浅谈我国工业互联网的发展路径研究

李国勇

（深圳市宝安信息管道管理有限公司，广东 深圳 518101）

0 引 言

在悠悠历史长河中，人类先后经历了三次工业革命，使得人类社会科技水平得以飞跃。随着互联网的不断发展，人们不断探索在新的信息时代如何利用现代信息科技和互联网技术，给传统行业赋能，进而推动第四次工业革命。2013 年以来，世界各科技强国先后提出对应的战略，如德国的“工业4.0”、美国的“工业互联网”和日本的“智慧工厂”等。习近平总书记在第十九次全国代表大会中指出，加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合[1]。2017 年11 月19 日，国务院发布了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，成为了我国工业互联网的首部指导性纲领文件，也标志着我国将利用工业互联网在世界各科技强国之前抢先实现第四次工业革命的胜利。

工业互联网是一个新兴概念，它是新一代通信技术与工业深度融合的产物，为工业数字化、网络化、智能化提供了实现路径，是第四次工业革命的重要基石。工业互联网在世界各国都是一个新兴产物，目前并没有一个很好的样板可以进行学习，也不知道如何才能取得先机，获得成功。故此，摸索出一条中国特色的工业互联网道路，研究其发展路径是现阶段工业互联网发展中的一个重要任务。

1 我国工业互联网的发展历程

我国的工业互联网的起步虽然晚于世界各国，但目前在工业互联网的框架、标准、测试、安全、国际合作等方面的发展总体与发达国家同步。2016 年，由工业、信息通信业、互联网等领域的单位共同发起成立了汇聚政产学研的工业互联网产业联盟。在联盟的努力下，联合各相关单位共同编写并发布了《工业互联网体系架构1.0》[2]。经过三年的发展，工业互联网产业联盟在原有1.0 版本的基础上，结合世界与我国信息技术的发展和落实部署的需要，为更好地定义层次架构、功能划分和接口等，于2019 年发布了《工业互联网体系架构2.0》。2021 年，根据“十四五”规划和《工业互联网创新发展行动计划（2021—2023 年）》，工业互联网产业联盟又发布了《工业互联网标准体系3.0》。随着标准的不断更新，我国工业互联网的相关体系也在不断发展和完善。总体而言，我国的工业互联网的发展可以概括为网络体系领域、平台体系领域、安全体系领域和应用领域四个方面的发展。

1.1 网络体系领域发展

基础网络是工业互联网的血管，而一个血管的优劣将直接影响着本体的健康与可持续发展。从我国工业互联网的提出开始，夯实网络基础就作为工业互联网发展的主要任务之一。目前我国工业互联网的网络体系采用了成熟、高可靠、低时延的光纤网络和先进的5G 技术作为基础，同时结合了标识解析和边缘计算等方面。为指导网络体系的构建，工业互联网联盟开展了《工厂内网络工业EPON 系统技术要求》等一系列网络传输和安全的标准制定。随着工业互联网的发展，目前软件定义网络（SDN）、支持互联网协议第六版（IPv6）、确定性网络（DetNet）、低功耗无线网络、工业无源光纤网络（PON）、工业无线、工业互联网园区网络等重点领域也在加快技术标准及产业布局[3]。针对标识解析和边缘计算也先后开展制定了一系列的标准，同时我国也在不断探索“5G+工业互联网”融合的应用场景。

1.2 平台体系领域发展

工业互联网是一个多行业、多层次的集合体，它既涵盖了工业范畴的材料方、设计方和生产方，又包括了互联网范畴的服务提供商、内容提供商和使用者。而工业互联网需要一个平台作为互联互通的载体，才能使多方面进行耦合。故此平台体系就成为了工业互联网的中枢。我国《工业互联网创新发展行动计划（2021—2023 年）》中提出，到2023年，工业企业及设备上云数量会比2020 年翻一番，打造3 ～5 家有国际影响力的综合型工业互联网平台、70 个行业区域特色平台、一批特定技术领域专业型平台[4]。目前，我国工业互联网平台也算是百花齐放。截至2021 年12 月，全国有影响力的工业互联网平台已经超过150 个。其中不乏百度、阿里、腾讯、华为等国内科技、互联网龙头企业的身影。

1.3 安全体系领域发展

安全体系是工业互联网的健康保障。随着国际关系的复杂化，我国逐渐意识到信息安全的重要性。国家已发布了《工业互联网安全标准体系》《工业互联网安全总体要求》《工业互联网平台安全防护要求》等标准，并开展《数控系统商用密码应用技术要求》等安全领域标准的编制工作[3]。

1.4 应用领域发展

应用的发展能够赋予工业互联网活力。我国在软件应用领域已领先西方大部分国家，优势在于更加理解人们的应用需求、更人性化。目前工业互联网的应用也继承了这些优点，逐步形成了平台化设计、智能化制造、个性化定制、网络化协同、服务化延伸和数字化管理等新模式新生态[3]。同时，工业互联网的应用也已经延伸至设计、生产、销售的各个环节。

2 工业互联网面临的困境

尽管我国工业互联网的发展日益成熟，但仍存在较多影响其健康发展的问题。

2.1 我国工业领域软硬件自主研发程度不足

目前，我国在科技领域软硬件研发方面，对比西方发达国家来说，仍存在一些差距。国内工业设备与国外设备相比在技术和精密性上仍存在不足，致使我国大部分工厂仍较多使用国外进口设备，从而难以支持工业互联网的数据采集、分析和优化应用，制约了工业互联网的广泛应用[5]。而导致这一问题的主要原因是：首先，一直以来我国科技的发展较大程度上是以基于现有国际常用或开源的软硬件进行二次开发为主，自身缺少核心的专利和技术；其次，国内企业仅有少数龙头企业会投入资金进行核心技术研发，大部分企业既不愿意投入，也难以在市场中寻找到具备核心技术开发能力的人才。

2.2 信息安全的形势仍不乐观

核心技术的缺失，除了影响我国工业互联网的自主发展，也容易造成工业互联网的信息安全问题。从操作系统方面，国内的工业设备会使用微软系统、Linux 或Unix 作为基础操作系统，系统的核心技术均掌握在国外，存在一定的信息风险。从网络架构方面来看，目前我国的工业互联网主要部署在互联网和5G 网络中，再加上操作系统等核心技术属于国外的先天不足，工业互联网的信息安全防范难度非常大，总体形势仍不乐观。

2.3 我国大部分工厂的信息化程度仍然不高

目前尽管计算机不断普及，但是我国大部分工厂的信息化程度仍然不够。部分工厂只有简单的OA 系统，生产设备数字化程度低。据统计2017 年我国企业设备数字化率和数字化设备联网率分别为44.8%、39.0%[5]。工厂向数字化转型的难度是很大的，主要有以下两方面：

（1）工厂往数字化转型需要大量的资金。工业是一个高投入的行业，前期既需要人力，还需要大量的设备投入。而中小企业在采购设备时如果选择价格较高的数字化设备，其成本显然难以承受。

（2）企业对信息化投入虽有热情，但行业指导不足，企业害怕对信息化投资失败，无从下手[6]。随着近几年信息化的高速发展，越来越多的企业管理者看到了信息化为企业的管理和发展提供的有力支持。但是也有很多企业盲目地投入信息化，既没有起到任何效果，也浪费了资金。久而久之，中小企业对于信息化的投入都保持一种观望的态度。

2.4 园区云设施发展程度参差不齐

从目前国内的产业园区发展情况来看，构建园区云是智慧园区的发展趋势，也是工业互联网的基础。但目前我国工业园区大部分都是处于信息化程度较低、企业信息化相对独立的状态。同时大部分工业园区也暂未有提供相关的园区云基础的条件。而补建设园区云又会存在投资主体的问题。若该部分由园区产权单位投资，虽能转嫁到承租企业中，但其资金回溯时间较久；而且建设园区云对于信息化程度较低的企业反而是增加其经营成本，企业的参与度不高，建设难以落实。若由企业联合建设，又缺少牵头主体，而且各企业需求和标准不统一，难以执行。若由政府建设，其涉及的资金庞大，经过新冠疫情，政府的资金也愈发紧张，难以推进。

2.5 工业互联网平台缺少统一管理

工业互联网平台作为工业互联网的呈现方式，其优劣直接影响到企业加入工业互联网的热情。目前全国有影响力的工业互联网平台已经超过150 个。工业互联网平台的蓬勃发展可以说是工业互联网的福音，但是也可能是工业互联网发展的制约因素之一。在笔者看来，建立工业互联网平台，本应是为了建立一个共享的平台来解决各个工业产业的信息孤岛问题，而目前每一个互联网平台其实就相当于一个独立的互联网，平台之间少有的联系使得各个平台成为了一个孤岛。我国的互联网产业发展到今天，其显著的特点是用户数量多和资源丰富，人们乐于使用这种具有各种资源和交流方便的平台。若无法打通各个平台之间的信息壁垒，工业互联网就等于只是一个各行业的局域网，无法实现真正的互联互通，打通生产业的横向和纵向交流。

3 关于工业互联网发展的建议

发展工业互联网，实现2035 年智能制造是我国的战略目标，也是实现中国梦的重要路径之一。我国从发展工业互联网至今已经有6 个年头，针对其架构及其涵盖的各个领域都在不断地探索和发展过程中[7-10]。而工业互联网在全世界范围内暂未有一个可以照搬的成功模式，故此我们必须走出中国特色的工业互联网道路。鉴于我国工业互联网的发展情况，本文给出以下几点建议。

3.1 进一步推进强基计划，引导企业加强核心技术研发

要想成为科技强国，关键还是要加强基础科学教育。我国改革开放以来一直处于高速发展阶段，时代的背景促使教育主要以培养应用型人才为主，对基础科学的教育重视不够。随着关键核心技术发展不足等问题的凸显，我国已意识到基础学科的重要性，并于2020 年开展了强基计划，目前全国已有39 家高校成为试点高校。在此基础上，政府还应该制定鼓励企业进行关键核心技术研发的政策，例如在税收、业务开展等方面制定一定的优惠政策，引导企业加大核心技术研发的投入，使得强基计划得以良性循环，使培养出来的人才可以发挥所长。

3.2 制定工业互联网成熟度发展指引

为鼓励企业加入和发展工业互联网，政府应该牵头制定工业互联网成熟度发展指引。通过定义不同层级的工业互联网发展程度，为相关单位评估自身的工业互联网发展水平提供更加客观的参考；同时也使企业得以良性发展，避免盲目、激进式的转变，真正成为工业互联网的得益方，加强企业对投资信息化发展的信心，从而使更多的企业有兴趣加入工业互联网。

3.3 建设独立的工业互联网物理网络，保障信息安全

工业互联网的物理网络是关乎整个产业健康发展的重要因素，同时也应该上升为国家安全战略的核心网络之一。若工业互联网的物理网络与互联网共在同一链路上，万一发生信息安全攻击，将会使我国的工业产业瘫痪。故此，工信部门应该牵头建设一个独立的工业互联网物理网络，使得其物理上与互联网隔离，如此既可以确保工业互联网的安全性，又可以提供一个高效低时延的通信网络。此种方式可以为企业设备上线提供良好的安全保障措施。

3.4 政府层面应该统筹运营平台

目前，各个地方和龙头企业都开展平台建设，但是平台的质量千差万别。多个平台之间没有一个有效的机制进行互联互通，将来会导致一个个信息孤岛的产生。同时龙头企业建立平台，其主要是以运营为目的。故此，政府层面应该主动牵头，将平台建设纳入电子政务范畴，打通各已有平台的互联互通，将其纳为二级、三级平台，龙头企业在此平台的基础上进行二级、三级的应用延伸。由此既可以保障工业互联网的有效发展，也有利于政府对产业结构的了解与统筹。

4 结 语

本文主要分析了工业互联网的现状，总结了发展过程中的痛点和难点，提出了一条具有中国特色的工业互联网发展道路。文中建议进一步推进强基计划，引导企业加强核心技术研发；制定工业互联网成熟度发展指引；建设独立的工业互联网物理网络；呼吁政府层面统筹运营平台。由此才能推动工业互联网的成功建设，促进我国工业的进一步发展。