我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望

摘要：連續(xù)3年實(shí)施的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程，有力推動(dòng)了關(guān)鍵核心技術(shù)研究、公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)和系統(tǒng)解決方案提供商培育，促進(jìn)了“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析國家頂級節(jié)點(diǎn)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢感知平臺(tái)等重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)?？偨Y(jié)了截至目前我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展取得的主要成效，剖析了發(fā)展中面臨的難點(diǎn)和痛點(diǎn)問題，并對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下一步發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；工業(yè)企業(yè)外網(wǎng)；工業(yè)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)；標(biāo)識(shí)解析；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全；星火·鏈網(wǎng)

1 引言

當(dāng)前，全球正面臨前所未有的不確定性挑戰(zhàn)。但有一個(gè)基本的共識(shí)，即以新一代信息技術(shù)為主要技術(shù)驅(qū)動(dòng)的第四次工業(yè)革命進(jìn)一步加快，實(shí)體經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域面臨全面深刻的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，走向智能、綠色、融合的發(fā)展道路。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息通信技術(shù)與制造業(yè)深度融合的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、新型應(yīng)用模式和全新產(chǎn)業(yè)生態(tài)，通過對全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的全面連接，為數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化提供實(shí)現(xiàn)途徑，成為第四次工業(yè)革命的重要基石。在政產(chǎn)學(xué)研用各方的共同努力下，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加速創(chuàng)新探索，并與科技進(jìn)步相互促進(jìn)，逐步進(jìn)入落地深耕的新階段。

2 主要成效

2.1 政策體系持續(xù)完善

黨中央、國務(wù)院高度重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)要深入實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，以國務(wù)院2017年發(fā)布《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》作為重要標(biāo)志，隨后《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2018—2020年）》《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和推廣指南》《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)與推廣指南》《關(guān)于印發(fā)加強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全工作的指導(dǎo)意見的通知》《關(guān)于推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》等一系列工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)政策體系不斷出臺(tái)，極大地推動(dòng)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。同時(shí)，通過連續(xù)3年實(shí)施的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程，有力地推動(dòng)了關(guān)鍵核心技術(shù)的研究、公共服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)和系統(tǒng)解決方案提供商的培育，促進(jìn)了“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析國家頂級節(jié)點(diǎn)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢感知平臺(tái)等重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)[1]。為與地方產(chǎn)業(yè)特色結(jié)合推動(dòng)各地因地制宜發(fā)展，全國31個(gè)省（市、自治區(qū)）也陸續(xù)出臺(tái)政策，積極培育特色產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。

2.2 網(wǎng)絡(luò)體系加速建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈連接的基礎(chǔ)，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)產(chǎn)品得到大力發(fā)展。

一是工業(yè)企業(yè)外網(wǎng)覆蓋范圍持續(xù)擴(kuò)展，適應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求的低時(shí)延、高可靠、廣覆蓋的高質(zhì)量外網(wǎng)已覆蓋300多個(gè)城市，連接18 萬家工業(yè)企業(yè)，如中國聯(lián)通基于政企專網(wǎng)改造建設(shè)了覆蓋全國主要城市的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專用外網(wǎng)（CUII）。

二是工業(yè)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)建設(shè)持續(xù)加快，長期占主導(dǎo)地位的工業(yè)現(xiàn)場總線開始加速向工業(yè)以太網(wǎng)演進(jìn)，工業(yè)以太網(wǎng)的市場份額已超過傳統(tǒng)工業(yè)總線，工業(yè)無線近兩年保持30%的高速增長，特別是5G已成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重要的使能技術(shù)。

三是標(biāo)識(shí)解析體系基本建立，北京、上海、廣州、武漢、重慶五大國家頂級節(jié)點(diǎn)建設(shè)完成并穩(wěn)定運(yùn)行，60個(gè)二級節(jié)點(diǎn)已上線，已接入企業(yè)節(jié)點(diǎn)超過3500家，標(biāo)識(shí)注冊量突破60 億，標(biāo)識(shí)在全流程溯源、智能產(chǎn)線管理、供應(yīng)鏈協(xié)同管理、核心零配件運(yùn)維管理等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用實(shí)踐。

2.3 平臺(tái)體系快速壯大

平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能化決策的樞紐與核心。目前，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢，具有一定行業(yè)、區(qū)域影響力的平臺(tái)已經(jīng)超過70個(gè)，多層次平臺(tái)體系初步形成。

一是跨行業(yè)跨領(lǐng)域平臺(tái)，2019年遴選海爾集團(tuán)COSMOPlat、北京東方國信科技股份有限公司Cloudiip等十大跨行業(yè)、跨領(lǐng)域平臺(tái)，廣泛匯聚產(chǎn)業(yè)資源，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新引領(lǐng)。雙跨平臺(tái)平均連接設(shè)備數(shù)量達(dá)到80 萬臺(tái)套，平均工業(yè)APP數(shù)量超過2100個(gè)。

二是通用技術(shù)賦能平臺(tái)，華為、阿里巴巴、浪潮集團(tuán)等ICT企業(yè)發(fā)揮IaaS和PaaS領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢，構(gòu)建通用技術(shù)底座，降低其他平臺(tái)建設(shè)門檻。

三是垂直行業(yè)賦能平臺(tái)，海爾集團(tuán)、航天云網(wǎng)科技發(fā)展有限責(zé)任公司、石化盈科信息技術(shù)有限責(zé)任公司等制造企業(yè)依托行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)踐，提供專業(yè)化服務(wù)，帶動(dòng)行業(yè)水平提升。

四是企業(yè)級平臺(tái)，中國廣核集團(tuán)有限公司、大唐電信、上海汽車集團(tuán)股份有限公司等大型集團(tuán)企業(yè)立足業(yè)務(wù)發(fā)展需求，構(gòu)建部署在本地或私有云的企業(yè)級平臺(tái)，加速智能化轉(zhuǎn)型。

2.4 安全體系穩(wěn)步推進(jìn)

安全是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)健康發(fā)展的保障。為了應(yīng)對與日俱增的網(wǎng)絡(luò)安全威脅，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障體系建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)。

一是安全監(jiān)測體系基本建立。國家級安全態(tài)勢感知平臺(tái)建成并投入使用，與山東、廣東、江蘇、浙江等21個(gè)省級平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對接，累計(jì)覆蓋工業(yè)企業(yè)10.2 萬家，監(jiān)測工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)平臺(tái)136個(gè)，發(fā)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備近900 萬，支持協(xié)議261種，收錄漏洞信息超3600多條，初步實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測、動(dòng)態(tài)感知、快速預(yù)警。

二是安全公共服務(wù)深入開展。能源、石化、建材等行業(yè)的安全測試驗(yàn)證、綜合防護(hù)等公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)加速建設(shè)，推動(dòng)應(yīng)用下沉與行業(yè)縱深防護(hù)能力提升。針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、平臺(tái)、工業(yè)APP等的安全評估體系逐步構(gòu)建形成，安全評估評測等公共服務(wù)能力全面提升。

三是安全產(chǎn)業(yè)生態(tài)創(chuàng)新發(fā)展。在電子、航空航天、機(jī)械制造等重點(diǎn)領(lǐng)域涌現(xiàn)出一批關(guān)鍵安全技術(shù)產(chǎn)品和解決方案，有效支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)安全防護(hù)能力建設(shè)。

2.5 融合應(yīng)用由淺向深

我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新持續(xù)活躍。

一是各類新模式、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)。當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已覆蓋原材料、裝備制造、消費(fèi)品、電子、石化、鋼鐵、航空航天等30余個(gè)國民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)行業(yè),并由銷售、服務(wù)、物流等外部環(huán)節(jié)向研發(fā)、控制、檢測等內(nèi)部環(huán)節(jié)延伸。根據(jù)中國信息通信研究院組織開展的2019年企業(yè)應(yīng)用新模式調(diào)查，企業(yè)中應(yīng)用智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸、規(guī)?；ㄖ?種新模式的占比分別為33.3%、26.8%、14.4%、8.7%。

二是“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合應(yīng)用加速落地?！?G+工業(yè)聯(lián)網(wǎng)”512工程取得積極進(jìn)展，形成了協(xié)同設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證、輔助裝配、精準(zhǔn)操控、柔性加工、無損檢測、遠(yuǎn)程維護(hù)、無人巡檢八大典型應(yīng)用場景，在航空、鋼鐵、礦業(yè)、港口、能源五大行業(yè)降本、提質(zhì)、增效的作用初步顯現(xiàn)。

2.6 產(chǎn)業(yè)生態(tài)由小變大

一是產(chǎn)業(yè)協(xié)作平臺(tái)作用突出。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟集聚1600余家企業(yè)、高校、科研單位力量，開展技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)合作創(chuàng)新。

二是產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)初顯。各地立足自身優(yōu)勢積極探索差異化發(fā)展路徑，工業(yè)和信息化部已遴選出上海、北京、武漢、深圳4個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)示范基地，納入國家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地，增強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群能力。

三是產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步壯大。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參與主體不斷豐富，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、新型網(wǎng)絡(luò)解決方案、工業(yè)數(shù)字化裝備等供給側(cè)企業(yè)與服務(wù)商，成為國民經(jīng)濟(jì)中增長最為活躍的領(lǐng)域之一。

據(jù)中國信息通信研究院測算，2020年我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增加值規(guī)模約為3.1 萬億元，占GDP比重為2.9%，對數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)超過16%[2]。

3 面臨的問題

3.1 數(shù)字化基礎(chǔ)薄弱

我國工業(yè)企業(yè)數(shù)字化水平參差不齊，大部分仍處于工業(yè)2.0發(fā)展階段，少數(shù)處于3.0階段，數(shù)據(jù)采集和互聯(lián)互通難度大。許多傳統(tǒng)老式的設(shè)備缺乏數(shù)字化模塊，是不生產(chǎn)數(shù)據(jù)的“啞設(shè)備”。許多設(shè)備雖有數(shù)字化模塊，但由于缺少標(biāo)準(zhǔn)化接口規(guī)范，導(dǎo)致數(shù)據(jù)讀取困難。同時(shí)，工業(yè)通信協(xié)議超過百種之多，進(jìn)一步加大了互聯(lián)互通的難度。

3.2 產(chǎn)業(yè)支撐能力仍有不足

一是核心技術(shù)短板和核心技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)供給能力問題突出不足，如85%以上的工業(yè)內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)、95%以上的高端PLC市場、90%的高端工業(yè)軟件以由國際企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品為主，工業(yè)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)固化和模型積累與國外差距較大。

二是產(chǎn)業(yè)生態(tài)競爭能力不強(qiáng)，缺乏龍頭企業(yè)引領(lǐng)帶動(dòng)，大多數(shù)平臺(tái)開發(fā)者數(shù)量不足千人，與不到國外領(lǐng)先平臺(tái)還存在較大差距的10%；同時(shí)，安全風(fēng)險(xiǎn)隱患突出，企業(yè)安全意識(shí)和防護(hù)能力不足。

3.3 融合應(yīng)用亟待深化

一是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要與各領(lǐng)域的生產(chǎn)實(shí)踐、行業(yè)特性、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)緊密結(jié)合，差異化特征明顯，面臨很多行業(yè)和技術(shù)壁壘，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更大范圍、更深程度延伸的一大制約。

二是集合整合能力要求高，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“平臺(tái)化、生態(tài)化、體系化”特征明顯，網(wǎng)絡(luò)、標(biāo)識(shí)、平臺(tái)、安全一體推進(jìn)，對集成應(yīng)用提出更高要求，建設(shè)、改造難度更大。

三是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展仍處于發(fā)展初期，雖涌現(xiàn)出一批典型應(yīng)用，但可持續(xù)的商業(yè)模式、市場造血能力均亟待加強(qiáng)。

此外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)投入大、周期長，很多企業(yè)特別是中小企業(yè)雖有意愿但存在不敢用、不會(huì)用、不能用等問題，如43.8%企業(yè)表示不了解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)法規(guī)政策體系仍有待完善、人才短缺問題仍然嚴(yán)重，數(shù)據(jù)要素資源市場仍需加快探索，僅頭部企業(yè)對數(shù)據(jù)開放共享較為積極。

4 發(fā)展展望

4.1 政府持續(xù)加大戰(zhàn)略引領(lǐng)和政策支持

國際上主要國家和組織為搶占發(fā)展機(jī)遇，不斷強(qiáng)化政府作用，如美國更新《聯(lián)邦云計(jì)算戰(zhàn)略》《國家人工智能戰(zhàn)略》等，促進(jìn)新一代信息通信技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合。歐盟委員會(huì)發(fā)布《增強(qiáng)歐盟未來工業(yè)的戰(zhàn)略價(jià)值鏈》報(bào)告，將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)）作為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略價(jià)值鏈。

2020年是我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展3年行動(dòng)的收官之年，也是布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新階段發(fā)展的關(guān)鍵之年，目前工業(yè)和信息化部正在組織開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成效評估，信息通信行業(yè)十四五規(guī)劃和專題領(lǐng)域規(guī)劃已經(jīng)啟動(dòng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展思路、發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展重點(diǎn)和主要任務(wù)將會(huì)得到進(jìn)一步明確，從而有效指導(dǎo)我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下一階段發(fā)展。

4.2 前沿新技術(shù)賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

前沿技術(shù)的綜合集成應(yīng)用全加速發(fā)展，5G、邊緣計(jì)算、區(qū)塊鏈、數(shù)字孿生、新型標(biāo)識(shí)等成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。

一是工業(yè)成為5G應(yīng)用主陣地。5G的高帶寬、低時(shí)延、大連接特性能夠匹配工業(yè)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)控制、AR/VR等業(yè)務(wù)升級發(fā)展需求，隨著5G技術(shù)的逐漸成熟和部署，以5G為主的多種無線技術(shù)將更多地應(yīng)用于工廠內(nèi)網(wǎng)改造。5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可以支持網(wǎng)絡(luò)資源定制更加靈活，確保資源的協(xié)調(diào)/隔離，為并發(fā)場景下的多類業(yè)務(wù)提供性能保障。

二是邊緣計(jì)算及邊云協(xié)同加速落地。邊緣計(jì)算能夠就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足工業(yè)在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求，成為支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。英特爾、西門子、GE、PTC等國際企業(yè)，以及華為、阿里巴巴、百度等國內(nèi)企業(yè)都紛紛推出邊緣計(jì)算產(chǎn)品以及邊云協(xié)同解決方案，并已展開實(shí)施。

三是區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)應(yīng)用加快發(fā)展。區(qū)塊鏈可以實(shí)現(xiàn)分散增強(qiáng)型生產(chǎn)關(guān)系的高效協(xié)同和管理，促進(jìn)工業(yè)數(shù)據(jù)互信、互聯(lián)、共享。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)普及到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，在生產(chǎn)管理、產(chǎn)品追溯、可信數(shù)據(jù)、供應(yīng)鏈協(xié)同等方面有了一些應(yīng)用。國家新型基礎(chǔ)設(shè)施——星火·鏈網(wǎng)啟動(dòng)建設(shè)，進(jìn)一步為區(qū)塊鏈規(guī)?；瘧?yīng)用奠定基礎(chǔ)[3]。

四是數(shù)字孿生推動(dòng)物理世界和數(shù)字世界深度融合。數(shù)字孿生能夠通過各類模型與數(shù)據(jù)的集成融合，在信息空間構(gòu)建物理對象（包括資產(chǎn)、行為、過程等）的精準(zhǔn)數(shù)字化映射，面向具體應(yīng)用需求開展分析預(yù)測和決策反饋，最終促進(jìn)業(yè)務(wù)流程的閉環(huán)優(yōu)化。

五是新型標(biāo)識(shí)助力全球開放資源體系建設(shè)。以W3C設(shè)計(jì)的新型標(biāo)識(shí)體系為代表，標(biāo)識(shí)具有自注冊自分配、分布式存儲(chǔ)、可驗(yàn)證等特征，可實(shí)現(xiàn)擁有者對標(biāo)識(shí)的自我控制和管理。目前，微軟、百度等70家企業(yè)已有系統(tǒng)地實(shí)現(xiàn)和開展應(yīng)用實(shí)踐，這為變革傳統(tǒng)集中化標(biāo)識(shí)分配提供了新的路徑選擇。

5 結(jié)束語

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為第四次工業(yè)革命的重要基石，其發(fā)展得到國內(nèi)外政產(chǎn)學(xué)研用各方的高度重視和積極推進(jìn)。自國務(wù)院2017年發(fā)布《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》以來，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展從起步進(jìn)入到了落地深耕的新階段，形成了戰(zhàn)略引領(lǐng)、政策支持、應(yīng)用推進(jìn)、技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的良性互動(dòng)局面，成效顯著。

責(zé)任編輯：YYX