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《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》的系列解讀 解

一、背景情況

工業互聯網網絡是實現人、機器、車間、企業等主體以及設計、研發、生產、管理、服務等產業鏈各環節的全要素泛在互聯的基礎,是工業智能化的“血液循環系統”,包括工業企業內網和工業企業外網,工業企業內網實現工廠內生產裝備、信息采集設備、生產管理系統和人等生產要素的廣泛互聯;工業企業外網實現生產企業與智能產品、用戶、協作企業等工業全環節的廣泛互聯。工業互聯網標識解析體系是工業互聯網網絡的重要組成部分,類似于互聯網領域的域名解析系統(DNS),包括標識和解析系統兩部分,其中標識是機器和物品的“身份證”;解析系統利用標識,對機器和物品進行唯一性的定位和信息查詢,是實現全球供應鏈系統和企業生產系統精準對接、產品全生命周期管理和智能化服務的前提和基礎。

目前全球工業互聯網網絡發展處于起步階段。在工業企業內網方面,傳統工業現場總線、工業以太網等網絡技術、標準和產品主要集中于少數發達國家。近年來,我國提出了工廠自動化以太網(EPA)、工業過程/工廠自動化無線網絡(WIA-PA/FA)等技術,但產業化和商用水平低。目前,時間敏感網絡(TSN)、工業軟件定義網絡(SDN)等新技術研究和產業化成為國際產業界關注的新熱點。在工業企業外網方面,國內外都高度重視新技術新網絡的研究與應用部署,積極探索利用IPv6、窄帶物聯網(NB-IoT)、軟件定義網絡(SDN)、5G等技術構建滿足高可靠、低時延、廣覆蓋、可定制等要求的企業外網絡。

國際上目前存在多種標識解析體系方案并開展一定程度的試驗和應用,但沒有形成統一的、成熟的、大規模部署的全球性工業互聯網標識解析體系。工業互聯網標識解析體系尚不成熟,在OID、Handle、Ecode等主要的現有標識解析方案中,技術、標準、產業、應用、治理等還有待進一步完善,亟需對核心技術和應用方案進行有組織、大規模的驗證示范推廣。

二、思路目標

工業互聯網是新一代信息技術與制造業深度融合的產物,需要工業領域和信息通信領域共同推進發展,在工業互聯網網絡建設中,需要圍繞工業企業的業務發展需求,充分發揮我國在信息通信領域的優勢,借助工業企業內網和工業企業外網的更新換代,加快新技術的部署應用,打造國際先進的工業互聯網網絡基礎設施,全面提升工業企業的網絡化水平。

工業互聯網網絡方面,《指導意見》著重從三個方面給出了未來的演進思路和方向。一是工業企業內網改造升級。由于我國工業企業發展水平差異較大,相當一部分企業特別是中小企業的數字化、網絡化基礎薄弱,欠缺發展智能化生產、網絡化協同等新模式新業態的基礎環境,因此開展工業企業內網絡改造是首要任務,也是長期任務。通過分步驟、分行業推進IP化、扁平化、柔性化的技術改造和網絡部署,逐步推進打造先進制造的基礎生產網絡環境。二是工業企業外網建設。工業企業外網絡將基于互聯網,但現有的互聯網無法完全滿足工業互聯網業務發展所需的高可靠、低時延、廣覆蓋、大帶寬、可定制等多方面的要求,需要加快推進寬帶網絡基礎設施建設與改造,優化升級國家骨干網絡。同時為降低中小企業的信息服務成本,推進中小企業專線的提速降費。三是工業領域的IPv6部署。當前互聯網正處向IPv6演進過渡的關鍵時期,雖然我國IPv6發展起步較早,但由于應用IPv6改造較慢,目前IPv6普及率不高。工業互聯網的發展成為進一步推動IPv6部署的新契機,而IPv6也是滿足工業互聯網發展海量地址需求的必然選擇。必須通過在工業企業內、外網絡改造的過程中推進網絡設備、設施、系統等進行IPv6改造,實現制造強國和網絡強國同步推進。

工業互聯網標識解析體系方面,為加快構建“統一管理、安全可靠、互聯互通”的工業互聯網標識解析體系,《指導意見》從三個維度進行了系統規劃。一是加強頂層設計。由于工業互聯網標識解析體系既是類似于互聯網域名系統的基礎服務設施,又在標識編碼識別、標識解析查詢、標識數據應用等方面有較大差異,因此要在充分借鑒互聯網域名系統發展經驗的基礎上,研究制定適用于工業互聯網的標識解析體系整體架構,依托即將設立的國家工業互聯網標識解析管理機構及相關注冊和服務機構,建立完善的統一管理體系。二是開展系統建設。在已有的Handle、OID、Ecode等多種公共標識基礎上,建設統一、安全、穩定的標識解析服務體系。主要包括完成業務運行和管理的各級標識解析服務節點以及提高服務性能的公共遞歸節點建設。三是推動產業應用。工業企業和互聯網企業、通信企業合作加強技術研發和模式突破,開展工業互聯網標識解析集成創新應用,實現跨企業、跨地區的信息交互,有力支撐關鍵產品追溯、供應鏈管理、智能產品全生命周期管理等工業互聯網應用。

三、重點亮點

工業互聯網網絡建設涉及工業和通信業間技術選擇、標準規范、協議互聯等多種問題的協同解決,是一項復雜的系統工程。《指導意見》就若干關鍵重點領域,提出了指導性建議,部署了具體任務。

推動工業企業內網改造升級。圍繞加快推進工業企業內網的IP化、扁平化、柔性化技術改造和建設部署,《指導意見》具體部署了三項任務。一是鼓勵工業企業采用時間敏感網絡、軟件定義網絡等新型技術升級改造現有網絡,優化現有生產系統(OT)網絡分層次組網模式,實現工廠管理控制系統扁平化,支持柔性靈活調整。二是利用工業無線、5G等技術建設工廠內無線網絡,實現生產環節網絡全覆蓋,支持更靈活的生產線動態重構。三是支持研究機構和企業開展工業互聯網新型網絡的技術研究、標準制定和試驗驗證。四是加快新型工業互聯網交換機、通信模塊、通信網關等關鍵網絡設備的研制和產業化。

加快工業企業外網建設。針對建設低時延、高可靠、廣覆蓋的工業企業外網絡的要求,《指導意見》從骨干網和接入網兩個層面提出了推進路徑。一是面向工業互聯網的骨干網絡升級。以實現工業企業和工業互聯網服務企業的廣泛、高質量寬帶接入為目標,以軟件定義網絡、網絡虛擬化等技術對現有公眾互聯網和高性能專網進行升級改造和建設。二是新型無線網絡升級與建設。利用窄帶物聯網(NB-IoT)等低功耗廣域網(LPWAN)技術,建設滿足工業互聯網海量設備接入高密度、低時延需求的蜂窩網;充分考慮工業企業的接入需求,將5G網絡建設成為能夠為工業互聯網業務服務的一張無線網絡。

推進工業領域全面部署IPv6。《指導意見》重點提出三方面任務。一是推動工業企業開展基于IPv6的IP化網絡改造,實現從整個制造系統到互聯網更大范圍、更深層次的互聯;二是加快工業企業外網絡的IPv6改造升級,將IPv6作為NB-IoT、5G等新型網絡建設的必選項;三是加強支持IPv6的智能工業設備、產品、通信模塊的技術研發,解決工業互聯網海量終端接入問題。

構建工業互聯網標識解析體系。一是綜合考慮業務需求、網絡分布、地理位置等因素,在國內外不同地區建設和部署各級標識解析節點及其鏡像節點;二是建設工業互聯網標識解析備案、監測、應急、托管、保障、災備等管理系統,提升管理和服務能力;三是促進標識解析應用和產業發展,到2025年,力爭通過工業互聯網標識解析體系進行信息查詢的聯網對象標識注冊量超過30億。

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