工業互聯網發展現狀及問題分析

孫琪　崔艷清　李瑞新

一、研究背景

隨著信息通信技術創新與演進速度的不斷加快，信息、生物、新材料、新能源等領域出現了交叉融合的趨勢。全球發達國家“重金融、輕工業”的思維方式開始轉變，紛紛制訂了國家級戰略，以推動互聯網與工業的融合。

為了培育發展高端先進制造業，搶占下一輪科技發展的制高點，美國于2012年2月發布《先進制造業國家戰略計劃》，美國工業代表企業GE公司在內的五家企業在2014年4月成立工業互聯網聯盟IIC。2012年3月德國政府通過了《High-Tech Strategy 2020Action Plan》，行動計劃把“工業4.0”正式作為國家10個“未來項目”之一，在2013年9月發布《實施“工業4.0”戰略建議》。其他工業強國也紛紛推出自己的工業發展戰略。

在此背景下，中國于2015年5月提出“中國制造2025"的概念。強調要遵循“互聯網+”的發展趨勢。“中國制造2025”的深度發展，目的在于提高自動化，減少資源消耗，為促使互聯網與工業應用在采購、設計、生產、銷售以及客服等眾多領域進行融合，借助于產品的智能化來提高生產效率和推動產業升級。

在全球工業強國或工業大國的工業戰略發展戰略中，既體現出2008年經濟危機給各國帶來的實體經濟發展的緊迫性，也可看到各國搶占工業優勢布局的野心。工業互聯網是各國工業戰略的重要組成部分，被認為是工業智能化的基石。

二、工業互聯網技術現狀

（一）物聯網技術

物聯網的基礎技術及應用，如末端感知（傳感器）、傳輸網絡、普適性工業應用等發展水平不高。互聯網及移動互聯網的發展使IT、CT、OT等領域企業積極參與“工業互聯網”建設，但行業普適性案例不多。

（二）物聯網平臺

物聯網平臺成為工業物聯網企業的布局重點。平臺技術重點是：（1）能夠實時讀寫、高效存儲工業數據；（2）接入符合接口協議的物聯網網關：3）做好連接設備的管理；（4）為上層的工業應用提供基礎服務；（5）數據、設備等的安全控制等。物聯網平臺運營涉及諸多環節的配合、利益分成等問題，發展情況復雜。

（三）工業物聯網標準

工業標準是由主要工業集團制定，不同工業集團之間沒有動力實現統一的工業協議標準，與之共生的工業互聯網，更難于形成工業互聯網通用標準。

以工業現場總線“標準”IEC61158協議為例，經過工業企業20余年的協商，才將各個工業集團的標準合并為龐大的協議文本合集。

（四）通信網絡

目前有線通信網絡對工業場景需求支持度較好，但工業領域需要的無線通信，如蜂窩通信網、NB-IoT、Lora、Zigbee、WirelessHART、ISAl00.11a、WIA-PA等技術因部署維護成本高、通信確定性不良等問題，在工業領域的應用比例很小。

（五）數據及網絡安全

工業數據屬于企業的資產，如產品的工藝數據、銷售數據等，甚至用電量都是涉密信息。同時，原本封閉的工業網絡開放后，工業網絡安全也將成為重要課題。

三、美德工業互聯網戰略布局對比

各國工業戰略及工業物聯網的終極目標都是在工業價值鏈占據上游位置。美國和德國的工業物聯網策略與他們的工業技術和工業生產經驗積累傳承方式基本是一致的：

美國通過“數據”積累和傳承工業技術與工業生產經驗，所以大型企業的工業物聯網策略基本都是以物聯網平臺為重點，收集工業數據進行分析發掘數據價值。控制數據是他們的目的。

德國通過設備、軟件積累和傳承工業知識、經驗，工業4.0雙重戰略明確了輸出設備、輸出系統、輸出服務的戰略，工業技術會積累在設備及系統中進行價值變現。

從上述兩個國家各自的工業技術積累傳承方式及工業物聯網策略對比來看，兩個國家的工業互聯網戰略都是主要參與企業已有基礎的延續.符合工業及互聯網融合發展的自身規律。

四、中國工業發展現狀及發展建議

（一）中國工業發展現狀

相對工業強國，中國一直以來都是工業大國，其工業發展具有顯著的中國特色：

（1）工業產值規模大：（2）工業產品品類全；（3）產品絕大多數是處于產業鏈下游的中低端產品：（4）產業配套好，比如珠三角、長三角等區域針對很多產品都有非常成熟完整的配套；（5）用工成本低；（6）價廉利潤低；（7）在芯片、裝備、材料、零件等很多高端產品生產領域仍依賴進口，受限于擁有自主知識產權的工業強國；（8）大多數中國工業企業對于投資回報不明確的工業互聯網持觀望態度。

（二）發展建議

1.發展工業基礎才是硬道理。工業互聯網的基礎仍是工業，如何提升現有工業水平，加大高附加值創新產品研發及生產，在工藝、材料、產品質量等方面縮短與工業強國差距是更應該優先考慮的問題。

2.主導建立“壟斷式”工業物聯網平臺，推行領域性工業標準。針對某些相近行業，由政府或行業主管部門主導建設“壟斷式”工業物聯網平臺，集中OT、IT、CT及產學研優勢力量.改變目前力量分散的同質化平臺局重復建設的不利局面，也解決工業標準統一問題，為工業互聯網發展構建基礎。

3.把“工業物聯網”分解為多個關鍵技術進行研究，定制目標進行推進，比如實時，歷史工業數據的讀寫，存儲、普適的工業無線、工業協議適配、物聯網網絡傳輸的確定性等。

4.人才培養及儲備。工業領域內行業紛繁復雜，工業物聯網的發展需要聯合相關領域科學家、企業工藝設計人員、通訊設計人員等多方面協作完成。工業物聯網的發展必然面臨巨大人才缺口。