《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》的系列解读 解读一:夯实网络基础

一、背景情况

工业互联网网络是实现人、机器、车间、企业等主体以及设计、研发、生产、管理、服务等产业链各环节的全要素泛在互联的基础,是工业智能化的“血液循环系统”,包括工业企业内网和工业企业外网,工业企业内网实现工厂内生产装备、信息采集设备、生产管理系统和人等生产要素的广泛互联;工业企业外网实现生产企业与智能产品、用户、协作企业等工业全环节的广泛互联。工业互联网标识解析体系是工业互联网网络的重要组成部分,类似于互联网领域的域名解析系统,包括标识和解析系统两部分,其中标识是机器和物品的“身份证”;解析系统利用标识,对机器和物品进行唯一性的定位和信息查询,是实现全球供应链系统和企业生产系统精准对接、产品全生命周期管理和智能化服务的前提和基础。

目前全球工业互联网网络发展处于起步阶段。在工业企业内网方面,传统工业现场总线、工业以太网等网络技术、标准和产品主要集中于少数发达国家。近年来,我国提出了工厂自动化以太网、工业过程/工厂自动化无线网络等技术,但产业化和商用水平低。目前,时间敏感网络、工业软件定义网络等新技术研究和产业化成为国际产业界关注的新热点。在工业企业外网方面,国内外都高度重视新技术新网络的研究与应用部署,积极探索利用IPv6、窄带物联网、软件定义网络、5G等技术构建满足高可靠、低时延、广覆盖、可定制等要求的企业外网络。

国际上目前存在多种标识解析体系方案并开展一定程度的试验和应用,但没有形成统一的、成熟的、大规模部署的全球性工业互联网标识解析体系。工业互联网标识解析体系尚不成熟,在OID、Handle、Ecode等主要的现有标识解析方案中,技术、标准、产业、应用、治理等还有待进一步完善,亟需对核心技术和应用方案进行有组织、大规模的验证示范推广。

二、思路目标

工业互联网是新一代信息技术与制造业深度融合的产物,需要工业领域和信息通信领域共同推进发展,在工业互联网网络建设中,需要围绕工业企业的业务发展需求,充分发挥我国在信息通信领域的优势,借助工业企业内网和工业企业外网的更新换代,加快新技术的部署应用,打造国际先进的工业互联网网络基础设施,全面提升工业企业的网络化水平。

工业互联网网络方面,《指导意见》着重从三个方面给出了未来的演进思路和方向。一是工业企业内网改造升级。由于我国工业企业发展水平差异较大,相当一部分企业特别是中小企业的数字化、网络化基础薄弱,欠缺发展智能化生产、网络化协同等新模式新业态的基础环境,因此开展工业企业内网络改造是首要任务,也是长期任务。通过分步骤、分行业推进IP化、扁平化、柔性化的技术改造和网络部署,逐步推进打造先进制造的基础生产网络环境。二是工业企业外网建设。工业企业外网络将基于互联网,但现有的互联网无法完全满足工业互联网业务发展所需的高可靠、低时延、广覆盖、大带宽、可定制等多方面的要求,需要加快推进宽带网络基础设施建设与改造,优化升级国家骨干网络。同时为降低中小企业的信息服务成本,推进中小企业专线的提速降费。三是工业领域的IPv6部署。当前互联网正处向IPv6演进过渡的关键时期,虽然我国IPv6发展起步较早,但由于应用IPv6改造较慢,目前IPv6普及率不高。工业互联网的发展成为进一步推动IPv6部署的新契机,而IPv6也是满足工业互联网发展海量地址需求的必然选择。必须通过在工业企业内、外网络改造的过程中推进网络设备、设施、系统等进行IPv6改造,实现制造强国和网络强国同步推进。

工业互联网标识解析体系方面,为加快构建“统一管理、安全可靠、互联互通”的工业互联网标识解析体系,《指导意见》从三个维度进行了系统规划。一是加强顶层设计。由于工业互联网标识解析体系既是类似于互联网域名系统的基础服务设施,又在标识编码识别、标识解析查询、标识数据应用等方面有较大差异,因此要在充分借鉴互联网域名系统发展经验的基础上,研究制定适用于工业互联网的标识解析体系整体架构,依托即将设立的国家工业互联网标识解析管理机构及相关注册和服务机构,建立完善的统一管理体系。二是开展系统建设。在已有的Handle、OID、Ecode等多种公共标识基础上,建设统一、安全、稳定的标识解析服务体系。主要包括完成业务运行和管理的各级标识解析服务节点以及提高服务性能的公共递归节点建设。三是推动产业应用。工业企业和互联网企业、通信企业合作加强技术研发和模式突破,开展工业互联网标识解析集成创新应用,实现跨企业、跨地区的信息交互,有力支撑关键产品追溯、供应链管理、智能产品全生命周期管理等工业互联网应用。

三、重点亮点

工业互联网网络建设涉及工业和通信业间技术选择、标准规范、协议互联等多种问题的协同解决,是一项复杂的系统工程。《指导意见》就若干关键重点领域,提出了指导性建议,部署了具体任务。

推动工业企业内网改造升级。围绕加快推进工业企业内网的IP化、扁平化、柔性化技术改造和建设部署,《指导意见》具体部署了三项任务。一是鼓励工业企业采用时间敏感网络、软件定义网络等新型技术升级改造现有网络,优化现有生产系统网络分层次组网模式,实现工厂管理控制系统扁平化,支持柔性灵活调整。二是利用工业无线、5G等技术建设工厂内无线网络,实现生产环节网络全覆盖,支持更灵活的生产线动态重构。三是支持研究机构和企业开展工业互联网新型网络的技术研究、标准制定和试验验证。四是加快新型工业互联网交换机、通信模块、通信网关等关键网络设备的研制和产业化。

加快工业企业外网建设。针对建设低时延、高可靠、广覆盖的工业企业外网络的要求,《指导意见》从骨干网和接入网两个层面提出了推进路径。一是面向工业互联网的骨干网络升级。以实现工业企业和工业互联网服务企业的广泛、高质量宽带接入为目标,以软件定义网络、网络虚拟化等技术对现有公众互联网和高性能专网进行升级改造和建设。二是新型无线网络升级与建设。利用窄带物联网等低功耗广域网技术,建设满足工业互联网海量设备接入高密度、低时延需求的蜂窝网;充分考虑工业企业的接入需求,将5G网络建设成为能够为工业互联网业务服务的一张无线网络。

推进工业领域全面部署IPv6。《指导意见》重点提出三方面任务。一是推动工业企业开展基于IPv6的IP化网络改造,实现从整个制造系统到互联网更大范围、更深层次的互联;二是加快工业企业外网络的IPv6改造升级,将IPv6作为NB-IoT、5G等新型网络建设的必选项;三是加强支持IPv6的智能工业设备、产品、通信模块的技术研发,解决工业互联网海量终端接入问题。

构建工业互联网标识解析体系。一是综合考虑业务需求、网络分布、地理位置等因素,在国内外不同地区建设和部署各级标识解析节点及其镜像节点;二是建设工业互联网标识解析备案、监测、应急、托管、保障、灾备等管理系统,提升管理和服务能力;三是促进标识解析应用和产业发展,到2025年,力争通过工业互联网标识解析体系进行信息查询的联网对象标识注册量超过30亿。

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