資本大鱷索羅斯曾說：“世界經(jīng)濟(jì)史是一部基于假象和謊言的連續(xù)劇。要獲得財(cái)富，做法就是認(rèn)清其假象，投入其中，然后在假象被公眾認(rèn)識之前退出游戲。”

一言以蔽之，在經(jīng)歷了近30年互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)波濤洶涌的發(fā)展后，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)進(jìn)入下半場，應(yīng)運(yùn)而生的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)走向國內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的主賽道。

前有GE、西門子、PTC、SAP等國際巨頭盤踞其中，后有騰訊云、卡奧斯等本土嫡系部隊(duì)虎視眈眈。

那么工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目前還面臨那些問題呢？重磅玩家與以5G、大數(shù)據(jù)、AI等新技術(shù)相繼攜手下場后，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的風(fēng)云又將被如何攪動(dòng)呢？數(shù)據(jù)猿近期采訪了中國工程院院士、著名通信專家鄔賀銓，聽他聊聊工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來之路。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念最早由GE于2012年提出，隨后美國五大行業(yè)聯(lián)手組建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC），將這一概念大力推廣開來。

其實(shí)質(zhì)是指通過開放的、全球化的工業(yè)級網(wǎng)絡(luò)平臺把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地連接、融合起來，高效共享工業(yè)經(jīng)濟(jì)中的各種要素資源。并且通過自動(dòng)化、智能化的生產(chǎn)方式降低成本、增加效率，幫助制造業(yè)延長產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。

2018年7月，我國工信部印發(fā)了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)及推廣指南》、《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺評價(jià)方法》；2019年3月，“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”成為“熱詞”并寫入《2019年國務(wù)院政府工作報(bào)告》。目前，我國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析國家頂級節(jié)點(diǎn)落戶在北京、上海、廣州、武漢、重慶五大城市。

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)被時(shí)代的浪潮推向舞臺中央，鄔賀銓對媒體表示：“我們也希望未來以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為橋梁，完成機(jī)機(jī)連接、人機(jī)連接，再通過大數(shù)據(jù)分析，重構(gòu)全球工業(yè)、激發(fā)時(shí)代生產(chǎn)力，讓世界更美好、更快速、更安全、更清潔且更經(jīng)濟(jì)。雖然工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的明天十分值得期待，但是眼下還是有許多問題需要解決！”

鄔賀銓院士在接受媒體采訪

他表示，中國消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)走得比較靠前，但是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展卻較為滯后，這種環(huán)境局限性是我國發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所面臨的第一重挑戰(zhàn)。

“一方面，因?yàn)槲覈诠?、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的過程中，還同步發(fā)展數(shù)字化，‘二者’并行推進(jìn)，需要補(bǔ)的‘課’就會(huì)比較多；另一方面，在工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，企業(yè)的規(guī)模、技術(shù)水平參差不齊，真正能夠用上工控設(shè)備的企業(yè)目前不足20%。”

然而，缺乏自主研發(fā)、制造的產(chǎn)品，引發(fā)發(fā)展成本過高！這種物質(zhì)局限性也是我國發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所面臨的第二重挑戰(zhàn)。

“即便工業(yè)化、數(shù)字化走得靠前的企業(yè)，其工控設(shè)備中的PLC（可編程邏輯控制器）也大多是由國外廠商制造的，其底層協(xié)議對我們并不開放，所以在此基礎(chǔ)上挖掘數(shù)據(jù)是比較困難的。本身成本就比較高，安全性能還不可控，這無形中大大提高了我們發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的成本。”

鄔賀銓認(rèn)為，不論是在技術(shù)、商業(yè)模式，還是制度等方面，只有解決當(dāng)前難題，并且不斷創(chuàng)新，才能推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)增添砝碼。

5G入局，找準(zhǔn)切口才能賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

曾經(jīng)的曾經(jīng)，人們之間傳遞信息基本靠吼、靠飛鴿、靠狼煙烽火。

到后來，麥克斯韋把1 秒鐘可以繞地球跑 7 圈的電磁波代入了通訊領(lǐng)域。從此，信息業(yè)從用電磁波發(fā)電報(bào)走向了現(xiàn)在的five generation。

“到也不是有了5G就萬事大吉！”鄔賀銓進(jìn)一步表示5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也存在兩點(diǎn)誤區(qū)。

第一，重外輕內(nèi)。就是在企業(yè)的機(jī)器數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)基本不出企業(yè)網(wǎng)的時(shí)候，卻過分關(guān)注建設(shè)跨企業(yè)的標(biāo)識系統(tǒng)和“高質(zhì)量”企業(yè)名聲；

第二，過分夸大。將5G to 2C的架構(gòu)直接搬到5G to 2B，是肯定不適應(yīng)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)和與OT融合的需要的，也就是說用5G完全連接工廠并不現(xiàn)實(shí)。目前，5G主要應(yīng)用在現(xiàn)場級多為機(jī)器視覺類的視頻傳送，其他的還是未進(jìn)入主流應(yīng)用。

鄔賀銓向媒體介紹道，“企業(yè)現(xiàn)場級主要有兩種模式——可編程存儲(chǔ)器、5G工業(yè)模組及基站。”

以PLC為代表的的可編程存儲(chǔ)器，優(yōu)點(diǎn)是通過輪詢現(xiàn)場級各端口開關(guān)量、數(shù)字量和模擬量，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等操作命令，控制各類機(jī)器和生產(chǎn)過程；缺點(diǎn)是由于各廠家標(biāo)準(zhǔn)不同導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)碎片化，不同廠家的設(shè)備不能兼容。

而5G工業(yè)模組及基站，是可以連接移動(dòng)終端的。具體可以分為第一種，企業(yè)共享運(yùn)營商建設(shè)的5G基站與核心網(wǎng)。核心網(wǎng)用戶面功能（UPF）下沉到企業(yè)，5G工業(yè)模組登記在公網(wǎng)，數(shù)據(jù)不會(huì)離開企業(yè)去到運(yùn)營商，不用擔(dān)心數(shù)據(jù)安全問題；第二種，企業(yè)共享運(yùn)營商建設(shè)的基站可自建核心網(wǎng)，5G工業(yè)模組登記注冊和數(shù)據(jù)均在內(nèi)網(wǎng)；第三種，企業(yè)申請專用頻率自建基站和核心網(wǎng)，基站可集成UPF及5GC等功能，更安全、可控及低時(shí)延。

“總的來說，PLC模式采用的是主從架構(gòu)，周期性分時(shí)輪詢，是OT模式，缺點(diǎn)在于標(biāo)準(zhǔn)碎片化；5G工業(yè)模組模式是扁平化的，用的傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議，適用非周期數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)復(fù)用機(jī)制，優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了OT和IT的融合，缺點(diǎn)是不能保證時(shí)延，往往需要TSN（電信支撐網(wǎng)）來支撐。”鄔賀銓說。

隨后，鄔賀銓又從企業(yè)現(xiàn)場級、過程監(jiān)控與生產(chǎn)管理級和網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)應(yīng)用級三方面介紹了5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的優(yōu)缺點(diǎn)。

企業(yè)現(xiàn)場級中，TSN基于時(shí)鐘同步、數(shù)據(jù)調(diào)度、可靠性機(jī)制等技術(shù)，通過在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的第2層的時(shí)隙引入優(yōu)先等級的標(biāo)簽，允許高優(yōu)先級幀搶占低優(yōu)先級幀的傳輸時(shí)間以保證低時(shí)延。

TSN作為虛擬局域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)5G，且在TSN之上可以承載各種現(xiàn)場級工控協(xié)議。支持周期性與非周期性數(shù)據(jù)同傳，從而實(shí)現(xiàn)鏈路層上支持IT與OT融合。

過程監(jiān)控與生產(chǎn)管理級中，SCADA起著關(guān)鍵作用。

SCADA 位于管理調(diào)度層，采集監(jiān)控現(xiàn)場級數(shù)據(jù)，接受事件驅(qū)動(dòng)，提供人機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)告警處理、報(bào)表輸出及可視化、動(dòng)態(tài)模擬等。

但其本身和PLC協(xié)議開放性均不足，所以需針對性配置參數(shù)與應(yīng)用程序才能實(shí)現(xiàn)PLC與SCADA通信。上位機(jī)的操作系統(tǒng)大都采用Windows，與底層不同，因此還是需要與底層OT融合。

網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)應(yīng)用級，采用基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)層，IPv6可實(shí)現(xiàn)真實(shí)源地址溯源，并留有很大的編程空間，可開發(fā)更多的功能。

“首先是APN6（應(yīng)用感知網(wǎng)），應(yīng)用感知功能，傳統(tǒng)的IPv4只支持選路，并不知道IP包承載是什么業(yè)務(wù)，現(xiàn)在IPv6包可以定義業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)可感知業(yè)務(wù)需求；其次是iFIT（隨流檢查），過去信道檢測是個(gè)難題，往往只能事后離線檢測，iFIT能夠?qū)AM指令嵌入用戶報(bào)文IPv6包，可實(shí)現(xiàn)丟包、時(shí)延等分段檢測；另外通過IPv6還可以采用SRv6分段路由，在IPv6擴(kuò)展頭中指定流量轉(zhuǎn)發(fā)路徑，支持低時(shí)延、組播、快速倒換和并發(fā)冗余傳輸，實(shí)現(xiàn)高可靠性。”

鄔賀銓進(jìn)一步表示，SRv6有望成為端邊云網(wǎng)統(tǒng)一的簡化通信協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)應(yīng)用級基于OPC-UA（統(tǒng)一架構(gòu)）的應(yīng)用層，OPC-UA是過程控制對象連接與嵌入?yún)f(xié)議，適用于多種硬件平臺，也兼容多種軟件平臺，是一個(gè)翻譯器。而OPC-UA 或者 TSN打通了從傳感器到云，從IT到OT。

開發(fā)新型工控設(shè)備，高起點(diǎn)建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

鄔賀銓在受邀參加數(shù)博會(huì)的“5G驅(qū)動(dòng)數(shù)智化轉(zhuǎn)型高端對話”中也曾發(fā)表主題演講，他提出——要開發(fā)新型工控設(shè)備，從高起點(diǎn)建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)！

“目前，我國機(jī)械行業(yè)80%的設(shè)備仍采用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器進(jìn)行控制，尚未使用工控系統(tǒng)產(chǎn)品。已用的大中型產(chǎn)品中PLC95%、小型PLC75%、DCS49%、高端SCADA 70%全都來自國外，安全漏洞令人擔(dān)心。一個(gè)典型工廠的控制點(diǎn)在90年代末僅5萬個(gè)，到2030年將已經(jīng)增加到55萬個(gè)，加上很多工控產(chǎn)品已使用十多年，所以，原有的工控產(chǎn)品更是難以支持。”鄔賀銓表示。

“現(xiàn)在邊緣計(jì)算、5G工業(yè)模組、智聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、IPV6、TSN等技術(shù)發(fā)展迅速，將這些技術(shù)集成進(jìn)新型可信工控網(wǎng)關(guān)勢在必行。”工廠內(nèi)網(wǎng)要推進(jìn)IT與OT無縫融合，朝著扁平化、IP化、智能化發(fā)展，就要開發(fā)適應(yīng)企業(yè)網(wǎng)特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和新型工控設(shè)備，推動(dòng)機(jī)器聯(lián)網(wǎng)，盤活生產(chǎn)線數(shù)據(jù)。

“企業(yè)核心網(wǎng)的控制平臺離終端比較遠(yuǎn)，下行業(yè)務(wù)帶寬高，所以如果說企業(yè)核心網(wǎng)要下沉，其主要業(yè)務(wù)也是終結(jié)在車間，相對難度較小。但企業(yè)核心網(wǎng)的上行要求很高，對時(shí)延敏感，本身很重視安全和可靠性，所以不能簡單靠切片來保障，需設(shè)置多AP點(diǎn)以保證多信道不受干擾。”

“未來發(fā)展新型5G工控網(wǎng)關(guān)，就是根據(jù)這一特點(diǎn)而產(chǎn)生，但是目前我們還是需要加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)、研、用合作，在立足創(chuàng)新、明確需求標(biāo)準(zhǔn)上去起步。先用試點(diǎn)去推進(jìn)，形成產(chǎn)業(yè)，然后才能支撐我國工業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。雖然有些‘潑冷水’，但這確實(shí)是實(shí)話。”鄔賀銓笑著說。

至于開篇的問題——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的風(fēng)云將會(huì)被如何攪動(dòng)？

聽君一席話后，我想也許用魏爾納·海頓斯坦姆的《朝圣年代》中的那句，“有時(shí)現(xiàn)實(shí)無味，于是在尋找神往的彼岸；有時(shí)不知所措，于是在浪費(fèi)情緒的錯(cuò)覺。精神總是寄托在他處，幻想中踏上征途，才發(fā)現(xiàn)這一路上原來有很多人。古往今來，來自四面八方，但卻面向同一方向。”回答最合適！

來源：數(shù)據(jù)猿