工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，已經在目前階段毫無爭議地上升為國家戰(zhàn)略，成為十四五開局階段一場不容有失的行動。
有媒體統(tǒng)計，今年《政府工作報告》中“創(chuàng)新”一詞出現(xiàn)了45次，“科技”出現(xiàn)了24次。出現(xiàn)頻率為近三年來最高。
相信大家都能在兩會當中感覺到，強化科技自立自強已經成為了國家目前階段發(fā)展的重中之重。多種科技創(chuàng)新方向中，《政府工作報告》尤其強調了“依靠創(chuàng)新推動實體經濟高質量發(fā)展，培育壯大新動能”“促進科技創(chuàng)新與實體經濟深度融合，更好發(fā)揮創(chuàng)新驅動發(fā)展作用”。
而在科技創(chuàng)新與實體經濟融合這個方向上，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可能是最直接、最顯著的一個技術與產業(yè)結合方向。它一邊牽著實體經濟的工業(yè)底座，一邊通過網(wǎng)絡聯(lián)接云計算、AI、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術集群，戰(zhàn)略意義與產業(yè)價值不言而喻。
《中共中央關于制定國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標的建議》就提到“推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等同各產業(yè)深度融合，推動先進制造業(yè)集群發(fā)展”“系統(tǒng)布局新型基礎設施，加快第五代移動通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)中心等建設”。
仔細觀察我們會發(fā)現(xiàn)，目前階段從國家政策到行業(yè)實踐，對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的認識都發(fā)生了升級與調整。這種變化的核心邏輯在于，從開局階段的平臺與基礎技術建設，開始逐步向真實的產業(yè)場景、生產效率與產業(yè)可行性進發(fā)。
這個階段工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一個首要變化，就是“網(wǎng)絡強基”成為自上而下的全面共識。而為了解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的”網(wǎng)絡難題”，企業(yè)網(wǎng)絡全面IP化又成為了關鍵的解題方式。
是不是感覺這幾個詞還有點陌生？別急，咱們慢慢聊。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新共識，網(wǎng)絡強基須先行
探討工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的最新發(fā)展動向與指導方針，就不能不提到今年1月工信部印發(fā)的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021—2023年）》。在這份最新的行動計劃中，提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的11項重點行動和10大重點工程。而對比此前的相關政策，我們會發(fā)現(xiàn)新《三年行動計劃》中最大的變化之一在于著重強調了“網(wǎng)”的作用和建設。
事實上，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第一階段，行業(yè)上下關注點更多集中在如何讓工業(yè)聯(lián)上網(wǎng)，聯(lián)上網(wǎng)能帶來怎樣的價值，換言之關注重點在工業(yè)這邊。而網(wǎng)絡這邊的討論和規(guī)劃則會比較籠統(tǒng)，比如強調5G發(fā)展的紅利、大帶寬對工業(yè)大數(shù)據(jù)的支撐、物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合，這些偏方向性、趨勢性的內容。
但在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)經過了第一個發(fā)展階段后，產業(yè)內外發(fā)現(xiàn)想要大規(guī)模、通用化的普及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，就需要讓不同工業(yè)體系、平臺體系、技術部類之間具有可靠的聯(lián)接特性。而早期的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，尤其是企業(yè)內專網(wǎng)，無論網(wǎng)絡協(xié)議、聯(lián)接方式、設備接口都缺乏統(tǒng)一的標準。各行其是導致網(wǎng)絡建設比較混亂，這也就難以達成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)預期中普遍促進新一代信息技術與工業(yè)體系結合的效果。
因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要首先建立標準化、通用化、高可靠的網(wǎng)絡，成為了業(yè)界的最新共識。
在2017年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系受到廣泛關注后，我們可以將三年劃為一個周期。2018-2020為第一階段，此時更多在關注工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺建設、能力打造，考慮給單一工業(yè)場景帶來的變革。
隨著新的“三年發(fā)展行動計劃”提出，我們可以將2021-2023看作第二階段，這時需要考慮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)?；瘡椭?、行業(yè)標準化統(tǒng)一、工業(yè)場景的實際需求和承載、工業(yè)企業(yè)的傳統(tǒng)OT與IT系統(tǒng)改造等更為實際的問題。這一階段的當務之急，就是新《行動計劃》中提出的網(wǎng)絡體系強基行動。
至此我們知道了，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新發(fā)展階段需要網(wǎng)絡強基先行。而網(wǎng)絡強基當然需要多方面的考量，但主要任務是解決企業(yè)的工業(yè)專網(wǎng)技術不統(tǒng)一、IT與OT系統(tǒng)難以打通、工業(yè)數(shù)字化技術持續(xù)發(fā)展網(wǎng)絡難以承載三個問題。
是不是有方案可以一次性破局這些主要問題呢？這就要引出IP化的必要性。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地，IP化是最優(yōu)解
從電腦到智能手機，我們每個人都毫無疑問是IP通信的受益者。從1985年IP技術點亮互聯(lián)網(wǎng)的第一束光開始，整個互聯(lián)網(wǎng)文明可以說都是坐落在IP協(xié)議之上的。
而IP技術之所有能撐起全球互聯(lián)網(wǎng)浪潮，關鍵可能并不在于它的技術多么復雜，而在于給每個設備分配IP地址的方式，可以效率最大化將所有設備聯(lián)接在一起，避免出現(xiàn)網(wǎng)絡各行其是，從而導致互聯(lián)網(wǎng)被割裂的困境。
而在目前階段，ipv6+協(xié)議開始在產業(yè)中發(fā)揮價值，IP網(wǎng)絡走入了智能IP時代。智能超寬、智能運維、智能聯(lián)接等能力讓IP網(wǎng)絡可以承載工業(yè)級的數(shù)據(jù)傳輸、業(yè)務智能化以及多系統(tǒng)打通，并且IP網(wǎng)絡也是企業(yè)IT系統(tǒng)的通用標準，大部分企業(yè)對其都很熟悉。
這種情況下，如果我們想要整合錯綜復雜的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，找到一個各種行業(yè)平臺、OT網(wǎng)絡、業(yè)務專用系統(tǒng)之間的“網(wǎng)絡最大公約數(shù)”。那么最切合實際的方式，應該就是讓所有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設備都納入IP網(wǎng)絡體系內，讓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)像消費互聯(lián)網(wǎng)一樣走向標準化、通用化、集約化的發(fā)展之路。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能化、IP化改造，其實在業(yè)內早已經被廣泛關注。在目前階段，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IP化已經成為了網(wǎng)絡強基行動非常直觀清晰的最優(yōu)解，需要各行業(yè)高效、廣泛推動。
我們可以舉一個例子，來看看工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IP化的實際價值。
以鋼鐵廠的工業(yè)互聯(lián)場景來說，目前階段大型鋼鐵廠一般都有自己的數(shù)字化控制體系。甚至每個流程都有獨立的數(shù)字化系統(tǒng)。而這些系統(tǒng)大多在建設時沒有考慮到相互聯(lián)接，尤其是與外網(wǎng)、公有云體系進行聯(lián)接的必要性，采用的大多是私有協(xié)議定義的內部網(wǎng)絡。當企業(yè)想要進行智能化改造時，無法對數(shù)字系統(tǒng)中的產業(yè)數(shù)據(jù)進行有效收取，將數(shù)據(jù)上傳云端進行利用，車間廠房變成了數(shù)據(jù)孤島；而企業(yè)想要利用AI技術來完成智能升級時，由于網(wǎng)絡不打通，智能化能力也無法聯(lián)接到系統(tǒng)中，變成了數(shù)據(jù)上不去、智能下不來，看似有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，但與預期中完全不同的情況。
這種情況還可能造成兩個麻煩，一方面由于網(wǎng)絡協(xié)議各自為政，而工業(yè)流程又相當復雜，將造成如果需要調整某一能力，就需要工程量大、程序復雜、容錯率低的調整工作，系統(tǒng)難以適應工業(yè)生產的彈性需求；另一方面，這種企業(yè)網(wǎng)絡在建設時都以局域網(wǎng)為建設藍本，無法支撐無線化的設備接入。但隨著IoT在工業(yè)場景中的發(fā)展，企業(yè)無線聯(lián)接設備將越來越多，造成了企業(yè)網(wǎng)絡難以承載。
而如果對企業(yè)網(wǎng)絡進行全面的IP化改造，就可以讓IT系統(tǒng)與OT系統(tǒng)都使用IP作為通信協(xié)議。企業(yè)的生產數(shù)據(jù)可以通過外網(wǎng)直接上傳云端，而云端的算力、數(shù)據(jù)處理能力、AI能力也可以無縫直接通到工廠與車間。與此同時，由于企業(yè)內部系統(tǒng)都使用IP通信，也可以實現(xiàn)一體化調整、智能化運維，極大降低企業(yè)OT系統(tǒng)的綜合成本；并且可以通過IP協(xié)議來支撐大量無線設備接入，組成靈活多元的新型工業(yè)智能化體系。
綜合來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的IP化升級改造，產業(yè)路徑清晰明確，既繼承企業(yè)網(wǎng)絡建設成果，又面向未來工業(yè)場景廣泛的云、智能化、無線化需求。如果舉個形象的例子，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全面IP化，就是讓現(xiàn)在說著各種方言、外語的企業(yè)內網(wǎng)/外網(wǎng)、IT/OT網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)/智能系統(tǒng)，都講IP網(wǎng)絡的普通話。
只有如此，才能實現(xiàn)高效率、低成本、廣復制的工業(yè)互聯(lián)。
在工廠中，窺見工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的IP化必要性，其實可以用更多篇幅來展開論述，但也很容易陷入工業(yè)場景復雜、多變的價值邏輯中，導致大家無法清晰理解。所以我們不如先放下產業(yè)邏輯，去真正的工廠里看看。
在中學地理課本中，我們學過中國具有代表性的工業(yè)區(qū)位，其中就有馬鞍山的鋼鐵產業(yè)。今天的馬鞍山鋼鐵股份有限公司，是中國特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)之一，也是安徽省最大的工業(yè)企業(yè)，素有“江南工業(yè)一枝花”的美譽。
毫無疑問，馬鋼就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中最優(yōu)先關注的那種企業(yè)。而其在智慧制造升級變革中，也確實遇到了來自網(wǎng)絡的挑戰(zhàn)。整體而言，馬鋼自身的集控系統(tǒng)想要完成互聯(lián)網(wǎng)改造，需要非常高的改造成本，而目前的企業(yè)網(wǎng)又有性能低、可靠性差，專網(wǎng)雜多、運維困難等問題。在解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)難題的進程里，馬鋼選擇與華為合作，利用華為提供的智能IP網(wǎng)絡解決方案來克服了網(wǎng)絡升級中的挑戰(zhàn)。
在馬鋼與華為攜手進行產業(yè)分析之后，雙方發(fā)現(xiàn)馬鋼的網(wǎng)絡有這樣幾個主要升級需求，這些需求在中國大型工業(yè)企業(yè)中可以說非常具有代表性。比如說：
1、IP骨干網(wǎng)需要同時承載IT和OT業(yè)務，不同業(yè)務的SLA需求差異大，尤其OT網(wǎng)絡網(wǎng)絡質量和安全隔離要求很高。
2、不同業(yè)務應用對時延訴求差異很大，如生產執(zhí)行區(qū)二級服務器數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)中心的業(yè)務，對帶寬要求較高，時延要求較低；調試產線一二級控制系統(tǒng)設備，對時延要求較高，帶寬要求較低。新的網(wǎng)絡需要滿足不同業(yè)務的應用需求。
3、不同業(yè)務的專網(wǎng)運維復雜，出現(xiàn)故障時很難定位，需要提升智能運維與網(wǎng)絡一體化能力。
為了滿足這些需求，華為根據(jù)馬鋼的實際業(yè)務情況，構筑了一張100G互聯(lián)的IP骨干網(wǎng)，可以滿足未來馬鋼5-10年業(yè)務發(fā)展訴求，并為工業(yè)化信息化加速發(fā)展的馬鋼集團業(yè)務提供了一個超寬、靈活的IP承載平臺，讓各集控系統(tǒng)上線快、成本低。
引入了這樣一張網(wǎng)絡后，馬鋼不僅解決了一系列固有的網(wǎng)絡問題，還極大提升了工業(yè)智能化、無人化水平，釋放了生產力。馬鋼技術主管高斌認為，老專網(wǎng)管理非常麻煩，處理故障時完全摸不清哪里出了問題。引入智能IP網(wǎng)解決方案后，能讓網(wǎng)絡可視、可控、可管。
上汽寧德工廠，是在業(yè)內被稱為“科幻工廠”的存在，這里平均一分鐘就能生產一輛汽車，堪稱制造業(yè)的“中國速度”。而應用了大量AI技術、無人化設備、手持管理設備的寧德工廠，通用也面臨著巨大的網(wǎng)絡挑戰(zhàn)。業(yè)務流程復雜、生產體系龐大、過程數(shù)據(jù)通過量異?？捎^，加上不同業(yè)務體系對網(wǎng)絡的要求不同，寧德工廠需要在網(wǎng)絡上打造強有力的支撐。而華為智能IP網(wǎng)絡很好實現(xiàn)了這一目標。
寧德工廠的大量機器人、無人化設備在智能IP網(wǎng)絡支撐下實現(xiàn)了工業(yè)級應用，制造、加工、倉儲、質檢有機結合在一起，實現(xiàn)了全系統(tǒng)、全業(yè)務的互聯(lián)互通。在智能IP網(wǎng)絡加持下，寧德工廠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了生產交付周期縮短10%、生產效率提高48%、產品產量提高50%、質量缺陷降低36%，并且可以在生產過程中完成動態(tài)感知、輔助決策和智能預警。
從馬鋼到寧德工廠，這些案例中我們可以發(fā)現(xiàn)，華為帶來的智能IP網(wǎng)絡，具有自動化，確定性，安全，超寬，低時延六大特征。不僅能夠打通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中設備之間、系統(tǒng)之間、網(wǎng)絡之間的聯(lián)接界限，還可以極大提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能化水平，與無人化、智能化、無線化的工業(yè)設備升級緊密結合。智能IP網(wǎng)絡可以說既解決了老問題，又成為企業(yè)面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)確定性未來的接口。
從真實的工廠、車間、流水線上，我們能看到更多工業(yè)企業(yè)的網(wǎng)聯(lián)、智能之路。IP化變革正在成為網(wǎng)絡強基行動的可執(zhí)行、高價值通道，推動中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在新三年行動中準確、有效完成目標。
工業(yè)作為立國之本，強國之器，在今天還有廣泛的升級發(fā)展空間。讓工業(yè)走向互聯(lián)網(wǎng)一樣的飛速發(fā)展，在IP化、智能化的加持中，似乎已經可以納入期待。
