一直以來(lái)，工業(yè)中使用的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和概念層出不窮，從傳統的現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)（本文將這三種技術(shù)統稱(chēng)為工業(yè)測控網(wǎng)），到后來(lái)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，再到現在的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，在此將這些工業(yè)用的網(wǎng)絡(luò )統稱(chēng)為工業(yè)網(wǎng)絡(luò )。這是由于隨著(zhù)信息技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)界由原來(lái)比較封閉的自動(dòng)化/運營(yíng)技術(shù)（Operation Technology，OT）領(lǐng)域，逐漸向信息技術(shù)（Information Technology，IT）領(lǐng)域開(kāi)放，OT和IT融合發(fā)展是技術(shù)必然的發(fā)展趨勢。工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的多樣性對于工業(yè)轉型升級和制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展帶來(lái)的益處毋庸置疑，但也確實(shí)產(chǎn)生了一些概念混淆不清的弊端。一方面，于工業(yè)來(lái)說(shuō)哪個(gè)技術(shù)更先進(jìn)、更適應，誰(shuí)包容誰(shuí)，相互有何關(guān)聯(lián)、有何區別？這些問(wèn)題一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的爭論焦點(diǎn)。另一方面，對于已有工廠(chǎng)的升級改造或新建工廠(chǎng)，從工廠(chǎng)內外網(wǎng)絡(luò )的工程設計、建設實(shí)施到運行維護、安全保障，選擇何種網(wǎng)絡(luò )技術(shù)來(lái)解決亟需問(wèn)題，都需要有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)指導。再有，現在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)熱度很高，的確對于跨企業(yè)跨行業(yè)跨地域的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與資源優(yōu)化配置發(fā)揮了很大作用，但似乎其更注重企業(yè)上層系統建設，而與底層工業(yè)系統/網(wǎng)絡(luò )的結合程度如何、對滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)制造發(fā)揮的作用如何，這些問(wèn)題都仍有待探討。

本文基于工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展脈絡(luò )和標準化進(jìn)程，立足于不同工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)對于工業(yè)生產(chǎn)的作用與意義，首先從工業(yè)應用的本質(zhì)和影響出發(fā)，闡述什么是工業(yè)生產(chǎn)，分析工業(yè)應用對于網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的實(shí)際需求；然后從術(shù)語(yǔ)定義和標準化方面，理清各種工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的概念和作用范圍，重點(diǎn)比對了國內外概念理解上的差異；最后思考當前國內工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展與生態(tài)建設對于工業(yè)生產(chǎn)、智能制造應如何更好地發(fā)揮積極作用，以及在推進(jìn)策略上提出建議。

按照工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品形態(tài)和生產(chǎn)工藝組織方式，工業(yè)行業(yè)分為流程工業(yè)和離散工業(yè)兩種典型類(lèi)型。流程工業(yè)是指通過(guò)化學(xué)反應和/或物理分離而進(jìn)行生產(chǎn)的行業(yè)，其產(chǎn)品形態(tài)一般為流體（如液體、氣體），典型的流程工業(yè)包括石油、化工、水處理、造紙等行業(yè)。離散工業(yè)主要通過(guò)對原材料物理形狀的改變、組裝而形成產(chǎn)品的行業(yè)，其產(chǎn)品形態(tài)為按件計量的物品，典型的離散工業(yè)包括汽車(chē)、電子、航空航天等行業(yè)。另外，還有如鋼鐵、制藥、飲料等混合型工業(yè)生產(chǎn)。

不同工業(yè)類(lèi)型具有不同的生產(chǎn)過(guò)程特點(diǎn)與應用需求，相應地產(chǎn)生和應用不同的工業(yè)自動(dòng)化控制系統（Industrial Automation and Control Systems，IACS）, 典型的有DCS控制系統和PLC控制系統。流程工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的測控變量一般為溫度、壓力、流量、液位等時(shí)間連續的模擬量，控制方法多為PID（比例積分微分）調節，通常采用DCS（分布式控制系統）、大型PLC（可編程邏輯控制器）等控制系統。離散工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的測控變量一般為產(chǎn)品數量、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等時(shí)間離散的數字量，控制方法多為一系列活動(dòng)順序的邏輯控制，通常采用PLC控制系統。表1給出了一些流程工業(yè)和離散工業(yè)測控特點(diǎn)的比較。

無(wú)論DCS、PLC或其他新形式的控制系統，都是傳統控制系統隨著(zhù)計算機技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，并不斷向數字化、智能化方向發(fā)展，后來(lái)演變出所謂的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（Fieldbus Control System，FCS），其本質(zhì)上都是通過(guò)工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò )（包括有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )）將工廠(chǎng)生產(chǎn)現場(chǎng)的測量設備、控制設備、執行設備連接起來(lái)，形成各種智能生產(chǎn)裝備、生產(chǎn)單元、生產(chǎn)線(xiàn)乃至整個(gè)自動(dòng)化控制系統，并按照預先設定（組態(tài)）的控制算法或邏輯順序實(shí)現分布式自動(dòng)化控制及生產(chǎn)制造。

工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)環(huán)境一般比較惡劣，比如高溫、高濕、多塵、電磁干擾大等，以及連接設備多、安裝和接地規范性等問(wèn)題，這些都會(huì )對網(wǎng)絡(luò )通信質(zhì)量產(chǎn)生影響，可能導致設備運行和通信不穩定從而影響正常的生產(chǎn)制造。因此，工業(yè)現場(chǎng)設備基本都要通過(guò)環(huán)境適應性、電磁兼容性（EMC）、通信一致性和互操作性的測試，并達到標準規定的要求才能使用。

此外，不同類(lèi)型的工業(yè)應用還有其特殊要求。例如，流程工業(yè)應用一般要求現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )支持總線(xiàn)供電（即通信線(xiàn)纜同時(shí)支持數據傳輸和設備供電），特別在危險區域，還要求現場(chǎng)儀表/設備具有本質(zhì)安全（即儀表/設備應滿(mǎn)足在正常工作或規定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應均不能點(diǎn)燃規定的爆炸性混合物）。

與IT領(lǐng)域通信相比，工業(yè)現場(chǎng)應用所需傳輸的數據具有典型特點(diǎn)，從數據傳輸特點(diǎn)分析，可以更好地理解工業(yè)應用對于網(wǎng)絡(luò )通信的需求。應用于工業(yè)現場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)為滿(mǎn)足自動(dòng)化控制需求，應至少提供以下三類(lèi)數據的傳輸。

a)   過(guò)程數據：傳感器（變送器）周期性向控制器發(fā)送的輸入數據（測量值），以及控制器周期性向執行器發(fā)送的輸出數據（設定值）。這種類(lèi)型的數據是自動(dòng)化控制系統的輸入和輸出，一般被稱(chēng)作實(shí)時(shí)數據，其傳輸關(guān)系、循環(huán)周期和數據內容，都是按照預先組態(tài)設置好的。

b)   變量數據：控制器或監視設備對現場(chǎng)設備（傳感器、變送器）、執行器的網(wǎng)絡(luò )可視參數/變量進(jìn)行讀、寫(xiě)操作的數據。這種類(lèi)型的數據不參與自動(dòng)化控制，可用于現場(chǎng)監視應用（如SCADA），數據傳輸就通信協(xié)議而言是非周期的，其通信關(guān)系和數據內容是臨時(shí)的。

c)   報警數據：當現場(chǎng)的工藝、通信或操作等出現異常情況或故障時(shí)，現場(chǎng)設備可向控制器或監視設備發(fā)出帶報警或診斷的數據。這種類(lèi)型的數據不參與自動(dòng)化控制，可用于現場(chǎng)監視應用（如SCADA），數據傳輸是非周期的，但其通信關(guān)系和數據內容是預先定義的。

所有應用于工業(yè)現場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，應首先滿(mǎn)足上述數據類(lèi)型的傳輸，并根據應用需求增加系統及網(wǎng)絡(luò )管理、組態(tài)、報警、同步等協(xié)議機制（功能）。

隨著(zhù)工業(yè)智能應用的發(fā)展，又產(chǎn)生了新的工業(yè)大數據的傳輸需求，如視覺(jué)檢測使得現場(chǎng)數據采集從一維感知到多維全景感知發(fā)展，數據呈現結構化與非結構化特性并存，實(shí)時(shí)數據與非實(shí)時(shí)工業(yè)大數據共存等新的特點(diǎn)，這對工業(yè)網(wǎng)絡(luò )通信也提出了更高的要求。

工業(yè)現場(chǎng)使用的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，應滿(mǎn)足工業(yè)應用的特殊需求，包括數據傳輸的實(shí)時(shí)性（real-time）、確定性（deterministic）、可用性（availability）、可靠性（reliability）、安全性（functional safety & security）等要求。這也是工廠(chǎng)中使用特定的工業(yè)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )而非辦公網(wǎng)絡(luò )的原因。

工業(yè)通信的確定性和實(shí)時(shí)性是相輔相成的。確定性是指通信系統的端到端傳輸延遲具有最大限值，實(shí)時(shí)性是指系統在限定的時(shí)間內對外界事件做出處理與響應的特性，二者綜合反映工業(yè)自動(dòng)化控制應用的數據傳輸時(shí)間是確定可預測的。由于現有通用的網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)數據傳輸的確定性、實(shí)時(shí)性需求，因此工業(yè)界產(chǎn)生了專(zhuān)用的現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。

可用性和可靠性在不同領(lǐng)域的定義是不一樣的。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，可用性是指在給定條件下，事物在預定時(shí)間或時(shí)間間隔內處于某個(gè)狀態(tài)并執行所要求功能的能力（IEC 62439-1），一般通過(guò)冗余技術(shù)實(shí)現高可用性，包括媒體冗余、關(guān)鍵裝置冗余、控制系統冗余等，以盡量縮短或避免因日常維護（計劃）和突發(fā)崩潰（非計劃）所導致的系統停機時(shí)間?？煽啃砸话阒肝锲吩谝幎l件和規定時(shí)間內，完成要求功能的能力（IEC 61987-1）。通信可靠性則是指所傳輸的報文/消息在可接受延時(shí)內完整無(wú)損地到達最終目的地的能力（IEC 62734）。如果在傳輸過(guò)程中受到外界環(huán)境的干擾,或在通信系統內部由于各個(gè)組成部分的質(zhì)量不夠理想而使傳送的信號發(fā)生畸變時(shí)，就會(huì )導致通信可靠性降低。工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)環(huán)境干擾較大，因此對于通信可靠性提出更高要求。

工業(yè)通信的安全性包括功能安全（functional safety）通信和信息安全（security）兩方面內容。功能安全通信是指在現場(chǎng)總線(xiàn)/工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議棧（應用層）上定義附加的安全層協(xié)議，采取相應防護措施以避免通信過(guò)程中產(chǎn)生如訛誤、意外重復、錯序、丟失、不可接受延遲、插入、偽裝、尋址等通信錯誤（IEC 61784-3）。工業(yè)信息安全是指保護避免不可接受的有意的（計算機）攻擊或無(wú)意的工業(yè)自動(dòng)化控制系統改變，避免信息和自動(dòng)化設備受到未授權訪(fǎng)問(wèn)。無(wú)論功能安全還是信息安全，其安全威脅與風(fēng)險評估對于安全相關(guān)的工業(yè)應用都是必要的。

與信息領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò )技術(shù)相比，用于工業(yè)應用的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的功能定位與服務(wù)對象更聚焦，首先要滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)制造基本應用需求，解決工廠(chǎng)內部的自動(dòng)化控制、現場(chǎng)數據采集、互聯(lián)互通的問(wèn)題；從通信角度，必須滿(mǎn)足工業(yè)應用數據傳輸的實(shí)時(shí)性、確定性、可靠性等要求；從功能完備性角度，在滿(mǎn)足基本數據傳輸功能基礎上還需考慮互操作性、本質(zhì)安全性、功能安全性、信息安全性、高可用性、集成性等要求。因此，信息領(lǐng)域通用的網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)并不是直接“拿到”工業(yè)中應用的，必須先評估其是否滿(mǎn)足上述工業(yè)應用要求，這也是工業(yè)以太網(wǎng)對于IEEE 802.3（以太網(wǎng)通信協(xié)議）進(jìn)行改造、工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)對于IEEE 802.15.4（無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)通信協(xié)議）和IEEE 802.11（無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)通信協(xié)議）進(jìn)行改造的根本原因。

在此基礎上，進(jìn)一步考慮滿(mǎn)足工業(yè)智能化應用需求以改善生產(chǎn)制造，借助于邊緣計算、云、大數據分析、人工智能等技術(shù)，實(shí)現工業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程的智能優(yōu)化、轉型升級。

工業(yè)測控網(wǎng)包含了“測”（數據采集）與“控”（控制系統）的所有關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現現場(chǎng)設備（如傳感器、執行設備等）與控制設備（如PLC、DCS控制器等）之間的互聯(lián)互通。。在當前智能制造和工業(yè) 4.0技術(shù)發(fā)展的背景下，工業(yè)測控網(wǎng)是主要解決工業(yè)現場(chǎng)“信息孤島”，實(shí)現智能制造數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化的基礎網(wǎng)絡(luò )設施。

工業(yè)測控網(wǎng)的作用范圍如圖1所示，無(wú)論連續控制還是離散控制，其網(wǎng)絡(luò )系統架構都基本符合該結構。

新一代信息技術(shù)可能在如下幾方面對工業(yè)測控系統/網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生作用和影響：

智能傳感器：泛在感知與大規模數據采集；

云計算：超強運算能力，資源共享（服務(wù)、工業(yè)軟件、服務(wù)器、存儲）；

大數據：優(yōu)化分析、智能決策、預測性維護；

軟件定義：可重構、靈活擴展；

人工智能：自學(xué)習、自組織、自適應、自決策；

區塊鏈：分布式存儲、數據安全；

邊緣計算：邊緣側產(chǎn)生更快的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)響應；

…

這些使能技術(shù)加速了制造模式的創(chuàng )新和制造系統的演進(jìn)。

1995年比爾·蓋茨在《未來(lái)之路》書(shū)中提出：“互聯(lián)網(wǎng)（Internet）僅僅實(shí)現了計算機的聯(lián)網(wǎng)而沒(méi)有實(shí)現萬(wàn)事萬(wàn)物的互聯(lián)”，這種“萬(wàn)物互聯(lián)”的概念成為如今“物聯(lián)網(wǎng)”的雛形。2005年國際電信聯(lián)盟ITU在世界信息峰會(huì )上發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)（ITUInternet Reports 2005：The Internet of Things》，指出“物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）”時(shí)代的來(lái)臨。物聯(lián)網(wǎng)顧名思義就是物物互聯(lián)。國內外標準及文獻對其主要定義如表2所示，強調了物理世界和虛擬世界中物、人、服務(wù)、信息的互聯(lián)性，以及對于信息的處理能力。

目前，物聯(lián)網(wǎng)還沒(méi)有一個(gè)被廣泛認同的體系結構（物聯(lián)網(wǎng)體系架構）。一般根據物聯(lián)網(wǎng)對信息的感知、傳輸、處理過(guò)程，將其劃分為三層結構，包括感知層、網(wǎng)絡(luò )層和應用層，如圖3所示。因此，圍繞泛在感知、可靠傳輸和智能處理三方面進(jìn)行，物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)如下：

感知層：實(shí)現泛在感知，利用智能傳感器、RFID（無(wú)線(xiàn)射頻識別）、執行器等實(shí)現信息感知、識別、數據采集和控制執行，并通過(guò)通信模塊將物理實(shí)體連接到網(wǎng)絡(luò )層和應用層；

網(wǎng)絡(luò )層：實(shí)現可靠傳輸，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )或專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現信息的傳遞、路由和控制等，典型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如窄帶蜂窩網(wǎng)NB-IoT、移動(dòng)通信網(wǎng)3G/4G/5G等；

應用層：實(shí)現智能處理，包括應用基礎設施/中間件和各種物聯(lián)網(wǎng)應用，對感知和傳送的數據、信息進(jìn)行分析、計算和處理，實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)在眾多領(lǐng)域的各種應用實(shí)現。

物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應用即為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet of Things，IIoT）。美國通用公司（GE）認為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）包含兩層含義：其一是指“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IoT）在工業(yè)領(lǐng)域的提升與實(shí)現”；其二就當前技術(shù)發(fā)展下，提出“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet）的同義詞”，GE數字化（GE Digital）官網(wǎng)明確表述了這一觀(guān)點(diǎn)

（https://www.ge.com/digital/blog/everything-you-need-know-about-industrial-internet-things），如圖4所示。

國內在《工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)白皮書(shū)》（2017）中提出工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念為：通過(guò)工業(yè)資源的網(wǎng)絡(luò )互連、數據互通和系統互操作，實(shí)現制造資源的靈活配置、制造過(guò)程的按需執行、制造工藝的合理優(yōu)化和制造環(huán)境的快速適應，達到資源的高效利用，從而構建服務(wù)驅動(dòng)型的新工業(yè)體系。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)意改變傳統的工業(yè)自動(dòng)化控制系統，強調的是更大規模的設備連接與數據獲取，以及到工業(yè)現場(chǎng)的優(yōu)化反饋。相比于傳統工業(yè)測控網(wǎng)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融入了移動(dòng)通信和智能分析技術(shù)，在泛在感知和智能處理等方面進(jìn)行功能擴展。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系中，感知層采集聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等更多智能化所需的信息，網(wǎng)絡(luò )層更強調使用通用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)連接工業(yè)設備形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò )，應用層則應用人工智能、大數據分析等新一代信息技術(shù)，實(shí)現智能物流、智能監控、智慧生產(chǎn)等。

互聯(lián)網(wǎng)（Internet）現已成為專(zhuān)有名詞（國內也有翻譯為因特網(wǎng)），將全世界范圍的計算機網(wǎng)絡(luò )、移動(dòng)終端（如手機）互相連接在一起?；ヂ?lián)網(wǎng)是一種工具，用在消費領(lǐng)域就是消費互聯(lián)網(wǎng)，用在金融領(lǐng)域就是金融互聯(lián)網(wǎng)，用在工業(yè)領(lǐng)域就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

美國通用電氣（GE）公司在2012年發(fā)布的白皮書(shū)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：打破智慧與機器的邊界（Industrial Internet: Pushing the Boundaries of Minds and Machines）》中，最先提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet）”的概念，將其定義為“全球工業(yè)系統與高級計算、分析、低成本傳感和由互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的全新連接能力的融合（the convergence of the global industrial system with the power ofadvanced computing, analytics, low-cost sensing and new levels of connectivitypermitted by the internet）”，并將智能機器、高級分析（數據）和人相互連接形成開(kāi)放、全球化的網(wǎng)絡(luò )。

2014年，GE、IBM、Cisco、Intel和AT&T等聯(lián)合成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IndustrialInternet Consortium，IIC），名稱(chēng)上雖延續了GE關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的稱(chēng)謂，但在其官網(wǎng)（https://www.iiconsortium.org）上自我介紹卻為“致力于加速工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）以實(shí)現經(jīng)濟與社會(huì )轉型（IIC About Us: The IndustrialInternet Consortium is the world's leading organization transforming businessand society by acceleratingthe Industrial Internet of Things (IIoT)）”。

2019年7月，IIC發(fā)布的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構（Industrial Internet Reference Architecture，IIRA）”中，明確說(shuō)明“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統的一個(gè)標準開(kāi)放架構（The IIRA is a standards-based open architecture for IIoT systems）”，并從業(yè)務(wù)、使用、功能和實(shí)施四個(gè)視圖，來(lái)描述IIoT系統關(guān)于業(yè)務(wù)和管理、能力和結構、系統和組件、技術(shù)和實(shí)現等相關(guān)內容的框架結構，如圖5所示。

IIC在2019年最新發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)術(shù)語(yǔ)技術(shù)報告》中給出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet）與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（Industrial IoT）的術(shù)語(yǔ)定義，如表3所示。

由此可見(jiàn)，在美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）語(yǔ)境下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet）是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的同義詞，并未強調互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的建設與作用，而是立足工業(yè)轉型實(shí)際需求，聚焦工廠(chǎng)內部使用的網(wǎng)絡(luò )和先進(jìn)分析，通過(guò)機器到機器（M2M）連接和工業(yè)大數據分析等，實(shí)現工業(yè)設備預測性維護、基于生產(chǎn)數據優(yōu)化設計，以提高效率、產(chǎn)能以及性能，改變工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)組織模式，推動(dòng)數字化轉型。

在國內，也成立了類(lèi)似的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（Alliance of Industrial Internet，AII），在其發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構》中對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的定義是：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術(shù)與工業(yè)系統深度融合形成的產(chǎn)業(yè)和應用生態(tài)，是工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵綜合信息基礎設施。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構包括網(wǎng)絡(luò )、安全、平臺三方面，如圖6所示。其中，網(wǎng)絡(luò )是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎，支撐工業(yè)系統互聯(lián)和工業(yè)數據傳輸交換，包括網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)、標識解析等；平臺體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，構建基于海量數據采集、匯聚、分析的服務(wù)體系；安全體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的保障，構建涵蓋工業(yè)全系統的安全防護體系和工業(yè)智能發(fā)展的安全可信環(huán)境。

與國際相比，國內工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)屬于“原創(chuàng )性”概念，聚焦于互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合而產(chǎn)生的新應用與新生態(tài)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對于產(chǎn)品個(gè)性化定制、異地研發(fā)協(xié)同設計、設備預測性維護，以及跨企業(yè)、跨行業(yè)、跨地域的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與資源優(yōu)化配置發(fā)揮了很大作用。

然而，當前我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更多強調的是信息基礎設施平臺建設，對于工業(yè)生產(chǎn)制造的作用更偏向于生態(tài)建設而非制造本身。但單純就網(wǎng)絡(luò )技術(shù)而言，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)并未催生新的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，現在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構與互聯(lián)網(wǎng)架構并無(wú)本質(zhì)區別，工廠(chǎng)中測控網(wǎng)絡(luò )還是傳統現場(chǎng)總線(xiàn)與工業(yè)以太網(wǎng)為主，在工業(yè)現場(chǎng)與互聯(lián)網(wǎng)平臺之間采用OT/IT融合的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)（如OPC UA）等。這些工業(yè)測控網(wǎng)與集成技術(shù)由工業(yè)發(fā)起，仍滿(mǎn)足當前工業(yè)自動(dòng)化系統互操作、開(kāi)放性的發(fā)展需求。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設方面，國內的平臺企業(yè)眾多，很多來(lái)自于IT領(lǐng)域，但由于現場(chǎng)設備是OT廠(chǎng)商提供的，使得現場(chǎng)數據獲取較為困難；另外，由于欠缺較全面深入的行業(yè)知識，對于工業(yè)數據的分析利用以及優(yōu)化反饋的能力較弱。然而，以西門(mén)子為代表的外資企業(yè)打造的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過(guò)發(fā)揮其長(cháng)期深根于工業(yè)的巨大優(yōu)勢，以及現場(chǎng)大量采用同品牌工業(yè)設備帶來(lái)獲取數據的便利，結合行業(yè)與工藝特點(diǎn)，并利用數字孿生等手段進(jìn)行數據分析與工藝改進(jìn)，從而實(shí)現產(chǎn)品全生命周期的優(yōu)化控制，滿(mǎn)足提升質(zhì)量、節約成本及用戶(hù)個(gè)性化的需求。

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)出現之前，工廠(chǎng)中已真實(shí)存在著(zhù)現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )等工業(yè)測控網(wǎng)，主要解決工廠(chǎng)底層各種工業(yè)自動(dòng)化控制設備及系統間的互聯(lián)互通。就作用范圍而言，工業(yè)測控網(wǎng)屬于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）范疇，但IIoT更強調工業(yè)生產(chǎn)中的人、機、料等制造資源的互聯(lián)互通，網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)擴展涵蓋了通用無(wú)線(xiàn)技術(shù)，如移動(dòng)通信網(wǎng)、NB-IoT等。

國際上，并未特別區分工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet of Things，IIoT）和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet），二者出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)都是工業(yè)，并未改變現有的工業(yè)自動(dòng)化控制系統，但更強調通過(guò)連接現場(chǎng)設備，獲取現場(chǎng)數據，并向工業(yè)現場(chǎng)提供優(yōu)化反饋，從而推動(dòng)數字化轉型。國內，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet）的概念是有區別的。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為“工業(yè)資源的網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)、數據互通和系統互操作”而形成的新工業(yè)系統，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則更傾向為一種“基于互聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)產(chǎn)業(yè)和應用生態(tài)”建設。

由此可見(jiàn)，國內外對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的定義和內涵存在著(zhù)較大偏差。國外多關(guān)注工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)，以實(shí)現工業(yè)設備/系統互聯(lián)、工藝優(yōu)化分析、工業(yè)產(chǎn)品設計、生產(chǎn)現場(chǎng)性能產(chǎn)能提升為目標。國內工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則偏重于互聯(lián)網(wǎng)平臺建設、業(yè)務(wù)模式、標識解析、工業(yè)APP等，雖已形成產(chǎn)業(yè)，但其與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐結合強調不足，沒(méi)有真正地聚焦當前我國制造業(yè)面臨的真正問(wèn)題和迫切需求，對于制造業(yè)轉型升級的實(shí)際推動(dòng)作用還有待進(jìn)一步挖掘與提升。

工業(yè)測控網(wǎng)的核心功能是實(shí)現工業(yè)現場(chǎng)設備與控制系統的互聯(lián)互通，主要包括工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與工業(yè)系統集成技術(shù)兩部分。

在工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)方面，國際電工委員會(huì )（IEC）工業(yè)測量控制和自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì )（IEC/TC65）負責制定工業(yè)通信相關(guān)國際標準，包括有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)規范、各種相關(guān)行規和標準。由于IEC/TC65內制定標準的主體大多來(lái)自自動(dòng)化領(lǐng)域，了解工廠(chǎng)中實(shí)際工業(yè)應用需求，因此，圍繞工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)建立了比較完善的標準體系，包括各種通信行規、安全通信行規、信息安全行規、安裝導則、高可用性網(wǎng)絡(luò )等技術(shù)標準，如圖7所示。

與工業(yè)通信相關(guān)的國際標準主要包括：

IEC 61158《工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )》系列標準，規定了市場(chǎng)上主流的近三十種現場(chǎng)總線(xiàn)和工業(yè)以太網(wǎng)等工業(yè)測控網(wǎng)，包括我國自主工業(yè)以太網(wǎng)EPA（Type 14）。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展應用，有的技術(shù)由于缺乏市場(chǎng)而被撤銷(xiāo)（如Type 6 SwiftNet），也有新的技術(shù)不斷加入。此外，IEC 62026 《低壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備控制器 設備接口》系列標準，規定了適用于低壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備的控制器、電氣設備接口與集成的通信標準，包括AS-I、DeviceNet等。

IEC 61784《工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )-行規》系列標準是IEC 61158的“伴隨”標準，定義了包括IEC 61784-1現場(chǎng)總線(xiàn)通信行規、IEC 61784-2實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通信行規、IEC 61784-3功能安全通信行規、IEC 61784-4工業(yè)信息安全行規（已轉為IEC 62443）、IEC 61784-5安裝行規等。

IEC 62443 《工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò ) 網(wǎng)絡(luò )與系統信息安全》系列標準規定工業(yè)自動(dòng)化控制系統（IACS）信息安全的概念模型、關(guān)鍵要素、主要技術(shù)及安全等級等。

IEC 62439《高可用性自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )》系列標準，規定了基于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的各種網(wǎng)絡(luò )冗余協(xié)議/機制。

IEC 61508《電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統的功能安全 》系列標準，規定了電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統的功能安全的基本要求和技術(shù)方法，是功能安全的“基本大法”。

IEC 61151《過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統的功能安全》系列標準，規定了用于過(guò)程（流程）工業(yè)的功能安全儀表系統。

IEC 61588《網(wǎng)絡(luò )測量和控制系統的精確時(shí)鐘同步協(xié)議》標準（源自IEEE 1588），規定了在分布式測量控制系統/網(wǎng)絡(luò )中實(shí)現嚴格的定時(shí)同步機制。

IEC 60802《時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )(TSN)工業(yè)應用行規》是IEC/TC65和IEEE 802聯(lián)合工作組正在制定的國際標準，規定適用于工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )的網(wǎng)橋/交換機、終端站和局域網(wǎng)（LAN）的TSN特性、可選項、配置、缺省值、協(xié)議和規程。

對于工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信，現存在四種工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)國際標準，包括IEC 62591 WirelessHART、IEC 62601 WIA-PA（我國自主技術(shù)）和IEC 62948 WIA-FA（我國自主技術(shù)）、IEC 62734 ISA 100.11，以及規定無(wú)線(xiàn)通信系統在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域應用及共存管理要求的IEC 62657《無(wú)線(xiàn)共存》系列標準。

此外，SAC/TC124正在聯(lián)合華為公司等共同制定工業(yè)蜂窩網(wǎng)絡(luò )（工業(yè)5G）相關(guān)技術(shù)標準，并將適時(shí)推進(jìn)為國家、國際標準，這代表了工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的最新發(fā)展方向。

IEC/TC65國內對口標委會(huì )是全國工業(yè)過(guò)程測量控制和自動(dòng)化標準化技術(shù)委員會(huì )（SAC/TC124），已將IEC 61158中主流的十幾種現場(chǎng)總線(xiàn)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)轉化為我國國家標準，如MODBUS、PROFIBUS、PROFINET、HART、POWERLINK、EtherCAT、CC-LINK、CC-LINK IE、EtherNet/IP等，如表4所示。隨著(zhù)各類(lèi)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)國家標準的轉化和自主制定，我國已逐步建立了EPA、WIA、PROFIBUS、PROFINET、MODBUS、CC-LINK、EtherCAT、HART等工業(yè)測控網(wǎng)設備的認證測試實(shí)驗室，能夠滿(mǎn)足我國企業(yè)生產(chǎn)智能傳感器、儀器儀表、執行設備等工業(yè)測控網(wǎng)設備的市場(chǎng)需求。

IEC 61158規定了不同類(lèi)型工業(yè)測控網(wǎng)的通信協(xié)議，但不涉及所傳輸的用戶(hù)數據的內容及其含義。因此，在工業(yè)系統集成方面，面向不同行業(yè)應用時(shí)，通常還需根據行業(yè)需求和設備特點(diǎn)，定義行業(yè)特定的設備行規（即根據設備模型以參數、參數組合和行為的表達方法來(lái)描述設備網(wǎng)絡(luò )可見(jiàn)的數據和行為）。與工業(yè)系統集成技術(shù)相關(guān)的標準，如圖8所示。

工業(yè)系統集成相關(guān)主要標準包括以下方面。

設備行規：ISO/IEC 62390《設備行規導則》用于指導工業(yè)現場(chǎng)與控制設備的設備行規的定義?；贗SO/IEC 62390，ISO和IEC定義了包括IEC 61915低壓開(kāi)關(guān)與控制器設備行規、IEC 61800-7 電力驅動(dòng)系統設備行規、IEC 61850電力設備自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò )和系統等行業(yè)的設備行規。

設備集成：為實(shí)現現場(chǎng)設備與上位系統（如SCADA、設備管理軟件等）的集成，IEC定義了描述設備行規或設備參數的集成標準，包括IEC 61804-3電子設備描述語(yǔ)言EDDL、IEC 62453現場(chǎng)設備工具、IEC 62769現場(chǎng)設備集成FDI等。

OT/IT集成：IEC 62541《OPC UA統一架構》是新一代的基于語(yǔ)義和面向服務(wù)架構（SOA）的OPC規范，將傳統OPC規范的所有功能集成到一個(gè)可擴展框架，并實(shí)現了跨平臺支持。鑒于OPC UA具有強大的建模能力，OPC UA被公認為在工廠(chǎng)IT系統和OT系統集成方面有顯著(zhù)優(yōu)勢。

企業(yè)控制系統集成：ISO/IEC 62264《企業(yè)控制系統集成》（即ISA 95標準）提出制造企業(yè)5級功能層次模型，規定了制造運營(yíng)管理（MOM）的基本模型、通用對象、業(yè)務(wù)功能與活動(dòng)，以及企業(yè)系統到控制系統的數據交換格式等。

公共數據字典（CDD）：CDD定義了用于描述設備、產(chǎn)品和服務(wù)等對象的所有必要信息?；贑DD規則，可在不同系統、不同企業(yè)，甚至不同行業(yè)間建立統一的的語(yǔ)義系統。主要相關(guān)標準包括：IEC 61360《電氣元器件的標準數據元素類(lèi)型和相關(guān)分類(lèi)模式》，規定了通用的CDD數據模型；IEC 61987《工業(yè)過(guò)程測量和控制 過(guò)程設備目錄中的數據結構和元素》，規定了智能制造測控設備的CDD。

物聯(lián)網(wǎng)概念是從信息領(lǐng)域首先提出，國際上主要標準化機構是ISO/IEC信息技術(shù)第一聯(lián)合技術(shù)委員會(huì )（ISO/IEC JTC1）下設的物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)技術(shù)分委會(huì )（JTC1/SC41），制定了多項物聯(lián)網(wǎng)（IoT）通用技術(shù)標準，包括IoT術(shù)語(yǔ)、架構和框架標準，IoT互聯(lián)性、平臺、中間件以及認證測試標準，IoT應用案例、工具和實(shí)現導則標準等。ISO/IEC JTC1國內對口標委會(huì )為全國信息技術(shù)標準化技術(shù)委員會(huì )（SAC/TC28），下設物聯(lián)網(wǎng)分委會(huì )（SAC/TC28/SC41）負責制定我國物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)國家標準。

物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)起源與無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )（WSN）緊密相關(guān)，因此，許多物聯(lián)網(wǎng)標準也圍繞無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)而制定。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的主要國際與國內標準如表5所示。

2010年11月，國家物聯(lián)網(wǎng)基礎標準工作組成立，成為研究符合中國國情的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構和標準體系的主要機構。在其已發(fā)布的《物聯(lián)網(wǎng)標準化白皮書(shū)（2018版）》中將物聯(lián)網(wǎng)標準體系劃分為六大類(lèi)，主要包括基礎類(lèi)、感知類(lèi)、網(wǎng)絡(luò )傳輸類(lèi)、服務(wù)支撐類(lèi)、業(yè)務(wù)應用類(lèi)和公共技術(shù)類(lèi)，如圖9所示。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)概念的延伸。目前，IEC尚沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）標準發(fā)布，僅在個(gè)別行業(yè)應用標準中將范圍限定在工業(yè)特定領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)，如ISO/IEC JTC1/SC41與IEC/TC65成立工業(yè)設施和智能電網(wǎng)系統接口聯(lián)合工作組（IEC/ISO JWG17），主要制定電力行業(yè)特定應用行規，屬于物聯(lián)網(wǎng)在電力特定行業(yè)應用的補充和擴展。ITU、IEEE、3GPP等通信相關(guān)國際標準化組織，也在制定工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（Industrial IoT）相關(guān)的技術(shù)標準。

國內，SAC/TC124以促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展和推動(dòng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用為重點(diǎn)，組織制定了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用于智能儀表領(lǐng)域的基礎標準、產(chǎn)品標準和關(guān)鍵技術(shù)標準（如表6所示），研究了并初步形成物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器標準體系，但尚未見(jiàn)公開(kāi)發(fā)布的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準體系。

經(jīng)文獻查閱，IEC、ISO和ITU目前均未出現關(guān)于“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet）”的術(shù)語(yǔ)或相關(guān)標準產(chǎn)物，相關(guān)技術(shù)標準都是圍繞物聯(lián)網(wǎng)IoT而展開(kāi)。由此可見(jiàn)，“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)Industrial Internet”一詞目前在國際尚未被普遍認可。2019年6月，ITU-T的未來(lái)網(wǎng)絡(luò )與云計算工作組（ITU-T SG13）通過(guò)了中國信息通信研究院主導的國際標準《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )架構與技術(shù)要求（基于未來(lái)包交換網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)）》立項，首次將“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet）”寫(xiě)入國際標準。目前該項標準仍在研制階段。

在我國，在以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）為代表的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念倡導下，正研究與制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準體系架構及其實(shí)施路徑。2019年AII發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準體系（版本2.0）》白皮書(shū)中，提出我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準體系框架，包括基礎共性、總體、應用三大類(lèi)標準，如圖10所示。其中，基礎共性標準包括術(shù)語(yǔ)定義、通用需求、架構、測試與評估、管理等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的通用性、指導性標準，總體標準包括網(wǎng)絡(luò )與聯(lián)接、標識解析、邊緣計算、平臺與數據、工業(yè)APP、安全等技術(shù)方面，應用標準包括不同制造模式、不同行業(yè)應用的標準。在此體系框架內，AII組織聯(lián)盟內企業(yè)開(kāi)展相關(guān)團體標準的制定。

但值得注意的是，從圖10所示工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準體系看，很多內容更側重信息技術(shù)領(lǐng)域，與工業(yè)相關(guān)性略顯不足，對于工業(yè)轉型升級的實(shí)際指導作用需進(jìn)一步加強。

縱觀(guān)國內外工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的標準化發(fā)展，工業(yè)測控網(wǎng)技術(shù)已建立了比較完善的工業(yè)通信與系統集成標準體系，基本能夠滿(mǎn)足工業(yè)自動(dòng)化控制的應用需求；物聯(lián)網(wǎng)標準研制主要在信息技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）僅作為物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)行業(yè)的應用與擴展，尚未形成獨立的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用標準體系；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet）概念目前尚未被國際廣泛接受，從IEC、ISO、ITU國際標準組織中均未查詢(xún)到相關(guān)的術(shù)語(yǔ)定義。

實(shí)際上，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是伴隨著(zhù)第四次工業(yè)革命（工業(yè)4.0）/智能制造的發(fā)展而提出的。美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”時(shí)，將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為關(guān)鍵技術(shù)與標準研究的核心內容，希望將美國在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上的優(yōu)勢擴大到工業(yè)領(lǐng)域，實(shí)現美國全球化產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展與“制造業(yè)復蘇”。在我國，繼智能制造標準體系初步建立后，正在組織建立具有中國特色的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準體系。雖然二者是兩套相互獨立的體系，但其目標都是實(shí)現工業(yè)轉型升級，關(guān)鍵技術(shù)與標準內容中也存在交叉。所以，國內特有的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”難免概念層面的意義更大一些。

5 我們的思考

不管是工業(yè)測控網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，都是網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、信息技術(shù)與工業(yè)應用的深度融合，作為賦能手段，一定會(huì )給工業(yè)生產(chǎn)模式帶來(lái)巨大變革，但切不可本末倒置，應始終“不忘初心”將滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)需求放在首位。當前我國制造業(yè)發(fā)展不平衡、不充分的特點(diǎn)突出，“工業(yè)1.0、2.0、3.0”并存局面將長(cháng)期存在，企業(yè)面臨的最大問(wèn)題是產(chǎn)品質(zhì)量不高、生產(chǎn)效率不高等切實(shí)問(wèn)題。因此，不論什么“網(wǎng)”，都必須先解決企業(yè)生產(chǎn)的“溫飽（提質(zhì)增效）”問(wèn)題。

首先，工業(yè)測控網(wǎng)作為工業(yè)生產(chǎn)連續性、高實(shí)時(shí)、高可靠、高安全、高可用性的重要保證，實(shí)現工廠(chǎng)內各種現場(chǎng)數據的實(shí)時(shí)采集，人、機、料、法、環(huán)等各種制造資源的互聯(lián)互通，始終是必須具備的。如果底層工業(yè)測控網(wǎng)基礎沒(méi)打好，上面大數據分析、人工智能數據挖掘，都是無(wú)源之水、空中樓閣。

其次，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為一種智能制造的賦能工具，其重要作用之一是基于互聯(lián)網(wǎng)平臺，對采集的海量工業(yè)數據進(jìn)行深度分析、形成智能決策，這種分析高度依賴(lài)于特定工業(yè)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識積累，需要結合工藝要求、設備運行原理、工業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗等多方面因素，才能真正挖掘工業(yè)數據的價(jià)值。當前的諸多實(shí)踐案例已經(jīng)充分證明，互聯(lián)網(wǎng)中廣泛應用的各類(lèi)大數據分析方法，只有與工業(yè)知識融合才能解決工業(yè)實(shí)際問(wèn)題。

第三，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應用，在連接上下游產(chǎn)業(yè)鏈、資源優(yōu)化配置、異地研發(fā)協(xié)同設計等方面天然具有優(yōu)勢，并且通過(guò)無(wú)所不在的互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現個(gè)性化定制、預測性維護、產(chǎn)品在線(xiàn)升級等智能服務(wù)，極大地提升了產(chǎn)品的附加價(jià)值。

過(guò)去三十多年中，我國制造業(yè)從發(fā)展CIMS（計算機集成執行系統）、制造業(yè)信息化，到兩化融合、智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)際上是信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在工業(yè)和制造業(yè)應用的不斷發(fā)展探索之路。新概念、新名詞、新技術(shù)不斷涌出，但如若不基于基礎現狀不與應用需求匹配，生搬硬套的結果不是炒概念就是揠苗助長(cháng)。衡量一項技術(shù)是否適用于企業(yè)，不是憑其先進(jìn)性，而是能否滿(mǎn)足企業(yè)需求以及獲取效益最大化。智能制造也好，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也好，企業(yè)不會(huì )“為了技術(shù)熱點(diǎn)而應用技術(shù)”。

例如，雖然在工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應用方面已經(jīng)做了大量工作，形成了一批示范引領(lǐng)企業(yè)，但在過(guò)去較長(cháng)一段時(shí)間內，兩化融合還遠未達到預想的效果。一是由于我國制造企業(yè)95%以上都是中小企業(yè)，自動(dòng)化、數字化、網(wǎng)絡(luò )化基礎工作欠缺；二是由于之前的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)手段無(wú)法充分支撐制造業(yè)的需求，獲取的現場(chǎng)數據有限；三是對網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的應用效果還沒(méi)有認識到位，數據獲取是用來(lái)做分析優(yōu)化改進(jìn)而不僅僅是用來(lái)看的。

當前，各類(lèi)新一代信息通信技術(shù)快速發(fā)展，5G、TSN、大數據、云計算、區塊鏈、邊緣計算等技術(shù)紛至沓來(lái)。在跟蹤新技術(shù)的同時(shí)，仍應根據企業(yè)自身特點(diǎn)因地制宜，以解決制造企業(yè)底層數字化、網(wǎng)絡(luò )化問(wèn)題為前提，使大量中小企業(yè)都能更好地融入工業(yè)網(wǎng)絡(luò )系統，才能真正地發(fā)揮工業(yè)網(wǎng)絡(luò )的重要作用。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了一種范圍更廣、效率更高的平臺作為制造企業(yè)智能化發(fā)展的信息基礎設施，為實(shí)現異地研發(fā)設計、多地聯(lián)動(dòng)協(xié)同生產(chǎn)、生產(chǎn)現場(chǎng)遠程監控、制造資源優(yōu)化調度，以及打通供應鏈、營(yíng)銷(xiāo)鏈和服務(wù)鏈提供了基礎。在本次新冠疫情防控中，應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升了企業(yè)復產(chǎn)復工、上下游協(xié)同的效率就充分證明了這一點(diǎn)。

然而，現階段我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的支持方向主要集中在平臺基礎設施、解析節點(diǎn)、工業(yè)APP開(kāi)發(fā)等生態(tài)體系建設范疇，與企業(yè)內部網(wǎng)絡(luò )銜接不夠，凸顯“不接地氣”。一方面，當前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用的瓶頸在于現場(chǎng)設備的數據采集及互聯(lián)互通，面臨的關(guān)鍵問(wèn)題是各種工業(yè)設備的數據接口不統一，通信協(xié)議不兼容，導致數據“上”不來(lái)。因此，更需重點(diǎn)考慮如何解決企業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)現存的多接口、多協(xié)議問(wèn)題，制定細分行業(yè)典型制造設備、生產(chǎn)單元和制造過(guò)程的公共數據字典，有效打通OT系統和IT系統，實(shí)際解決工廠(chǎng)內部數字化、網(wǎng)絡(luò )化問(wèn)題。

另一方面，企業(yè)內部產(chǎn)生的各種管理數據、設計數據、質(zhì)量數據、生產(chǎn)數據、制造資源相關(guān)數據等，來(lái)自企業(yè)外部的客戶(hù)反饋、市場(chǎng)需求、供應商等相關(guān)數據，最終將形成海量的工業(yè)大數據。如何有效利用這些工業(yè)數據來(lái)推動(dòng)企業(yè)實(shí)現提質(zhì)增效，也是需重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。對客戶(hù)反饋數據進(jìn)行分析，可及時(shí)掌握市場(chǎng)需求及產(chǎn)品問(wèn)題，作為研發(fā)設計的輸入和反饋；對生產(chǎn)過(guò)程及制造資源相關(guān)數據進(jìn)行分析，可快速發(fā)現錯誤或瓶頸所在，改進(jìn)工藝和優(yōu)化生產(chǎn)，以及實(shí)現預測性維護；對設計、供銷(xiāo)、財務(wù)、生產(chǎn)等企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理數據進(jìn)行分析，將優(yōu)化企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策，推動(dòng)企業(yè)發(fā)展新的商業(yè)模式。

至于具體采用哪種網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，企業(yè)可能并不關(guān)心。

縱觀(guān)國內外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全思路，美國聚焦于IT 安全，明確了具體的安全措施。德國雖然從多個(gè)角度對安全提出了要求，但是并未形成成熟的安全體系框架。國內發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全框架博眾家所長(cháng)，從技術(shù)和管理的角度針對我國國情做了很好的落地，值得肯定。

但總的來(lái)說(shuō)，“互聯(lián)網(wǎng)”側特征得到了充分體現，而“工業(yè)”側需求尚未得到滿(mǎn)足。例如：風(fēng)險分析止步于網(wǎng)絡(luò )邊界而沒(méi)有結合工業(yè)應用場(chǎng)景，很容易導致分析漏洞或者偏差；未涉及網(wǎng)絡(luò )安全防護對工業(yè)系統功能或性能的干擾和關(guān)聯(lián)影響，難免存在防護誤區和盲區；缺乏以綜合風(fēng)險管控為目標的一體化安全框架體系，安全儀表系統如何部署網(wǎng)絡(luò )安全防護措施、網(wǎng)絡(luò )攻擊和防護如何影響功能安全完整性、內生安全機制和外部防護設施如何有機結合實(shí)現風(fēng)險降低、分析/設計/實(shí)施/運維等生命周期各階段的安全控制和防護該如何協(xié)同考慮以避免或減少系統性風(fēng)險等等的許多問(wèn)題還沒(méi)有得到很好的解決，仍需深入研究與實(shí)踐。

目前，國內外對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等概念的內涵與外延、技術(shù)體系尚存在不同理解。通過(guò)梳理并明確各網(wǎng)絡(luò )概念、關(guān)聯(lián)與差異，建立國內外工業(yè)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的共同語(yǔ)境，有助于推動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的國際化。在全球化協(xié)同發(fā)展趨勢下，制造資源、生產(chǎn)要素配置向著(zhù)全球化的新模式轉變，制造業(yè)需要在世界范圍內重構更高效靈活的產(chǎn)業(yè)鏈，物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為工業(yè)轉型升級的基礎支撐技術(shù)，更加需要一個(gè)國際彼此認可的發(fā)展框架與技術(shù)體系。因此，應積極推動(dòng)在世界范圍內開(kāi)展技術(shù)交流、科研合作、標準與規范制定、測試認證等工作，以期通過(guò)國際化手段將我國工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與產(chǎn)品貢獻給全世界。

注：本文從策劃、起草到最終成稿，期間經(jīng)過(guò)多輪修改討論，感謝我所宋彥彥、孟鄒清、汪爍、王春喜、丁露等同事的積極參與支持。

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