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《工业互联网网络建设及推广指南》解读

《工业互联网网络建设及推广指南》解读 中国航天报
2019-03-28
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导读:到2020年,初步建成工业互联网基础设施和技术产业体系


编者按

2019年年初,工业和信息化部正式印发了《工业互联网网络建设及推广指南》,旨在加快建立工业互联网平台体系,加速工业互联网平台推广。

《指南》提出,工业互联网网络是构建工业环境下人、机、物全面互联的关键基础设施,通过工业互联网网络可以实现工业产业全要素的泛在互联。

为加深读者对《指南》的理解和增进《指南》对实际工作的指导意义,本报刊发此文对《指南》内容进行解读。

一、背景

在出台《工业互联网网络建设及推广指南》之前,我们可以看看国务院都出台了哪些相关政策。

2015

国务院发布《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》,提出推动互联网与制造业融合,提升制造业数字化、网络化、智能化水平,加强产业链协作,发展基于互联网的协同制造新模式。

2016

国务院印发《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》,提出充分释放“互联网+”的力量,改造提升传统动能,培育新的经济增长点,加快推动“中国制造”提质增效升级,实现从工业大国向工业强国迈进。

2017

国务院正式发布 《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,提出增强工业互联网产业供给能力,持续提升我国工业互联网发展水平,深入推进“互联网+”,形成实体经济与网络相互促进、同步提升的良好格局。

2018

工业和信息化部印发了《工业互联网平台建设及推广指南》和《工业互联网平台评价方法》。指南提出,到2020年,培育10家左右跨行业、跨领域的工业互联网平台和一批面向特定行业、特定区域的企业级工业互联网平台。

国内工业互联网产业规模

(数据来源:公开资料整理)

从2015年到2018年,国务院每年都会出台政策推动互联网与制造业的融合,打造以“互联网+”与实体经济相互促进的经济新增长点,加快中国制造的产业升级。据中国工业互联网产业联盟测算,2017年我国工业互联网直接产业规模约为5700亿元。在2017年到2019年期间,预计产业规模将以18%的年均增速增长,至2020年时将达到万亿元规模。

按照预期增速,预计2020年左右国内工业互联网直接产业规模将达到万亿级,初步建成工业互联网基础设施和技术产业体系。

二、指南重点解读

指南提出了2020年形成相对完善的工业互联网网络顶层设计,初步建成工业互联网基础设施和技术产业体系的总体目标,指出了4个重点发展方向。

(一)推动以企业内外网络标杆网络为代表的工业互联网基础建设

在指南中关于工业互联网的基础建设,关键词“IPv6”出现了6次,关键词“标杆网络”出现了13次。IPv4最多只能提供232个地址,IPv6能提供多达2128个地址,大力推广IPv6能解决用户对于网络地址的基本需求。

指南指出,以建设高可靠、广覆盖、大带宽的可支持IPv6的企业内外网标杆网络为目标,一方面支持以汽车、航空航天、石油化工、机械制造等重点行业为代表的企业针对典型行业需求和不同企业规模,建设垂直行业企业内网标杆网络,形成不同网络技术在企业内网部署的参考模板;另一方面鼓励电信企业开展IPv6改造,打造支撑企业上云时企业网络与云间网络接入典型解决方案。

工业产品数据管理需要一个稳健的信息平台。非结构化的数据,例如航空航天行业大量飞行产生的遥测数据需要的存储容量和计算能力是巨大的。传统的本地数据库管理模式下软件开发以及数据库系统建设和后期维护需要耗费巨大的人力财力,如今在云计算产业的飞速发展下接入云服务是最优的解决方案。

全球云服务市场规模(数据来源:公开资料整理)

(二)、推动工业互联网改造创新,初步形成工业互联网网络创新基地

指南全文中关键词“创新”出现了25次。

一方面,强调推进传统企业网络化改造,增加企业内网覆盖范围,并开展重点行业网络与业务的对接,推动企业内外网互联互通,形成企业优化生产流程和生产效率的依托,促进产业升级。

另一方面,鼓励各科研单位加快工业互联网人才队伍建设,展开基于IPv6、标识解析技术的工业互联网应用创新,建设网络创新公共服务平台,打通全产业链,为中小企业提供便利。

在工业互联网应用方面,美、德等垄断了传统的工业软件市场,拥有GE、Oracle、西门子、SAP等工业软件巨头,形成了完整的开发者社区和海量开发者,而且正在涌现一批新型的工业APP企业。而国内高端工业软件主要依赖进口,仅开发了少量工业APP,在数据科学研究领域有一定基础,但是缺乏工业APP开发者社区,与国外对比还存在差距。

因此,加快人才队伍建设,建设工业互联网创新开源社区,开展应用创新,是目前势在必行的局面。

(三)形成网络标准制定与推广机制

一方面,要建立工业互联网网络标准体系,并通过支持企业和科研机构积极参与国际标准的研制,建立与国际标准化组织、主流开源项目的对标机制,建立国际标准、国家标准、行业标准、团体标准和企业标准协同推进机制。

另一方面,要开展网络标准相关专利等知识产权的研究,加强知识产权的布局和保护,提高网络标准专利的知识普及。

指南在制定网络技术标准中特意提到了一个标准,就是标识解析技术标准。指南提出的第四个方向强调了发展标识解析技术的重要性。

(四)初步构建工业互联网标识解析体系,制定并完善标识注册和解析等管理办法

指南全文中关键词“标识解析”出现了32次,在所有关键词中出现的频次最高。

DNS(域名解析系统)是互联网系统连接的核心基础,工业互联网领域的标识解析系统有着类似的功能和架构,能够起到发现、识别、互联以及协同的作用,其架构如图所示。

标志解析系统基本架构

工业互联网标识解析体系包括:国际根节点国家顶级节点(共5个,分别位于北京、上海、广州、武汉、重庆)、二级标识解析节点公共递归解析节点以及应用节点。其中汽车、机械制造、航天、船舶、电子等行业正在逐步构建行业性二级节点。

指南提出,在硬件设施方面建设和运营国家顶级节点,提供顶级域解析服务,与国内外各主要标识解析系统实现互联互通;在应用层面推动标识解析集成创新应用,开展基于标识解析服务的关键产品追溯、供应链管理、智能产品全生命周期管理等创新应用;同时推进技术能力的提升,以构建标识解析创新开源社区为基础,围绕标识解析产业链上下游打造完整的产业生态。

三、对产业链的影响

工业互联网产业链较长,上游通过智能硬件实现工业大数据的收集;中游为平台;下游为工业企业,任何单一层次或企业无法实现产业链通吃。

上游:硬件设备

上游厂商主要是以通用电气(GE)、欧姆龙、西门子为代表的PLC厂商,提供数据采集和存储的底层器件及设备,包括各类传感器、工业级芯片、控制器和智能网关等。

根据指南提出的企业内外网标杆网络建设需要完成100个以上企业内网络升级的目标,产业链对上游企业的产品需求会有较明显的提升。

中游:工业互联网平台,以华为、阿里、腾讯、亚马逊、微软、谷歌等厂商提供的云服务为代表。

工业互联网分为边缘层、IaaS层、PaaS层和SaaS层。

边缘层是工业互联网发展的基础。IaaS层主要解决的是数据存储和云计算,涉及到的设备如服务器、存储器等,例如Amazon EC2。

PaaS层提供各种开发和分发应用的解决方案,如Google App Engine这样的虚拟服务器和操作系统。

SaaS层主要是各种场景应用型方案,如工业APP等。

中游企业需要根据指南协助企业推进企业外网络的标杆网络建设,尤其是打造支撑企业上云时企业网络与云之间的网络接入典型解决方案,形成企业上云“最后一公里”的网络模板。

下游:典型应用场景的工业企业

以汽车、航空航天、石油化工以及机械制造为代表的企业在生产过程中产生大量非结构化的数据不易管理及利用,但依托中游企业提供的各种云服务可以获得大量的算力,节省人力财力,并且通过更优的数据管理模式改进生产流程,提高生产效率,促进产业升级。

四、对航天发展的指导意义

作为工业互联网产业发展的探索者和领航者,中国航天科工始终以服务国家安全和国民经济建设为战略出发点,依托完整的航天工业体系和新一代信息技术发展优势,倾力打造了以云制造为特色的工业互联网平台—航天云网平台,具备资源接入、平台服务、平台应用、云基础设施、安全保障五大基础能力。航天云网平台采用“一脑一舱两室两站一淘金”的业务界面为用户提供服务,满足各类企业深度参与云制造产业集群生态建设的现实需求。

指南提出了未来围绕工业互联网的相关技术探索打通网络与业务的接口,推动装备制造智能化,打造创新公共服务平台的方向。结合中国航天科工当前的发展战略,笔者认为可以有以下几个发展思路与方向:

(一)大力发展商业航天

商业航天是促进航天云网的技术快速发展,促进航天产业融入工业互联网的一个方向。

中国航天科工党组书记、董事长高红卫曾指出:“商业航天产业蕴含巨大的商业价值,当前我国航天技术已经到了实现广泛商业化应用的关键阶段,国家相关扶持政策已经出台,我国发展商业航天大气候已基本形成。”

商业航天产业在研制及设计制造阶段涉及不同分系统之间的协同。未来可通过航天云网搭建生产线虚拟模型,进行在线规划,形成协同制造的解决方案,优化生产效率。

商业航天产业在卫星运营阶段涉及数据存储管理,对云服务具有较强的依赖性。通过在航天云网搭建可靠性较高的云计算系统将卫星运营产生的结构化以及非结构化的数据通过航天云网进行实时处理及存储管理,形成商业航天覆盖各阶段的整体性解决方案,提高对商业航天产业链的覆盖率。

(二)深入实施创新驱动发展战略 

要将航天云网打造成指南提出的航天产业的标杆网络,需要创新。

现阶段航天云网提供的功能以营销采购和企业间的协同制造为主,而指南提出要开展应用创新,鼓励企业依托工业互联网环境,改进传统生产流程,推动制造智能化和协同化。

中国航天科工将来可以持续发挥在技术、创新、管理等方面的优势,聚焦用户需求,打造云端生态。可以以航天云网为基础,打造公共创新服务平台,设计关键产品追溯、供应链管理相关的工业APP接入平台,打通产业链上游,促进产业升级。

五、总结

《工业互联网网络建设及推广值南》是4年内国务院出台的第四项关于互联网产业发展的政策,为促进工业互联网产业发展以及促进国内产业升级指明了4个方向。

按照指南提出的指导思想和方针,电信企业协助工业企业推进企业内外网标杆网络的基础建设和IPv6改造升级。在推进硬件基础设施建设的同时,应加强人才队伍建设,在应用层面开展工业互联网网络应用创新,改进生产流程,提高生产效率。

建立工业互联网网络标准体系非常重要。指南提出建立与国际标准化组织、主流开源项目的对标机制,建立国际标准、国家标准、行业标准、团体标准和企业标准协同推进机制,同时强调加强知识产权意识,推进知识产权的布局和保护。

当前中国已有五大国家顶级节点,指南提出在硬件设施方面建设和运营国家顶级节点,与国内外各主要标识解析系统实现互联互通;在应用层面推动标识解析集成创新应用;同时推进技术能力的提升,围绕标识解析产业链上下游打造完整的产业生态。

对于航天产业,以现有航天云网为依托,打造公共创新服务平台,开展应用创新,实现装备设计制造的协同化、智能化,改进传统生产流程,打通产业链上游,促进产业升级。

通过以上各项工作和发展,到2020年,形成相对完善的工业互联网网络顶层设计,初步建成工业互联网基础设施和技术产业体系,这就是指南的基本目标。


文/刘起航

编辑/张晓帆 曹郁展(实习生)

监制/许斌

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中国航天报
《中国航天报》创刊于1986年,是中国唯一一家权威介绍航天高科技产业的报纸,由中国航天科技集团有限公司和中国航天科工集团有限公司主办。
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