近些年來(lái)起，以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命正在悄然發(fā)生并逐步推進(jìn)，目的是通過(guò)技術(shù)的整合特別是工業(yè)與信息技術(shù)的整合來(lái)提高企業(yè)、行業(yè)生產(chǎn)效率繼而提高行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。特別是以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息通信技術(shù)的發(fā)展為傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型提供了動(dòng)力和條件，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)與制造技術(shù)、工業(yè)知識(shí)的集成創(chuàng)新不斷加劇，新一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系應(yīng)運(yùn)而生。這個(gè)過(guò)程既是對(duì)工業(yè)企業(yè)的挑戰(zhàn)，也是信息服務(wù)企業(yè)的挑戰(zhàn)。
一、為什么要搞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)？
•消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)出現(xiàn)了瓶頸
隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)用戶的增長(zhǎng)的紅利接近頂峰，面向個(gè)人的消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)的增長(zhǎng)遇到了天花板，在互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入存量時(shí)代后，用戶增長(zhǎng)變得日益艱難。
•傳統(tǒng)制造業(yè)已經(jīng)不適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展
面對(duì)由于市場(chǎng)需求多變、勞動(dòng)力等資源要素成本上升、節(jié)能減排約束趨緊所形成的多重壓力和困境，傳統(tǒng)制造業(yè)的優(yōu)勢(shì)不斷削弱，生存空間日漸縮小。
•信息和制造的結(jié)合是新經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力引擎
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)下，能有效集成海量工業(yè)設(shè)備與系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與資源的智能管理，促進(jìn)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累和傳承，驅(qū)動(dòng)應(yīng)用和服務(wù)的開(kāi)放創(chuàng)新。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)將是新型制造系統(tǒng)的數(shù)字化神經(jīng)中樞，在制造企業(yè)轉(zhuǎn)型中發(fā)揮核心支撐作用，從而將生產(chǎn)工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)智能環(huán)境，構(gòu)成實(shí)現(xiàn)第四次工業(yè)革命的基礎(chǔ)。
二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵點(diǎn)在哪里？
智能制造從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，有三個(gè)大的方面：
第一，將工廠內(nèi)部的原有的分層的各種系統(tǒng)集成起來(lái)，實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)的垂直集成，
第二，將工廠和工廠之間的協(xié)調(diào)做起來(lái)，這是橫向集成，
第三，從產(chǎn)品生命周期出發(fā)實(shí)現(xiàn)端到端的流程整合，這就是端到端的數(shù)字工程。
而這三個(gè)集成的核心就是數(shù)據(jù)的流動(dòng)和融合。這涉及到工業(yè)領(lǐng)域信息技術(shù)的兩大類應(yīng)用，IT類應(yīng)用：跟管理相關(guān)，包括辦公協(xié)同、人力資源管理、ERP、CRM，以及財(cái)務(wù)管理等應(yīng)用，主要圍繞人為主體的工作流。
OT類應(yīng)用：跟設(shè)備和流程相關(guān)，包括MES、DCS、SCADA、TPM、TQM相關(guān)的應(yīng)用。
智能制造的三大集成，最最重要的是如何將原有的屬于通信IT技術(shù)領(lǐng)域的信息和屬于工業(yè)OT領(lǐng)域的數(shù)據(jù)和信息在一個(gè)系統(tǒng)中得以統(tǒng)一，從而實(shí)現(xiàn)跨層跨域的融合處理。
•數(shù)據(jù)是核心
在工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)大致包括幾個(gè)方面：
第一類是企業(yè)經(jīng)營(yíng)相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)來(lái)自企業(yè)信息化范疇，包括企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)、產(chǎn)品生命周期管理(PLM)、供應(yīng)鏈管理(SCM)、客戶關(guān)系管理(CRM)和環(huán)境管理系統(tǒng)(EMS)等，此類數(shù)據(jù)是工業(yè)企業(yè)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。
第二類是機(jī)器設(shè)備互聯(lián)數(shù)據(jù)，主要是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，裝備、物料及產(chǎn)品加工過(guò)程的工況狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等運(yùn)營(yíng)情況數(shù)據(jù)，通過(guò)MES系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳遞，目前在智能裝備大量應(yīng)用的情況下，此類數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)最快。
第三類是企業(yè)外部數(shù)據(jù)，這包括了工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品售出之后的使用、運(yùn)營(yíng)情況的數(shù)據(jù)，同
時(shí)還包括了大量客戶、供應(yīng)商、互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)狀態(tài)。從制造金子塔的層級(jí)來(lái)看，在每一個(gè)層面都會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)。
以上這些數(shù)據(jù)必須通過(guò)合適的方式，實(shí)時(shí)，安全，完整地收集下來(lái)并通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的融合實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的打通和重構(gòu)。這也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心價(jià)值所在。
♦數(shù)據(jù)的收集
如何用最合適的手段，將生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)收集起來(lái)是工作的第一步，目前工業(yè)傳感網(wǎng)絡(luò)具備很強(qiáng)的行業(yè)特征，呈現(xiàn)封閉狀態(tài)，數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)的不完善，對(duì)于工業(yè)數(shù)據(jù)的可靠性，完整性，實(shí)時(shí)性和安全性提出了挑戰(zhàn)。
♦數(shù)據(jù)的融合
如何將數(shù)據(jù)系統(tǒng)打通，實(shí)現(xiàn)跨層和跨域的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)和商務(wù)模式的創(chuàng)新是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的真正價(jià)值所在。目前受底層工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，數(shù)據(jù)庫(kù)差異性，數(shù)據(jù)服務(wù)框架不統(tǒng)一，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能力等因素的影響，數(shù)據(jù)的真正融合還有很多工作要做。
•網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接是基礎(chǔ)
從ICT技術(shù)和設(shè)備角度看，工業(yè)領(lǐng)域呈現(xiàn)的和消費(fèi)端巨大差異是系統(tǒng)的封閉性和標(biāo)準(zhǔn)差異性?；诟髯孕枨?，甚至同一行業(yè)內(nèi)不同企業(yè)在軟硬件實(shí)現(xiàn)方式和外部接口上可能迥異。這意味著，不同公司生產(chǎn)的、軟硬件不兼容，功能不相同的設(shè)備需要經(jīng)過(guò)邏輯抽象后實(shí)現(xiàn)互聯(lián)協(xié)作，這是一個(gè)浩繁的工程，可能促成標(biāo)準(zhǔn)的收斂和系統(tǒng)集成需求大增。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接不光是指底層網(wǎng)絡(luò)的連接還有應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接。
♦鏈路層的橫向兼容
目前工業(yè)鏈路層網(wǎng)絡(luò)普遍采用現(xiàn)場(chǎng)總線或者工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，這些設(shè)備都是基于不同供應(yīng)商的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范開(kāi)發(fā)的，難以形成互聯(lián)和互通。迫切需要既滿足不同行業(yè)的通信要求，又能使鏈路層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于底層設(shè)備協(xié)議的連接的解決辦法，這需要統(tǒng)一的鏈路層協(xié)議來(lái)兼容這些異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。
♦應(yīng)用層和操作層縱向聯(lián)接
制造企業(yè)的各層級(jí)數(shù)據(jù)由于存在不同網(wǎng)絡(luò)和不同平臺(tái)間的異構(gòu)問(wèn)題，還需解決在不同的總線、應(yīng)用平臺(tái)間的語(yǔ)義互操作問(wèn)題。這就需要有建立有效的信息模型與生產(chǎn)流程，分析與優(yōu)化的應(yīng)用結(jié)合。形成統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)互聯(lián)接口。
•盈利是決定成敗的關(guān)鍵
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體來(lái)說(shuō)需要投入的資金和技術(shù)力量是很大的，而是否能有效提升運(yùn)營(yíng)效率達(dá)到增效降費(fèi)的目的和很多因素有關(guān)。但制造企業(yè)的盈利能力是網(wǎng)絡(luò)改造前提，這可能會(huì)影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推廣和發(fā)展。
♦中小企業(yè)是未來(lái)服務(wù)的主體
中小型企業(yè)是解決就業(yè)，激發(fā)經(jīng)濟(jì)活力的主體，各國(guó)中小型企業(yè)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要服務(wù)群體。但目前中小型制造企業(yè)由于互聯(lián)網(wǎng)的沖擊，在應(yīng)對(duì)勞動(dòng)力成本上升，商業(yè)模式的改變方面表現(xiàn)乏力，面臨融資能力弱，技術(shù)力量薄弱，盈利的壓力非常大。所以需要有新業(yè)務(wù)模式的創(chuàng)新，才能促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在中小型企業(yè)的應(yīng)用。
♦大企業(yè)的模范作用
大企業(yè)目前是工業(yè)互聯(lián)的主要推動(dòng)者和主要應(yīng)用者，同樣也面臨著是業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新的問(wèn)題，由于傳統(tǒng)行業(yè)的慣性在大企業(yè)中表現(xiàn)更為明顯，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需要在企業(yè)的短期效果和長(zhǎng)期投入之間會(huì)做平衡。
三、信息服務(wù)提供商的機(jī)會(huì)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟從工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)視角出發(fā)，提煉出未來(lái)工業(yè)智能化發(fā)展的三大優(yōu)化閉環(huán)：
一是面向機(jī)器設(shè)備運(yùn)行的優(yōu)化閉環(huán)，基于對(duì)機(jī)器操作數(shù)據(jù)、生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)感知和邊緣計(jì)算，實(shí)現(xiàn)機(jī)器設(shè)備的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整，構(gòu)建智能機(jī)器和柔性產(chǎn)線。
二是面向生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的優(yōu)化閉環(huán)，主要基于信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、制造執(zhí)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)、控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集成處理和大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整，形成各種場(chǎng)景下的智能生產(chǎn)模式。
三是面向企業(yè)協(xié)同、用戶交互和產(chǎn)品服務(wù)化的閉環(huán)，基于供應(yīng)鏈，用戶需求，產(chǎn)品服務(wù)數(shù)據(jù)的綜合集成與分析，提升企業(yè)資源活動(dòng)組織和商業(yè)活動(dòng)的創(chuàng)新，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、個(gè)性化定制和服務(wù)延伸。
以上這些優(yōu)化的方向給信息服務(wù)和設(shè)備提供商帶來(lái)了新的機(jī)會(huì)，特別表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能力和大數(shù)據(jù)處理能力在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用上。
•提供了用先進(jìn)技術(shù)改造工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會(huì)
智能制造對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了新型的內(nèi)部、外部互聯(lián)的需求：
一是工廠內(nèi)海量的傳感器和終端，對(duì)接入帶寬和處理能力都提出了更高要求；
二是工業(yè)企業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜，安全性要求高，需要設(shè)備支持用戶安全隔離，分權(quán)分域；三是提供全程服務(wù)質(zhì)量保證，滿足不同工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用端到端的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量可靠性要求；四是工業(yè)企業(yè)內(nèi)部設(shè)備的可移動(dòng)性要求設(shè)備具備靈活組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)編排能力。
這些需求使得原來(lái)采用封閉協(xié)議的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會(huì)更加標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；?，為信息設(shè)備制造商進(jìn)入工業(yè)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域提供了重新洗牌的機(jī)會(huì)。同時(shí)可以為在工業(yè)領(lǐng)域引入先進(jìn)的信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建思想和先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)造了條件。
•提供了大數(shù)據(jù)能力的應(yīng)用的機(jī)會(huì)
一是智能制造的三大集成最重要的基礎(chǔ)是跨層、跨域數(shù)據(jù)的整合，需要很強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集成能力，這是信息服務(wù)商的優(yōu)勢(shì)。
二是有助于信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域和消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)處理的模型和思想引入到工業(yè)領(lǐng)域。
三是在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一大數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)的新業(yè)務(wù)模式為制造企業(yè)的業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新提供依據(jù)。
四、烽火推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
中國(guó)信科集團(tuán)極其重視智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的研究，并進(jìn)行了頂層設(shè)計(jì)和戰(zhàn)略規(guī)劃，于2015年編制了《烽火科技集團(tuán)智能制造2025行動(dòng)綱要》，從戰(zhàn)略角度確立了以創(chuàng)新為核心的企業(yè)價(jià)值觀，為實(shí)現(xiàn)智能制造確定了方向與途徑。明確了智能制造的核心為數(shù)據(jù)、集成、互聯(lián)、創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型。旗下的烽火通信于2015年底基于智能制造的信息與大數(shù)據(jù)平臺(tái)的整體框架設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)，提出了面向智能制造的工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。集團(tuán)從下面幾個(gè)方面全面推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工作：
•參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定
中信科集團(tuán)下的烽火通信公司在ITU-T SG20組牽頭制定了《工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)背景下的智能制造》(Y.4003)，并于2018年6月在ITU正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)造性地將IEC/ISO標(biāo)準(zhǔn)組織、德國(guó)工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局以及中國(guó)工信部的相關(guān)智能制造的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了融合，該標(biāo)準(zhǔn)成為全球智能制造的指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)，有著里程碑性質(zhì)的重要意義。
•積極參與國(guó)家項(xiàng)目
2017年，中信科集團(tuán)下的光迅科技公司和烽火通信入選工信部的智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單，獲得“光電子器件智能制造試點(diǎn)示范”項(xiàng)目和“5G通信網(wǎng)核心設(shè)備智能制造新模式”示范項(xiàng)目。2018年，烽火通信公司再次入選“光通信設(shè)備智能制造試點(diǎn)示范”項(xiàng)目名單。除此以外，還承擔(dān)了國(guó)家發(fā)改委“互聯(lián)網(wǎng)+重大工程項(xiàng)目”（光電產(chǎn)業(yè)云）和工信部“面向大型制造企業(yè)雙創(chuàng)平臺(tái)服務(wù)應(yīng)用推廣項(xiàng)目”（慧創(chuàng)云）等重大國(guó)家項(xiàng)目。這些項(xiàng)目奠定了烽火在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)工作中的領(lǐng)先地位。
•腳踏實(shí)地做好互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研究
烽火通信從自身的優(yōu)勢(shì)出發(fā)，聚焦關(guān)注工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接和大數(shù)據(jù)應(yīng)用，打造全面的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案。
主要開(kāi)展了工業(yè)PON、TSN、TSN和SDN結(jié)合的研究，探索工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接的最佳模式；通過(guò)邊緣計(jì)算和人工智能的引入研究，探索工業(yè)云的分布式控制合理化機(jī)制；通過(guò)工業(yè)云平臺(tái)和大數(shù)據(jù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐形成以工業(yè)云平臺(tái)為核心的工業(yè)領(lǐng)域和信息領(lǐng)域合作的生態(tài)模式。
•以自身制造平臺(tái)為基礎(chǔ)打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系
圖一、烽火通信的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)
烽火在自身工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的搭建過(guò)程中，秉承以下原則“三國(guó)、五化，一中心”的原則：
?以國(guó)產(chǎn)化為宗旨，包括國(guó)產(chǎn)機(jī)器裝備、國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)、國(guó)產(chǎn)云計(jì)算平臺(tái)
?以智能化為目標(biāo)：裝備自動(dòng)化、工藝數(shù)字化（從設(shè)計(jì)到執(zhí)行）、過(guò)程可視化（虛擬仿真）、資源虛擬化、決策智能化
?以自身的云數(shù)據(jù)中心和制造平臺(tái)為基礎(chǔ)
烽火的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)FinIN的架構(gòu)（如圖一所示）分為操作層、數(shù)據(jù)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層。在四層架構(gòu)的基礎(chǔ)上，將平臺(tái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（熱數(shù)據(jù)/冷數(shù)據(jù)）進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)和管理，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)清理、建模和分析，最終為我們的工業(yè)制造決策提供輔助支持。該平臺(tái)全面打通了機(jī)器、數(shù)據(jù)、系統(tǒng)與人的聯(lián)系，融合了研發(fā)鏈、制造鏈、營(yíng)銷鏈、服務(wù)鏈、管理鏈等多個(gè)維度，包含了端到端的數(shù)據(jù)流通和多層次的安全運(yùn)維體系，最終通過(guò)融合制造生態(tài)體系來(lái)提升整個(gè)制造業(yè)的價(jià)值鏈。
以此為基礎(chǔ)，使烽火通信系統(tǒng)設(shè)備制造平臺(tái)能夠定位于“高、精、特”（高端、精密、定制化），通過(guò)創(chuàng)新生產(chǎn)組織形式、運(yùn)營(yíng)管理方式和商業(yè)模式，實(shí)施工廠智能化改造，延伸服務(wù)鏈條，提供“生產(chǎn)+服務(wù)”模式，促進(jìn)生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)制造與服務(wù)融合發(fā)展。同時(shí)，以“夯實(shí)制造基礎(chǔ)、提升自動(dòng)化水平、逐步實(shí)現(xiàn)智能化直至實(shí)現(xiàn)全價(jià)值鏈服務(wù)”為發(fā)展路徑，建設(shè)行業(yè)領(lǐng)先的智能化制造平臺(tái)，達(dá)到烽火科技集團(tuán)年產(chǎn)值千億的制造規(guī)模。
