中国工业互联网发展的政策、技术和应用

    随着国家和地方政策的大力支持，工业互联网与云计算、区块链、数字孪生、人工智能等新技术的融合不断提高，行业领域和应用场景不断拓展和深耕，中国工业互联网赋能实体经济、服务社会、造福人民的重要作用日益凸显。

    ■史爱武

    “工业互联网”最早由美国通用电气（GE）于2012年在《工业互联网：打破智慧与机器的边界》白皮书中提出。从2012年全球范围内首次提出概念，到近6年连续写入我国两会政府工作报告，中国工业互联网发展成果斐然。“十四五”规划和2035年远景目标纲要中，工业互联网被列为数字经济重点产业。在国家政策加持、新技术发展和应用实践推进的时代浪潮中，中国工业互联网已由理念倡导加速走向创新发展，成为国民经济中增长最为活跃的领域之一，对经济社会发展的带动作用日益彰显。

    政策视角：2018年至今连续6年写入政府工作报告

    2017年11月，《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》正式作为中国发展工业互联网的纲领性文件。以这个时间为界限，我国工业互联网的发展大体分为两个阶段：起步期（2017年以前）和快速发展期（2017年至今）。2017年以前，我国政府连续出台关于“互联网+”、智能制造、信息化和工业化融合发展的指导意见和发展规划，标志着我国工业互联网进入起步阶段。2017年以后，随着5G、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术与工业经济的深度融合，以及政府大力加持，我国工业互联网进入了快速发展阶段。

    我国对于工业互联网的发展提供了强有力的政策支持。2017年的《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》形成了我国工业互联网发展的顶层设计。2018年2月，为加快推动工业互联网创新发展，在国家制造强国建设领导小组下设立工业互联网专项工作组，统筹协调我国工业互联网发展工作。2018年6月，工信部印发《工业互联网发展行动计划（2018—2020）》和《工业互联网专项工作组2018年工作计划》，提出到2020年底初步建成工业互联网基础设施和产业体系的行动目标。2019年11月，工信部印发《“5G+工业互联网”512工程推进方案》，提出到2022年打造5个产业公共服务平台，内网建设改造覆盖10个重点行业，形成至少20大典型工业应用场景。2020年12月，工业互联网专项工作组印发《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》，指出2021—2023年是工业互联网的快速成长期，力求推动工业互联网新型基础设施建设量质并进发展，大范围推广新模式、新业态，显著提升产业综合实力。

    党和国家高度重视工业互联网发展，持续出台政策对工业互联网建设做出部署。2021年3月，《十四五规划和2035年远景目标纲要》发布，提出积极稳妥发展工业互联网，并将工业互联网作为数字经济重点产业，培育形成具有国际影响力的工业互联网平台，推进“工业互联网+智能制造”产业生态建设。2022年，作为数字经济领域的首部国家级专项规划《“十四五”数字经济发展规划》中两次提到工业互联网，工业互联网基础设施和产业供应链体系建设成为“十四五”期间数字经济发展领域工作重点。2023年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年，是实施“十四五”规划承上启下的关键一年。为促进我国工业互联网快速发展，6月，工信部印发《工业互联网专项工作组2023年工作计划》，围绕政策体系、融合应用、产业生态等方面提出11项重点行动、54项具体举措，加快推进工业互联网创新发展。

    技术视角：OT和IT技术的全面融合和升级

    工业互联网本质是OT和IT技术的全面融合和升级。OT就是操作技术，指用于控制和监控实际物理过程和设备的相关操作系统及运维运营技术，主要是管理工厂车间的硬件和软件。OT技术用于连接、监视、管理和保护生产环境的工业操作，包括机器人、工业控制系统（ICS）、监控控制和数据采集（SCADA）系统、可编程逻辑控制器（PLC）和计算机数控（CNC）等工业自动化技术。

    IT是信息技术,是用于管理和处理信息所采用的各种技术总称，主要是指设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件的计算机科学和通信技术，也常泛指信息和通信技术ICT。

    从技术功能体系来看，工业互联网包含了网络、平台、安全等体系，网络是基础、平台是核心，安全是保障。

    网络是工业互联网的基础，实现工业体系内各系统、产业链、价值链泛在互联。工业互联网网络体系包括网络互联、数据互通和标识解析三部分。网络互联实现要素之间的数据传输，包括Modbus、CAN、Profinet等工业通信协议，移动通信5G，IPv6，蓝牙和WiFi等。数据互通是通过对数据进行标准化描述和统一建模，实现要素之间传输信息的相互理解，包括嵌入式过程控制统一架构（OPC UA）、消息队列遥测传输（MQTT）、数据分发服务（DDS）等；自动化标记语言（Automation ML）、仪表标记语言（Instrument ML）等工程数据语义语法。标识解析体系实现要素的标记、管理和定位，由标识编码、标识解析系统和标识数据服务组成，通过为物料、机器、产品等物理资源和工序、软件、模型、数据等虚拟资源分配标识编码，实现物理实体和虚拟对象的逻辑定位和信息查询，支撑跨企业、跨地区、跨行业的数据共享共用。

    平台是工业互联网的核心，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的平台能力。工业互联网平台包括边缘层、IaaS、PaaS和SaaS四个层级，相当于工业互联网的“操作系统”。工业互联网平台本质是工业云平台，采用云计算技术构建，提供大数据、人工智能的算法分析模型和物理、化学等各类仿真工具，结合数字孪生、区块链等技术，对海量数据进行挖掘分析，实现数据驱动的科学决策和智能应用。

    安全是工业互联网的保障，通过构建涵盖工业全系统的安全防护体系，增强设备、网络、控制、应用和数据的安全保障能力，识别和抵御安全威胁，化解各种安全风险。典型安全技术包括网络隔离技术、入侵检测技术、网关防病毒技术、数据加密技术等，以及近些年发展的原生安全技术、智能动态防护技术等。其核心任务就是通过监测预警、应急响应、检测评估、功能测试等手段构建工业智能化发展的安全可信环境，确保工业互联网健康有序发展。

    应用视角：全面融入45个国家经济大类

    工业互联网是行业数字化转型的重要方法论和模型，通过将“人、机、物、系统”等进行全面连接，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径。

    基于2019年末《“5G+工业互联网”512工程推进方案》，我国于2021年5月发布了第一批“5G+工业互联网”优秀实践成果，包括协同研发设计、远程设备操控、设备协同作业、柔性生产制造、现场辅助装配、机器视觉质检、设备故障诊断、厂区智能物流、无人智能巡检、生产现场监测十大应用场景，以及涵盖电子设备制造、装备制造、钢铁、采矿、电力等五大行业。同年11月，发布了第二批“5G+工业互联网”十个典型应用场景，分别为生产单元模拟、精准动态作业、生产能效管控、工艺合规校验、生产过程溯源、设备预测维护、厂区智能理货、全域物流监测、虚拟现场服务以及企业协同合作；五大重点行业实践分别为石化化工行业、建材行业、港口行业、纺织行业和家电行业。

    自工业互联网应用实践以来，产业各方不断推进技术、场景和赋能探索，培育了10大重点行业、20个典型应用场景，实现了从无到有、从小到大的快速突破。工业互联网目前已全面融入45个国民经济大类，涉及原材料、装备、消费品、电子等制造业各大领域，以及采矿、电力、建筑等实体经济重点产业，实现更大范围、更高水平、更深程度发展，形成了千姿百态的融合应用实践。今年，512升级版工作方案的发布将加快推进工业互联网创新发展，进一步释放数据要素在工业和实体经济转型领域的潜能。

    随着国家和地方政策的大力支持，工业互联网与云计算、区块链、数字孪生、人工智能等新技术的融合不断提高，行业领域和应用场景不断拓展和深耕，中国工业互联网赋能实体经济、服务社会、造福人民的重要作用日益凸显。我国是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家，进入工业互联网的新阶段，我国工业体量大、门类多、数字化水平不高、行业需求差异大、个性化需求繁杂等问题依然存在，中国工业互联网将具有广阔的发展空间。