近期,工信部、財政部等部委密集出臺《工業互聯網發展行動計劃(2018-2020年)》《工業互聯網專項工作組2018年工作計劃》《2018年工業轉型升高等資金工作指南》等多項旨在推進工業互聯網發展的產業支持政策,引發市場廣泛關注。
業內普遍認為,隨著工業互聯網上升為我國“制造強國”的地區戰略高度,以及產業支持政策的不斷落地,工業互聯網將進入快速發展期。
在此,筆者需要指出的是,雖然工業互聯網發展將為中國制造業“彎道超車”插上翅膀,但究竟能飛多遠,取決于三大工業互聯網技術標準的支持。
下面,讓我們從什么是工業互聯網談起,來了解它的前世、今生以及未來。
什么是工業互聯網?
關于工業互聯網的表述有很多,通用的官方定義為——
工業互聯網是鏈接工業全系統、全產業鏈、全價值鏈,支撐工業智能化發展的關鍵基礎設施,是新一代信息技術與制造業深度融合所形成的新興業態和應用模式,是互聯網從消費領域向生產領域、從虛擬經濟向實體經濟拓展的核心載體。
從本質來看,工業互聯網的本質是以機器、原材料、控制系統、信息系統、產品及人之間的網絡互聯為基礎,通過對工業數據的全面深度感知、實時傳輸交換、快速計算處理和高高等建模分析,實現智能控制、運營優化等生產組織方式變革。
工業互聯網與互聯網有何異同?
如圖 1所示,工業互聯網的架構相比互聯網架構體系,多了一層涉及到傳感器等設備接入的邊緣層,即從概念上多了把物理世界映射到電子世界的過程,對比互聯網,其本質則是完全線上的電子信息的交互與分享。因此,工業互聯網在接入標準、業務模式、網絡拓撲、數據特性等方面相比互聯網會有所不同。下面逐一做簡要分析:
1、標準化程度
就互聯網應用來說,HTTP、HTTPS協議已成為統一應用層接入協議,借助底層TCP/IP協議族,用戶使用瀏覽器接入使用互聯網,同時利用DNS標識解析服務,可以有效的做到搜索、定位到指定網站,進而完成信息的獲取。
移動互聯網的發展,使得手機App形成另一種接入入口,但是其本質依然遵循互聯網網頁應用設計架構MVC原理,行業標準化程度高。
對比互聯網,工業互聯網標準碎片化較為突出。首先,對比互聯網本身就是單純的IT網絡,工業互聯網涉及到IT網絡和OT網絡的融合,自然需要融合多通信協議和標準。其次,工業互聯網IP化程度與互聯網不可同日而語,多種應用協議并存,如MQTT、CoAP、Modbus、PROFIBUS、私有TCP/UDP等,多數邊緣設備無法支持HTTP協議族,這也是邊緣設備計算能力差異化的側面反映。較后,工業互聯網在設備、服務尋址方面沒有類似DNS這樣的統一標識解析服務,解析服務同樣標準碎片化,例如Handle、OID、Ecode等分別由不同組織發起。
2、業務模式
互聯網行業屬于輕資產行業,而工業互聯網涉及到設備投入,即涉及固定資產和庫存管理,屬于重資產。
相比互聯網技術平均每隔3年迭代一次的高頻率更新換代,工業互聯網技術迭代需要同時發生在邊端設備和服務器兩端,涉及到的不僅是上層應用軟件方面的升高等,還涉及到固件甚至是硬件方面的升高等,在技術換代成本和安全穩定性上是雙高門檻,很多企業不得不在技術先進性上妥協。
也正因為技術換代的高成本、高風險,企業在工業互聯網技術前期預研和選型上更為慎重,畢竟相比互聯網技術,工業互聯網(IIOT)的設計周期普遍較長。
3、網絡拓撲和系統構成
傳統互聯網由于采用建立在TCP/IP上的HTTP通信機制,使用B/S或C/S模式,對網絡拓撲的敏感性和依賴性較低,其通信轉換大多為端口轉發,基本不涉及協議轉換。
工業互聯網基于網關的多協議轉換正獲得普遍應用,例如GE推出的數據采集轉換模塊Predix Machine。由于系統上下層通信依賴網關,因此工業互聯網對網絡拓撲較互聯網更敏感。同時,由于眾多設備接入,數據成指數高等增長,但是傳輸帶寬卻是有限的,因此邊緣計算節點在工業互聯網部署中,相比互聯網更具必要性。
4、數據特性
工業互聯網與互聯網相比,有著完全不同的數據特性。下面,以下表1為例,列舉工業互聯網與互聯網的數據特性對比。
工業互聯網的未來
當前,伴隨著網絡信息技術與工業不斷深度融合,同時數字化、網絡化、智能化的新型工業形態不斷驅動,工業互聯網已成世界主要工業地區搶占國際制造業競爭的重要板塊,同時也成為了各國尋求經濟新增長點的共同選擇。
目前的各地工業互聯網格局以美國、德國、日本為首,紛紛以龍頭企業引領工業互聯網的推進,迅速地推動著各地工業互聯網發展。
在我國,工業互聯網平臺為中國制造業提供了特別好的“彎道超車”的歷史機遇,工業互聯網目前也已上升為我國“制造強國”的地區戰略,逐漸覆蓋到各個領域,如醫療、工廠、基建等等。
與此同時,工業互聯網也為金融領域帶來了眾多新的改變,例如它可以為產業供應鏈金融提供基礎信息服務,有效解決信息不透明問題,直接有利于金融機構對企業的授信和風險評估,進而解決企業融資問題。