解答落實(shí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為什么需要IP化先行

導(dǎo) 讀

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，已經(jīng)在目前階段毫無爭(zhēng)議地上升為國家戰(zhàn)略，成為十四五開局階段一場(chǎng)不容有失的行動(dòng)。

有媒體統(tǒng)計(jì)，今年《政府工作報(bào)告》中“創(chuàng)新”一詞出現(xiàn)了45次，“科技”出現(xiàn)了24次。出現(xiàn)頻率為近三年來最高。

相信大家都能在兩會(huì)當(dāng)中感覺到，強(qiáng)化科技自立自強(qiáng)已經(jīng)成為了國家目前階段發(fā)展的重中之重。多種科技創(chuàng)新方向中，《政府工作報(bào)告》尤其強(qiáng)調(diào)了“依靠創(chuàng)新推動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，培育壯大新動(dòng)能”“促進(jìn)科技創(chuàng)新與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，更好發(fā)揮創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展作用”。

而在科技創(chuàng)新與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合這個(gè)方向上，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可能是最直接、最顯著的一個(gè)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)結(jié)合方向。它一邊牽著實(shí)體經(jīng)濟(jì)的工業(yè)底座，一邊通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接云計(jì)算、AI、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)集群，戰(zhàn)略意義與產(chǎn)業(yè)價(jià)值不言而喻。

《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》就提到“推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等同各產(chǎn)業(yè)深度融合，推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)集群發(fā)展”“系統(tǒng)布局新型基礎(chǔ)設(shè)施，加快第五代移動(dòng)通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)中心等建設(shè)”。

仔細(xì)觀察我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，目前階段從國家政策到行業(yè)實(shí)踐，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)都發(fā)生了升級(jí)與調(diào)整。這種變化的核心邏輯在于，從開局階段的平臺(tái)與基礎(chǔ)技術(shù)建設(shè)，開始逐步向真實(shí)的產(chǎn)業(yè)場(chǎng)景、生產(chǎn)效率與產(chǎn)業(yè)可行性進(jìn)發(fā)。

這個(gè)階段工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)首要變化，就是“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)基”成為自上而下的全面共識(shí)。而為了解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的”網(wǎng)絡(luò)難題”，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)全面IP化又成為了關(guān)鍵的解題方式。

是不是感覺這幾個(gè)詞還有點(diǎn)陌生？別急，咱們慢慢聊。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新共識(shí)，網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)基須先行

探討工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的最新發(fā)展動(dòng)向與指導(dǎo)方針，就不能不提到今年1月工信部印發(fā)的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021—2023年）》。在這份最新的行動(dòng)計(jì)劃中，提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的11項(xiàng)重點(diǎn)行動(dòng)和10大重點(diǎn)工程。而對(duì)比此前的相關(guān)政策，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)新《三年行動(dòng)計(jì)劃》中最大的變化之一在于著重強(qiáng)調(diào)了“網(wǎng)”的作用和建設(shè)。

事實(shí)上，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第一階段，行業(yè)上下關(guān)注點(diǎn)更多集中在如何讓工業(yè)聯(lián)上網(wǎng)，聯(lián)上網(wǎng)能帶來怎樣的價(jià)值，換言之關(guān)注重點(diǎn)在工業(yè)這邊。而網(wǎng)絡(luò)這邊的討論和規(guī)劃則會(huì)比較籠統(tǒng)，比如強(qiáng)調(diào)5G發(fā)展的紅利、大帶寬對(duì)工業(yè)大數(shù)據(jù)的支撐、物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合，這些偏方向性、趨勢(shì)性的內(nèi)容。

但在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過了第一個(gè)發(fā)展階段后，產(chǎn)業(yè)內(nèi)外發(fā)現(xiàn)想要大規(guī)模、通用化的普及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，就需要讓不同工業(yè)體系、平臺(tái)體系、技術(shù)部類之間具有可靠的聯(lián)接特性。而早期的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，尤其是企業(yè)內(nèi)專網(wǎng)，無論網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、聯(lián)接方式、設(shè)備接口都缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。各行其是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)建設(shè)比較混亂，這也就難以達(dá)成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)預(yù)期中普遍促進(jìn)新一代信息技術(shù)與工業(yè)體系結(jié)合的效果。

因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要首先建立標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、高可靠的網(wǎng)絡(luò)，成為了業(yè)界的最新共識(shí)。

在2017年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系受到廣泛關(guān)注后，我們可以將三年劃為一個(gè)周期。2018-2020為第一階段，此時(shí)更多在關(guān)注工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)建設(shè)、能力打造，考慮給單一工業(yè)場(chǎng)景帶來的變革。

隨著新的“三年發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃”提出，我們可以將2021-2023看作第二階段，這時(shí)需要考慮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)?；瘡?fù)制、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一、工業(yè)場(chǎng)景的實(shí)際需求和承載、工業(yè)企業(yè)的傳統(tǒng)OT與IT系統(tǒng)改造等更為實(shí)際的問題。這一階段的當(dāng)務(wù)之急，就是新《行動(dòng)計(jì)劃》中提出的網(wǎng)絡(luò)體系強(qiáng)基行動(dòng)。

至此我們知道了，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新發(fā)展階段需要網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)基先行。而網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)基當(dāng)然需要多方面的考量，但主要任務(wù)是解決企業(yè)的工業(yè)專網(wǎng)技術(shù)不統(tǒng)一、IT與OT系統(tǒng)難以打通、工業(yè)數(shù)字化技術(shù)持續(xù)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)難以承載三個(gè)問題。

是不是有方案可以一次性破局這些主要問題呢？這就要引出IP化的必要性。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地，IP化是最優(yōu)解

從電腦到智能手機(jī)，我們每個(gè)人都毫無疑問是IP通信的受益者。從1985年IP技術(shù)點(diǎn)亮互聯(lián)網(wǎng)的第一束光開始，整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)文明可以說都是坐落在IP協(xié)議之上的。

而IP技術(shù)之所有能撐起全球互聯(lián)網(wǎng)浪潮，關(guān)鍵可能并不在于它的技術(shù)多么復(fù)雜，而在于給每個(gè)設(shè)備分配IP地址的方式，可以效率最大化將所有設(shè)備聯(lián)接在一起，避免出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)各行其是，從而導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)被割裂的困境。

而在目前階段，ipv6+協(xié)議開始在產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮價(jià)值，IP網(wǎng)絡(luò)走入了智能IP時(shí)代。智能超寬、智能運(yùn)維、智能聯(lián)接等能力讓IP網(wǎng)絡(luò)可以承載工業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸、業(yè)務(wù)智能化以及多系統(tǒng)打通，并且IP網(wǎng)絡(luò)也是企業(yè)IT系統(tǒng)的通用標(biāo)準(zhǔn)，大部分企業(yè)對(duì)其都很熟悉。

這種情況下，如果我們想要整合錯(cuò)綜復(fù)雜的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，找到一個(gè)各種行業(yè)平臺(tái)、OT網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)專用系統(tǒng)之間的“網(wǎng)絡(luò)最大公約數(shù)”。那么最切合實(shí)際的方式，應(yīng)該就是讓所有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都納入IP網(wǎng)絡(luò)體系內(nèi)，讓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)像消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)一樣走向標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、集約化的發(fā)展之路。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能化、IP化改造，其實(shí)在業(yè)內(nèi)早已經(jīng)被廣泛關(guān)注。在目前階段，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IP化已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)基行動(dòng)非常直觀清晰的最優(yōu)解，需要各行業(yè)高效、廣泛推動(dòng)。

我們可以舉一個(gè)例子，來看看工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IP化的實(shí)際價(jià)值。

以鋼鐵廠的工業(yè)互聯(lián)場(chǎng)景來說，目前階段大型鋼鐵廠一般都有自己的數(shù)字化控制體系。甚至每個(gè)流程都有獨(dú)立的數(shù)字化系統(tǒng)。而這些系統(tǒng)大多在建設(shè)時(shí)沒有考慮到相互聯(lián)接，尤其是與外網(wǎng)、公有云體系進(jìn)行聯(lián)接的必要性，采用的大多是私有協(xié)議定義的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)企業(yè)想要進(jìn)行智能化改造時(shí)，無法對(duì)數(shù)字系統(tǒng)中的產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收取，將數(shù)據(jù)上傳云端進(jìn)行利用，車間廠房變成了數(shù)據(jù)孤島；而企業(yè)想要利用AI技術(shù)來完成智能升級(jí)時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)不打通，智能化能力也無法聯(lián)接到系統(tǒng)中，變成了數(shù)據(jù)上不去、智能下不來，看似有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，但與預(yù)期中完全不同的情況。

這種情況還可能造成兩個(gè)麻煩，一方面由于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議各自為政，而工業(yè)流程又相當(dāng)復(fù)雜，將造成如果需要調(diào)整某一能力，就需要工程量大、程序復(fù)雜、容錯(cuò)率低的調(diào)整工作，系統(tǒng)難以適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的彈性需求；另一方面，這種企業(yè)網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)時(shí)都以局域網(wǎng)為建設(shè)藍(lán)本，無法支撐無線化的設(shè)備接入。但隨著IoT在工業(yè)場(chǎng)景中的發(fā)展，企業(yè)無線聯(lián)接設(shè)備將越來越多，造成了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)難以承載。

而如果對(duì)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的IP化改造，就可以讓IT系統(tǒng)與OT系統(tǒng)都使用IP作為通信協(xié)議。企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以通過外網(wǎng)直接上傳云端，而云端的算力、數(shù)據(jù)處理能力、AI能力也可以無縫直接通到工廠與車間。與此同時(shí)，由于企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)都使用IP通信，也可以實(shí)現(xiàn)一體化調(diào)整、智能化運(yùn)維，極大降低企業(yè)OT系統(tǒng)的綜合成本；并且可以通過IP協(xié)議來支撐大量無線設(shè)備接入，組成靈活多元的新型工業(yè)智能化體系。

綜合來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的IP化升級(jí)改造，產(chǎn)業(yè)路徑清晰明確，既繼承企業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成果，又面向未來工業(yè)場(chǎng)景廣泛的云、智能化、無線化需求。如果舉個(gè)形象的例子，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全面IP化，就是讓現(xiàn)在說著各種方言、外語的企業(yè)內(nèi)網(wǎng)/外網(wǎng)、IT/OT網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)/智能系統(tǒng)，都講IP網(wǎng)絡(luò)的普通話。

只有如此，才能實(shí)現(xiàn)高效率、低成本、廣復(fù)制的工業(yè)互聯(lián)。

在工廠中，窺見工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的IP化必要性，其實(shí)可以用更多篇幅來展開論述，但也很容易陷入工業(yè)場(chǎng)景復(fù)雜、多變的價(jià)值邏輯中，導(dǎo)致大家無法清晰理解。所以我們不如先放下產(chǎn)業(yè)邏輯，去真正的工廠里看看。

在中學(xué)地理課本中，我們學(xué)過中國具有代表性的工業(yè)區(qū)位，其中就有馬鞍山的鋼鐵產(chǎn)業(yè)。今天的馬鞍山鋼鐵股份有限公司，是中國特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)之一，也是安徽省最大的工業(yè)企業(yè)，素有“江南工業(yè)一枝花”的美譽(yù)。

毫無疑問，馬鋼就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中最優(yōu)先關(guān)注的那種企業(yè)。而其在智慧制造升級(jí)變革中，也確實(shí)遇到了來自網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)。整體而言，馬鋼自身的集控系統(tǒng)想要完成互聯(lián)網(wǎng)改造，需要非常高的改造成本，而目前的企業(yè)網(wǎng)又有性能低、可靠性差，專網(wǎng)雜多、運(yùn)維困難等問題。在解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)難題的進(jìn)程里，馬鋼選擇與華為合作，利用華為提供的智能IP網(wǎng)絡(luò)解決方案來克服了網(wǎng)絡(luò)升級(jí)中的挑戰(zhàn)。

在馬鋼與華為攜手進(jìn)行產(chǎn)業(yè)分析之后，雙方發(fā)現(xiàn)馬鋼的網(wǎng)絡(luò)有這樣幾個(gè)主要升級(jí)需求，這些需求在中國大型工業(yè)企業(yè)中可以說非常具有代表性。比如說：

1、IP骨干網(wǎng)需要同時(shí)承載IT和OT業(yè)務(wù)，不同業(yè)務(wù)的SLA需求差異大，尤其OT網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和安全隔離要求很高。

2、不同業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)時(shí)延訴求差異很大，如生產(chǎn)執(zhí)行區(qū)二級(jí)服務(wù)器數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)，對(duì)帶寬要求較高，時(shí)延要求較低；調(diào)試產(chǎn)線一二級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)備，對(duì)時(shí)延要求較高，帶寬要求較低。新的網(wǎng)絡(luò)需要滿足不同業(yè)務(wù)的應(yīng)用需求。

3、不同業(yè)務(wù)的專網(wǎng)運(yùn)維復(fù)雜，出現(xiàn)故障時(shí)很難定位，需要提升智能運(yùn)維與網(wǎng)絡(luò)一體化能力。

為了滿足這些需求，華為根據(jù)馬鋼的實(shí)際業(yè)務(wù)情況，構(gòu)筑了一張100G互聯(lián)的IP骨干網(wǎng)，可以滿足未來馬鋼5-10年業(yè)務(wù)發(fā)展訴求，并為工業(yè)化信息化加速發(fā)展的馬鋼集團(tuán)業(yè)務(wù)提供了一個(gè)超寬、靈活的IP承載平臺(tái)，讓各集控系統(tǒng)上線快、成本低。

引入了這樣一張網(wǎng)絡(luò)后，馬鋼不僅解決了一系列固有的網(wǎng)絡(luò)問題，還極大提升了工業(yè)智能化、無人化水平，釋放了生產(chǎn)力。馬鋼技術(shù)主管高斌認(rèn)為，老專網(wǎng)管理非常麻煩，處理故障時(shí)完全摸不清哪里出了問題。引入智能IP網(wǎng)解決方案后，能讓網(wǎng)絡(luò)可視、可控、可管。

上汽寧德工廠，是在業(yè)內(nèi)被稱為“科幻工廠”的存在，這里平均一分鐘就能生產(chǎn)一輛汽車，堪稱制造業(yè)的“中國速度”。而應(yīng)用了大量AI技術(shù)、無人化設(shè)備、手持管理設(shè)備的寧德工廠，通用也面臨著巨大的網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)。業(yè)務(wù)流程復(fù)雜、生產(chǎn)體系龐大、過程數(shù)據(jù)通過量異常可觀，加上不同業(yè)務(wù)體系對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求不同，寧德工廠需要在網(wǎng)絡(luò)上打造強(qiáng)有力的支撐。而華為智能IP網(wǎng)絡(luò)很好實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。

寧德工廠的大量機(jī)器人、無人化設(shè)備在智能IP網(wǎng)絡(luò)支撐下實(shí)現(xiàn)了工業(yè)級(jí)應(yīng)用，制造、加工、倉儲(chǔ)、質(zhì)檢有機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了全系統(tǒng)、全業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通。在智能IP網(wǎng)絡(luò)加持下，寧德工廠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)交付周期縮短10%、生產(chǎn)效率提高48%、產(chǎn)品產(chǎn)量提高50%、質(zhì)量缺陷降低36%，并且可以在生產(chǎn)過程中完成動(dòng)態(tài)感知、輔助決策和智能預(yù)警。

從馬鋼到寧德工廠，這些案例中我們可以發(fā)現(xiàn)，華為帶來的智能IP網(wǎng)絡(luò)，具有自動(dòng)化，確定性，安全，超寬，低時(shí)延六大特征。不僅能夠打通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中設(shè)備之間、系統(tǒng)之間、網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)接界限，還可以極大提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能化水平，與無人化、智能化、無線化的工業(yè)設(shè)備升級(jí)緊密結(jié)合。智能IP網(wǎng)絡(luò)可以說既解決了老問題，又成為企業(yè)面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)確定性未來的接口。

從真實(shí)的工廠、車間、流水線上，我們能看到更多工業(yè)企業(yè)的網(wǎng)聯(lián)、智能之路。IP化變革正在成為網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)基行動(dòng)的可執(zhí)行、高價(jià)值通道，推動(dòng)中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在新三年行動(dòng)中準(zhǔn)確、有效完成目標(biāo)。

工業(yè)作為立國之本，強(qiáng)國之器，在今天還有廣泛的升級(jí)發(fā)展空間。讓工業(yè)走向互聯(lián)網(wǎng)一樣的飛速發(fā)展，在IP化、智能化的加持中，似乎已經(jīng)可以納入期待。
編輯：lyn