工业互联网未来发展趋势

今天龙智造工业云想给大家介绍什么是工业互联网、网络发展方面的趋势，以及网络有哪些关键技术。

首先要谈一下什么是工业互联网，传统的工业网络体系中，最开始只有工业控制网络，就是为了支撑自动控制而出现的网络，随着信息化以及信息系统包括ERP、PRM等在工业领域的不断部署，出现了企业信息网络，以及支撑企业信息化的企业办公系统。随着互联网的发展，更多的商业伙伴可以通过互联网进行沟通，在互联网上进行产品的销售，互联网最终进入工业网络体系中。但是这三个网络，由于他们是逐步产生的，没有整体的规划，网络是割裂的，能力也有限。在工控网络领域，设计工控网络的时候，只是为了完成控制性信息的传输，在大数据时代，跟外界数据的结合、把数据传出去的能力还不够。结果导致大量的生产数据沉淀甚至消失在工控网络中。企业信息网络服务能力也存在不足。移动互联网时时刻刻改变着我们的生活，但是互联网在工业领域中，仅用于商业信息的交互，还有很大的应用空间没有发挥。在传统的工业网络中，面临工业互联网新模式新业态，尤其是智能化生态、网络化协同、个性化定制、服务化转型，传统网络还无法实现发展。

工业互联网是实现人、机器、车间、企业等主体以及设计、研发、生产、管理、服务等产业链环节的全要素的泛在互联。实现生产系统所有要素的连接，在工厂内，要实现工厂内生产装备、信息采集设备、生产管理系统以及劳动力之间的互联。工厂外，要实现生产企业、协作企业、智能产品、用户、金融机构、供应链、物流企业的广泛互联。

在工厂内有IT网络和OT网络，OT网络有现场级和工厂级。三者有很明显的层级结果，要实现广泛互联，在工厂内希望有一个IT和OT完全融合的网络，所有的设备都能平等的连到这个网络上，所有的设备之间都能实现直接的互通互联，这个网络不光具备有线网络，还要有各种无线技术的接入。工厂内网络将向着IP化、无线化、扁平化、灵活化方向发展。

首先是IP化，工业互联网对IP化有需求。在生产环境中所有的装备需要上网，生产出来的智能产品、需要进行远程维护的产品都需要上网。海量设备需要上网，首先需要拿到IP，这里的IP化，更多指的是IPv6化，IPv4资源已经枯竭了，海量的设备终端接入的时候，必然要用到IPv6。除了工业的需求，从互联网演进来看，互联网已经在向IPv6进行演进了。在国内，骨干网已经完成了IPv6的改造，广州、深圳等城市现在已经向IPv6演进，包括无线、4G已经有了IPv6。在美国和欧洲，IPv6的应用更为广泛。整个行业向IPv6的切换，导致通信产业、通信模块、芯片、交换机、路由器都在进行IPv6的升级换代。工业互联网并不是完全独立的东西，有大量通信企业做支撑，产业IPv6的转换，工厂内的网络也会向IPv6演进。现在很多工厂还没有IP或IP是隔离的，在工厂内，实际上是由一个一个控制环组成，IPv4的4网地址，导致各个控制环无法进行互通，互通的效率、数据交换的效率降低。先把网络做好由IPv4再向IPv6过渡，不如直接向IPv6过渡，实现跨越式的发展。

扁平化是一个趋势，用工业以太网替换工业走线，甚至以后会用新的技术实现OT的扁平化，未来IT和OT会进一步融合，整个工厂由一个网络构成，这个网络会利用新的技术进行切片或者服务质量的提升，在上面承载各种不同的业务，不同的服务，实现不同的服务质量。

实现无线化，现在工业互联网尤其是大数据的应用，首先要有海量数据的收集和采集，海量数据的采集，原来在工厂内，基于生产线部署的有线网络很难实现。包括服务化转型中，远程服务和维护，都需要广泛的覆盖。我们希望看到的实现生产领域全业务、全产业链网络全覆盖，传统有线网络很难实现。所以无线在工业领域的引入是必然的。本身无线技术的发展，NBLT和5G等新无线技术，这几年有了广泛的发展，运营商都非常迅速的推进NBLT的建设。2018-2020年，全球各国也会进行5G的商业布局。这两点都决定我们的无线技术在工业互联网中会有广泛地应用。

实现灵活化，灵活组网是实现柔性制造包括个性化定制的基础。灵活化主要表现在生产领域要灵活调整、生产流程灵活重构、生产设备的快速接入、生产要素的动态分配，都需要有网络灵活化相应的配合。这就是我们对工厂内网“四化”趋势的看法。
一些新的模式出现，新生产中也有一些新的需求，包括云端的智能控制。包括一些边缘智能决策，边缘计算在工业领域中的应用，供应链的快速反馈，网络化的设计。基于网络的协同设计，还有工厂IT系统的云化，在ERP系统或者CRM系统上云，还有产品的远程维护，以及制造业的服务化。以后的工厂和制造企业，不仅仅是一个生产完之后卖掉就结束，可能需要对产品进行终身的维护，进行终身的服务，整个制造业的服务形态将发生根本性的变化。

所以对于工厂外网，我们认为有两个趋势：一是生产系统和互联网的融合。二是企业专网与互联网的融合。生产系统与互联网的融合，就是IT系统上云，以及云端的管控是最明显的体系。而企业专网与互联网的融合，企业专线价格相当不菲，最近指导意见中提出来，中小企业专网资费要下降。同时在新的外网中，要实现高可靠、低时延、大带宽、广覆盖，需要新的技术实现。

要实现工厂网络和工厂外网，实现远程目标，可能有一些新的网络技术要引入，将会重构传统之前提到的三个网络相互隔离、分离，网络单一的工业网络体系，打造新的工业互联网网络体系。由于时间原因，主要分享以下几个技术。

在工厂内，TSN是今年特别热的一项技术。传统工厂内的网都是独立的，甚至有自己的体系和生态。这样导致工业互联网很分散。TSN将所有的工厂网络打通，TSN也是目前业内可能实现千兆的技术。基于TSN制定一个统一的标准体系，整个标准将会更为开放，而TSN也改变了网络与控制强绑定的关系，网络不仅要支持控制，还要支持应用。大量的数据不仅在OT网络里面，还要上传到信息网络，为信息网络所用，还要上传到互联网里面，为云所用。

另一个技术是SDN，SDN是一个创新的网络体系，可以控制平面和转发平面的分离。SDN像个性化定制，包括内网实现灵活化都需要SDN技术。工业领域有两个方面的应用，一个是工厂内网，工业SDN，工厂内网通过SDN技术，搭建出不同的平台，来支持实时数据，通过不同的平面实现分别的服务质量，同时支持整个生产体系、生产流程的动态调整。在外网，SDN-WAN以及其他技术，可实现中小企业专网资费降低。

信息无线技术发展特别快，像NBLT和5G，针对不同的应用场景、人机交互，它的高频和多天线技术，支持制造工厂内的精准定位和高带宽。5G网络切片，支持多业务场景、多服务质量、多用户的隔离和保护。

最后是小结，TSN将会搭建更开放的平台，实现通信领域和工业领域互相开放，工业领域的网络以前相对封闭，现在更多实现开放，在通信领域，华为、阿里、腾讯都非常愿意进入这个领域。另外是融合，工业化和信息化深度融合，这种融合体现在以前的工业网络、芯片、系统和设备，基本是完全独立的，要实现新的融合，很多互联网企业开始有了支持工业化的产品，包括支持工业化的设备和系统。在技术、产业、标准方面的融合，包括英特尔通用芯片在工业领域的应用，工业网络未来将会向着开放和融合两个方向发展。