对发展工业互联网的几点认识与建议

赵敏

工业互联网从技术上说起源于几十年前工业以太网和设备物联网，从术语上说由中国上海可鲁软件公司在2007年提出，从普及上说得力于美国GE公司的大力提倡与推动。工业互联网的“第一性原理”，就是要廣泛地联接各种机器设备和工业系统，由此而实现“联接—管控—优化—效益”的基本逻辑：由联接而实现数据采集，由数据采集而实现数据实时传输、设备实时监测和设备行为的实时洞察，由此而有凭有据、精细化地进行工业资源的优化配置，为企业提质增效。采集分析海量数据，泛在联接各种设备，优化配置工业资源，是工业互联网的基本内涵。全国大范围、社会大尺度、跨行业大协作（“三大”）是业界对它的基本期待。

一、工业互联网的两个网络主体

工业互联网到底发端于何时、源于何处？业界并没有统一的说法。

如果认为工业互联网源自工业物联网，其源头应该是1999年诞生的物联网。如果认为工业互联网源自工业以太网，其源头应是1969年诞生的PLC（可编程逻辑控制器）。

在1969年，科技与工业领域发生了很多彪炳史册的事件，出现了影响全世界的UNIX操作系统、C语言、ARPANET（阿帕网）、IP协议、数据库、PLC等新生事物。其中，PLC是工业以太网、现场总线的源头，而阿帕网是因特网的鼻祖。

（一）工业以太网

PLC的出现，将第二次工业革命中以传统的继电器控制设备的方式，变成了PLC的控制方式，因此德国人将PLC的诞生作为第三次工业革命的发端。

PLC在制造过程中至关重要。在工厂里，各种设备组合成生产线，按照指定的步骤、顺序和质量标准实现产品加工和组装过程的工艺特点，决定了每一道工序、每一个生产环节都需要一个控制单元。因此，在PLC大量应用的过程中，问题也随之而来：这些PLC形成了各自分立/孤立的信息孤岛，彼此之间的通信是个大问题，于是出现了CCR（集控中心）来集中管理。但是当集中控制规模过大、单元过于集中时，如果某一个关键路径出现问题，可能会导致较大一片控制区域瘫痪，于是又有了分布式控制方式。当人们用导线把众多的控制单元都联接到一个网络中后，各节点之间既能彼此正确通信，又不互相发生冲突，局域网的数据链路层功能就诞生了。

伴随着工厂规模的扩大，需要控制的生产区域也不断增大，车间的生产环境越来越复杂，需要控制的设备越来越多，联接成本越来越高，当数字通信传输技术替代了模拟信号之后，现场总线的基本形态就形成了。后来各种传感器、执行器不断融入数字技术，它们之间的通信就逐渐演变成为局域网，从CCR转变成DDC（直接数字控制），再逐渐进化成DCS（分布式控制系统）。

1973年，施乐帕洛阿尔托研究中心的罗伯特·梅特卡夫，即“梅特卡夫定律”提出者，给他的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录，提出了以太网概念。1976年，梅特卡夫与其助手戴维·包格思发表了一篇名为《以太网：局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章，正式提出了以太网和有关技术。

以太网解决方案有效地满足了工业应用对实时性能和耐用性的要求。当在以太网协议中封装了特殊的工业协议后，工业以太网就诞生了。

（二）工业物联网

物联网在1999年由麻省理工学院（MIT）教授凯文·阿仕顿最早实践和命名，将诸如RFID芯片或传感器加在物件上，然后接入互联网。在2002年，物联网用于工业领域，于是就有了工业物联网。

工业物联网是在工业外部诞生的，随后又快速渗透到工业领域的联接机器设备的工业联网解决方案。近些年，工业物联网的联接范围已经远远超越并涵盖了工业以太网的联接范围，让工业以太网成为了工业物联网的子集。工业物联网的内涵和定义还在发展变化中，业界不少企业、组织和专家认为工业物联网非常接近工业互联网，甚至就是工业互联网。

工信部电子标准研究院认为：“工业物联网是通过工业资源的网络互连、数据互通和系统互操作，实现制造原料的灵活配置、制造过程的按需执行、制造工艺的合理优化和制造环境的快速适应，达到资源的高效利用，从而构建服务驱动型的新工业生态体系。”该定义把工业物联网看作是工业互联网的一个最大子集。

迄今为止，国际产业组织或标准化机构尚未给出工业物联网的权威定义。

综上所述，工业以太网和工业物联网是工业互联网的鼻祖和源头。工业以太网主要通过机器自带的PLC上的通讯器来联接机器，工业物联网则通过传感器、RFID来联接设备和各种物件。这两种联接构成了工业互联网的基本结构和主体，来联接工业的“端（各种设备）”。由阿帕网发展起来的因特网构成了工业互联网的补充，其主要用途是社交/消费互联网，联接各种电脑的“端”。

二、工业互联网的三个基本特征

工业互联网的基本特征可以概括为三句话：

（一）联接工业要素

工业互联网所联接的各种“终端”，都是工业界的各种要素，例如工业人士经常说的“人、财、物”或者“人、机、料、法、环”，包括并不限于各种机器、设备、产线、物料、工艺、流程、设施、技能等。从企业边界来说，工业互联网不仅联接了企业内（可以分布式）的各种资源和在制品，而且可以超出企业边界，联接各种高价值的在用品（例如汽车、工程机械、风电/光伏设备等）。

（二）形成工业解决方案

在工业互联网平台上，可以形成各种针对工业问题的解决方案，如产品研发改进、个性化定制、智能排产、精益生产、安全生产、预测式维护、节能减排等。

工业互联网的范畴不宜盲目扩大。与工业无关的消费互联网、消费物联网等解决方案，不宜纳入工业互联网解决方案范畴。

（三）为工业主体服务

工业互联网源于工业，兴于工业，也必须以工业为主体，服务于工业。建设工业强国，是中华民族伟大复兴的基础，国家之间的竞争，实际上是工业实力的竞争，是包括了各种工业产品（41个工业大类、207个中类、666个小类）以及工业互联网（含工业互联网平台、工业APP）和工业软件的工业实力之间的竞争。

五、工业互联网的自身完善与融通发展

（一）工业互联网还是工业局域网

对于“互联网”一词，早期国家标准翻译为因特网，源于其英文名internet的音译，本意是“国际电脑互连网络”。因此，国际、电脑、网络，是它最重要的三个标签。

社交/消费互联网早就是四通八达的国际互联网络了，极少有两个终端之间发生无法对话交换数据的事件;而工业互联网，目前还基本上是一个“工业局域网”，无论是哪一家的工业互联网平台，都是在相对有限的范围内、联接一定数量的设备，主要看业务需求和自身拓展能力而定。有外联需求且联接能力强的平台，已经走出国门，联接了大量境外设备;无外联需求或联接能力弱的平台，以联接本地设备为主。总体上，工业互联网还没有发展到“国际互联网”的联接水平。因此，拓展工业互联网的联接能力是首要问题。

（二）工业互联网生态建设日渐重要

国内工业互联网平台已经有了数百家，但是这些工业互联网平台之间基本上都是各自为战、互不相联的“数据孤岛”，每个“孤岛”各自联接了业内一批客户和开发者。先知先觉的平台企业，开始注重工业互联网的生态体系建设，尽量在延伸自己网络上的各种“链”的触角，在更多的领域、更大的范围开疆拓土;而后知后觉的平台企业，似乎还没有建立工业互联网生态体系的概念。

未来工业互联网的发展与竞争，实际上是工业互联网生态体系的竞争。唯有注重工业互联网的生态体系建设，方能行稳致远，做到可持续发展。

（三）工业互联网“扶贫”势在必行

大企业通常不会选用别人的工业互联网平台而自己开发，但是中小微企业不具备工业互联网平台的开发能力，是工业互联网领域的“贫困户”，他们应用工业互联网的问题，是一个工业领域的实实在在的“扶贫”问题。

谈及工业转型升级，如果只有大型企业成功地加入新基建，应用工业互联网，那么中国的工业转型升级最多完成了一半。只有中国的中小微企业也大部分上了工业互联网，才能说工业转型升级走上了正轨。

目前，中小微企业只能选择某一家的商用平台，或者仰赖政府提供的工业云/工业互联网的公共服务平台。因此，工业互联网的公共服务平台建设就成了一个必须要解决、具有全局战略意义的问题。

（四）工业互联网平台的互联互通

绝大部分工业互联网平台，不仅联接工业终端的数量和能力不够，联接其它工业互联网平台更不够。这造成了很多问题，如一个在平台甲上的客户，能否因客观原因而顺利迁移到平台乙？一款在平台甲上开发成功的工业APP，能否顺利迁移到平台乙？否则重复开发、重复建设的内耗很严重。

因此，如何从目前的诸侯割据、各自为战，发展到强强联手、合作共赢，生态致胜，如何从工业局域网尽快过渡到工业互联网，如何让不同的工业互联网平台之间实现互联互通、融通发展，是目前各个工业互联网平台提供商亟待思考、尽快破局、必须解决的关键问题。

六、小结

工业互联网是从工业的内生需求与外部技术合力发展中诞生的新型工业网络。它的面世迎合了新工业革命的发展需求，是两化融合向纵深的发展，是智能制造落地的关键基础设施。

今年4月，工业互联网被国家列为“新基建”项目。在刚刚过去的6月30日，中央再次要求“以智能制造为主攻方向，加快工业互联网的创新发展”，充分表明国家对工业互联网的高度重视。因此，工业互联网生逢其时，前景無限。

在工业互联网的发展过程中，一定要领会和掌握工业互联网的“两个网络主体、三个基本特征、四个必须做到”;要注意工业互联网与社交/消费互联网的区别，不要把不是工业互联网的内容纳入工业互联网;要特别注意工业互联网平台的融通发展和生态建设，以及工业互联网发展中的“扶贫”问题。

（作者单位：走向智能研究院）