【“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”系列科普問答】③工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含哪些內(nèi)容？
2021年08月16日
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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含哪些內(nèi)容？
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含網(wǎng)絡、平臺、數(shù)據(jù)、安全，它既是工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)設施，也是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與實體經(jīng)濟深度融合的應用模式，同時也是一種新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)，將重塑企業(yè)形態(tài)、供應鏈和產(chǎn)業(yè)鏈。
網(wǎng)絡體系是基礎(chǔ)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡體系包括網(wǎng)絡互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通和標識解析三部分。網(wǎng)絡互聯(lián)實現(xiàn)要素之間的數(shù)據(jù)傳輸，包括企業(yè)外網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)。典型技術(shù)包括傳統(tǒng)的工業(yè)總線、工業(yè)以太網(wǎng)以及創(chuàng)新的時間敏感網(wǎng)絡（TSN）、確定性網(wǎng)絡、5G等技術(shù)。企業(yè)外網(wǎng)根據(jù)工業(yè)高性能、高可靠、高靈活、高安全網(wǎng)絡需求進行建設，用于連接企業(yè)各地機構(gòu)、上下游企業(yè)、用戶和產(chǎn)品。企業(yè)內(nèi)網(wǎng)用于連接企業(yè)內(nèi)人員、機器、材料、環(huán)境、系統(tǒng)，主要包含信息（IT）網(wǎng)絡和控制（OT）網(wǎng)絡。當前，內(nèi)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)三個特征：IT和OT正走向融合，工業(yè)現(xiàn)場總線向工業(yè)以太網(wǎng)演進，工業(yè)無線技術(shù)加速發(fā)展。數(shù)據(jù)互通是通過對數(shù)據(jù)進行標準化描述和統(tǒng)一建模，實現(xiàn)要素之間傳輸信息的相互理解，數(shù)據(jù)互通涉及數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)語義語法等不同層面。其中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)湫图夹g(shù)包括嵌入式過程控制統(tǒng)一架構(gòu)（OPC UA）、消息隊列遙測傳輸（MQTT）、數(shù)據(jù)分發(fā)服務（DDS）等；數(shù)據(jù)語義語法主要指信息模型，典型技術(shù)包括語義字典、自動化標記語言（automation ML）、儀表標記語言（Instrument ML）等。標識解析體系實現(xiàn)要素的標記、管理和定位，由標識編碼、標識解析系統(tǒng)和標識數(shù)據(jù)服務組成，通過為物料、機器、產(chǎn)品等物理資源和工序、軟件、模型、數(shù)據(jù)等虛擬資源分配標識編碼，實現(xiàn)物理實體和虛擬對象的邏輯定位和信息查詢，支撐跨企業(yè)、跨地區(qū)、跨行業(yè)的數(shù)據(jù)共享共用。我國標識解析體系包括五大國家頂級節(jié)點、國際根節(jié)點、二級節(jié)點、企業(yè)節(jié)點和遞歸節(jié)點。國家頂級節(jié)點是我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系的關(guān)鍵樞紐，國際根節(jié)點是各類國際解析體系跨境解析的關(guān)鍵節(jié)點，二級節(jié)點是面向特定行業(yè)或者多個行業(yè)提供標識解析公共服務的節(jié)點，遞歸節(jié)點是通過緩存等技術(shù)手段提升整體服務性能、加快解析速率的公共服務節(jié)點。標識解析應用按照載體類型可分為靜態(tài)標識應用和主動標識應用。靜態(tài)標識應用以一維碼、二維碼、射頻識別碼（RFID）、近場通信標識（NFC）等作為載體，需要借助掃碼槍、手機APP等讀寫終端觸發(fā)標識解析過程。主動標識通過在芯片、通信模組、終端中嵌入標識，主動通過網(wǎng)絡向解析節(jié)點發(fā)送解析請求。
平臺體系是中樞。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系包括邊緣層、IaaS、PaaS和SaaS四個層級，相當于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“操作系統(tǒng)”，有四個主要作用。一是數(shù)據(jù)匯聚。網(wǎng)絡層面采集的多源、異構(gòu)、海量數(shù)據(jù)，傳輸至工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，為深度分析和應用提供基礎(chǔ)。二是建模分析。提供大數(shù)據(jù)、人工智能分析的算法模型和物理、化學等各類仿真工具，結(jié)合數(shù)字孿生、工業(yè)智能等技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)挖掘分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學決策和智能應用。三是知識復用。將工業(yè)經(jīng)驗知識轉(zhuǎn)化為平臺上的模型庫、知識庫，并通過工業(yè)微服務組件方式，方便二次開發(fā)和重復調(diào)用，加速共性能力沉淀和普及。四是應用創(chuàng)新。面向研發(fā)設計、設備管理、企業(yè)運營、資源調(diào)度等場景，提供各類工業(yè)APP、云化軟件，幫助企業(yè)提質(zhì)增效。
數(shù)據(jù)體系是要素。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)有三個特性。一是重要性。數(shù)據(jù)是實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的基礎(chǔ)，沒有數(shù)據(jù)的采集、流通、匯聚、計算、分析，各類新模式就是無源之水，數(shù)字化轉(zhuǎn)型也就成為無本之木。二是專業(yè)性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的價值在于分析利用，分析利用的途徑必須依賴行業(yè)知識和工業(yè)機理。制造業(yè)千行百業(yè)、千差萬別，每個模型、算法背后都需要長期積累和專業(yè)隊伍，只有深耕細作才能發(fā)揮數(shù)據(jù)價值。三是復雜性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)運用的數(shù)據(jù)來源于“研產(chǎn)供銷服”各環(huán)節(jié)，“人機料法環(huán)”各要素，ERP、MES、PLC等各系統(tǒng)，維度和復雜度遠超消費互聯(lián)網(wǎng)，面臨采集困難、格式各異、分析復雜等挑戰(zhàn)。
安全體系是保障。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系涉及設備、控制、網(wǎng)絡、平臺、工業(yè)APP 、數(shù)據(jù)等多方面網(wǎng)絡安全問題，其核心任務就是要通過監(jiān)測預警、應急響應、檢測評估、功能測試等手段確保工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)健康有序發(fā)展。與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)安全相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全具有三大特點。一是涉及范圍廣。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打破了傳統(tǒng)工業(yè)相對封閉可信的環(huán)境，網(wǎng)絡攻擊可直達生產(chǎn)一線。聯(lián)網(wǎng)設備的爆發(fā)式增長和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的廣泛應用，使網(wǎng)絡攻擊面持續(xù)擴大。二是造成影響大。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涵蓋制造業(yè)、能源等實體經(jīng)濟領(lǐng)域，一旦發(fā)生網(wǎng)絡攻擊、破壞行為，安全事件影響嚴重。三是企業(yè)防護基礎(chǔ)弱。目前我國廣大工業(yè)企業(yè)安全意識、防護能力仍然薄弱，整體安全保障能力有待進一步提升。與消費互聯(lián)網(wǎng)相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有著諸多本質(zhì)不同。一是連接對象不同。消費互聯(lián)網(wǎng)主要連接人，場景相對簡單。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接人、機、物、系統(tǒng)以及全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈，連接數(shù)量遠超消費互聯(lián)網(wǎng)，場景更為復雜。二是技術(shù)要求不同。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)直接涉及工業(yè)生產(chǎn)，要求傳輸網(wǎng)絡的可靠性更高、安全性更強、時延更低。三是用戶屬性不同。消費互聯(lián)網(wǎng)面向大眾用戶，用戶共性需求強，但專業(yè)化程度相對較低。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面向千行百業(yè)，必須與各行業(yè)各領(lǐng)域技術(shù)、知識、經(jīng)驗、痛點緊密結(jié)合。上述特點決定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的多元性、專業(yè)性、復雜性更為突出，也決定了發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)非一日之功、難一蹴而就，需要持續(xù)發(fā)力、久久為功。
來源：工業(yè)和信息化部信息通信管理局、浙江省自動化協(xié)會
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