接设备、软件、人员等各种生产要素，实现与互联网的对接，量工业数据分析，通过形成智能生产和运营决策的平台数据和功能的对外开放，支持开发者开展工业APP创新的各种制造资源的优化配置

企业利用工业互联网平台，基于平台提供开发工具、模型、API接口，许多第三方开发人员可以基于平台进行应用开发，形成生态。

基于平台的工厂化也可以实现资源的整合、调动，甚至平台运营商可以以工业企业和生产企业的角色对外推进，但没有实体经济，像现在的耐克一样，生产采用代理，没有实体工厂。

目前，工业互联网平台体系架构已经发布，整个体系架构包括三层：边缘层、工业PaaS层和应用层。其中，边缘层解决数据采集的问题；工业PaaS层解决工业数据处理和知识积累沉淀问题，形成开发环境，与之前不同的是会有云化的软件的应用；应用层解决工业实践和创新的问题。该系统结构与当前云平台系统结构相似，仅与工业系统相对应。

国际巨头在工业技术、产品、经验和数据等基础上，打造国际品牌高端产品先进平台的综合优势，以GE的Predix、西门子的Minsphere为引领，全球平台超过150个。

我国由于互联网发展良好，出现了许多新的玩法，包括平台保险、平台贷款、平台订单、平台教育等，平台类产品多达269个。但综合来看，仍存在许多问题，如80%平台连接设备协议类型不足20，83%平台提供的分析工具不足20个，68%平台提供的工业机构模型不足20个。我国52%平台的第三方开发商数量在100人以下，最多只有3、4千人，GE的开发商数量已经达到5万人。

就国家战略而言，国家推动平台建设和平台同步发展。

在建设平台方面，通过平台培育，开发出满足数字化、网络化、智能化需求的解决方案，预计到2020年将有10个跨行业、跨领域的平台，2025年将有3~5个具有国际竞争力的平台

在平台上，鼓励中小企业业务系统向云转移，预计到2025年实现百万企业云的特定行业、特定场景APP将于2025年培育百万工业APP。

安全体系

现行工厂中工业互联网采用的安全体系是在厂外与公共互联网相互隔离，厂内采用两层三级防御、分层分域隔离。

有的为了减小防火墙对信息阻断的影响，并没有合理地设置防火墙；有的工厂中很多设备很少升级或者根本没有安全的防护系统和软件；有些设备运行的系统比较老。这些都是现在工厂存在的安全问题。这些安全问题的存在也直接导致震网事件、乌克兰发电厂攻击事件、威胁病毒等。

李海花指出，中国在互联网安全方面有一定的基础，封闭系统下的工业互联网也有技术，但现在都实现了互联网，原来ICT领域对工业不太了解，工业领域对ICT也不了解，发生了很多安全问题。这种安全问题影响很大，影响工厂系统级工业生产，影响国民经济。

雷锋网(公共编号:雷锋网)目前，我国从保护对象的视角、保护对策的视角和保护管理的视角构筑工业互联网安全框架，引导企业全面部署安全保护对策。

防护对象按工业互联网分为设备、控制、网络、应用和数据。其中，由于平台未来将聚集大量重要数据，工业互联网平台和工业数据将是关键。

目前，整套系统仍处于设计阶段。

在安全体系中，国家发展重点是强化安全保障，包括提升安全防护能力、建立数据安全保护体系、推动安全技术手段建设。

应用领域