工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及問題分析

孫琪　崔艷清　李瑞新

一、研究背景

隨著信息通信技術(shù)創(chuàng)新與演進(jìn)速度的不斷加快，信息、生物、新材料、新能源等領(lǐng)域出現(xiàn)了交叉融合的趨勢。全球發(fā)達(dá)國家“重金融、輕工業(yè)”的思維方式開始轉(zhuǎn)變，紛紛制訂了國家級戰(zhàn)略，以推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)的融合。

為了培育發(fā)展高端先進(jìn)制造業(yè)，搶占下一輪科技發(fā)展的制高點(diǎn)，美國于2012年2月發(fā)布《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃》，美國工業(yè)代表企業(yè)GE公司在內(nèi)的五家企業(yè)在2014年4月成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC。2012年3月德國政府通過了《High-Tech Strategy 2020Action Plan》，行動(dòng)計(jì)劃把“工業(yè)4.0”正式作為國家10個(gè)“未來項(xiàng)目”之一，在2013年9月發(fā)布《實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略建議》。其他工業(yè)強(qiáng)國也紛紛推出自己的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。

在此背景下，中國于2015年5月提出“中國制造2025"的概念。強(qiáng)調(diào)要遵循“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展趨勢?！爸袊圃?025”的深度發(fā)展，目的在于提高自動(dòng)化，減少資源消耗，為促使互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)應(yīng)用在采購、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售以及客服等眾多領(lǐng)域進(jìn)行融合，借助于產(chǎn)品的智能化來提高生產(chǎn)效率和推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級。

在全球工業(yè)強(qiáng)國或工業(yè)大國的工業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展戰(zhàn)略中，既體現(xiàn)出2008年經(jīng)濟(jì)危機(jī)給各國帶來的實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的緊迫性，也可看到各國搶占工業(yè)優(yōu)勢布局的野心。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是各國工業(yè)戰(zhàn)略的重要組成部分，被認(rèn)為是工業(yè)智能化的基石。

二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀

（一）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)及應(yīng)用，如末端感知（傳感器）、傳輸網(wǎng)絡(luò)、普適性工業(yè)應(yīng)用等發(fā)展水平不高?；ヂ?lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使IT、CT、OT等領(lǐng)域企業(yè)積極參與“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)，但行業(yè)普適性案例不多。

（二）物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的布局重點(diǎn)。平臺(tái)技術(shù)重點(diǎn)是：（1）能夠?qū)崟r(shí)讀寫、高效存儲(chǔ)工業(yè)數(shù)據(jù)；（2）接入符合接口協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：3）做好連接設(shè)備的管理；（4）為上層的工業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)服務(wù)；（5）數(shù)據(jù)、設(shè)備等的安全控制等。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)運(yùn)營涉及諸多環(huán)節(jié)的配合、利益分成等問題，發(fā)展情況復(fù)雜。

（三）工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是由主要工業(yè)集團(tuán)制定，不同工業(yè)集團(tuán)之間沒有動(dòng)力實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的工業(yè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，與之共生的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，更難于形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通用標(biāo)準(zhǔn)。

以工業(yè)現(xiàn)場總線“標(biāo)準(zhǔn)”IEC61158協(xié)議為例，經(jīng)過工業(yè)企業(yè)20余年的協(xié)商，才將各個(gè)工業(yè)集團(tuán)的標(biāo)準(zhǔn)合并為龐大的協(xié)議文本合集。

（四）通信網(wǎng)絡(luò)

目前有線通信網(wǎng)絡(luò)對工業(yè)場景需求支持度較好，但工業(yè)領(lǐng)域需要的無線通信，如蜂窩通信網(wǎng)、NB-IoT、Lora、Zigbee、WirelessHART、ISAl00.11a、WIA-PA等技術(shù)因部署維護(hù)成本高、通信確定性不良等問題，在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用比例很小。

（五）數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)安全

工業(yè)數(shù)據(jù)屬于企業(yè)的資產(chǎn)，如產(chǎn)品的工藝數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)等，甚至用電量都是涉密信息。同時(shí)，原本封閉的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)開放后，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全也將成為重要課題。

三、美德工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略布局對比

各國工業(yè)戰(zhàn)略及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的終極目標(biāo)都是在工業(yè)價(jià)值鏈占據(jù)上游位置。美國和德國的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)策略與他們的工業(yè)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累傳承方式基本是一致的：

美國通過“數(shù)據(jù)”積累和傳承工業(yè)技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，所以大型企業(yè)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)策略基本都是以物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為重點(diǎn)，收集工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)掘數(shù)據(jù)價(jià)值?？刂茢?shù)據(jù)是他們的目的。

德國通過設(shè)備、軟件積累和傳承工業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，工業(yè)4.0雙重戰(zhàn)略明確了輸出設(shè)備、輸出系統(tǒng)、輸出服務(wù)的戰(zhàn)略，工業(yè)技術(shù)會(huì)積累在設(shè)備及系統(tǒng)中進(jìn)行價(jià)值變現(xiàn)。

從上述兩個(gè)國家各自的工業(yè)技術(shù)積累傳承方式及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)策略對比來看，兩個(gè)國家的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略都是主要參與企業(yè)已有基礎(chǔ)的延續(xù).符合工業(yè)及互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的自身規(guī)律。

四、中國工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展建議

（一）中國工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

相對工業(yè)強(qiáng)國，中國一直以來都是工業(yè)大國，其工業(yè)發(fā)展具有顯著的中國特色：

（1）工業(yè)產(chǎn)值規(guī)模大：（2）工業(yè)產(chǎn)品品類全；（3）產(chǎn)品絕大多數(shù)是處于產(chǎn)業(yè)鏈下游的中低端產(chǎn)品：（4）產(chǎn)業(yè)配套好，比如珠三角、長三角等區(qū)域針對很多產(chǎn)品都有非常成熟完整的配套；（5）用工成本低；（6）價(jià)廉利潤低；（7）在芯片、裝備、材料、零件等很多高端產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域仍依賴進(jìn)口，受限于擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)強(qiáng)國；（8）大多數(shù)中國工業(yè)企業(yè)對于投資回報(bào)不明確的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)持觀望態(tài)度。

（二）發(fā)展建議

1.發(fā)展工業(yè)基礎(chǔ)才是硬道理。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)仍是工業(yè)，如何提升現(xiàn)有工業(yè)水平，加大高附加值創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)，在工藝、材料、產(chǎn)品質(zhì)量等方面縮短與工業(yè)強(qiáng)國差距是更應(yīng)該優(yōu)先考慮的問題。

2.主導(dǎo)建立“壟斷式”工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，推行領(lǐng)域性工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。針對某些相近行業(yè)，由政府或行業(yè)主管部門主導(dǎo)建設(shè)“壟斷式”工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，集中OT、IT、CT及產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢力量.改變目前力量分散的同質(zhì)化平臺(tái)局重復(fù)建設(shè)的不利局面，也解決工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一問題，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展構(gòu)建基礎(chǔ)。

3.把“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”分解為多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，定制目標(biāo)進(jìn)行推進(jìn)，比如實(shí)時(shí)，歷史工業(yè)數(shù)據(jù)的讀寫，存儲(chǔ)、普適的工業(yè)無線、工業(yè)協(xié)議適配、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇_定性等。

4.人才培養(yǎng)及儲(chǔ)備。工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)行業(yè)紛繁復(fù)雜，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要聯(lián)合相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家、企業(yè)工藝設(shè)計(jì)人員、通訊設(shè)計(jì)人員等多方面協(xié)作完成。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必然面臨巨大人才缺口。