「深度解读」国家如何推动工业互联网网络标准

2019年1月18日,工业和信息化部印发《工业互联网网络建设及推广指南》(以下简称《指南》),《指南》依据《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》、《工业互联网发展行动计划(2018-2020年)》中的任务要求,有针对性地解决企业建网用网、建标识用标识的突出问题。旨在加快工业互联网网络基础设施建设及推广。

工业互联网网络是构建工业环境下人、机、物全面互联的关键基础设施,通过工业互联网网络可以实现工业研发、设计、生产、销售、管理、服务等产业全要素的泛在互联,对于促进工业数据的开放流动与深度融合、推动工业资源的优化集成与高效配置、支撑工业应用的创新升级与推广普及具有重要意义。

从2015年到2018年,国务院每年都会出台政策推动互联网与制造业的融合,打造以“互联网+”与实体经济相互促进的经济新增长点,加快中国制造的产业升级。据中国工业互联网产业联盟测算,2017年我国工业互联网直接产业规模约为5700亿元。在2017年到2019年期间,预计产业规模将以18%的年均增速增长。按照预期增速,预计2020年左右国内工业互联网直接产业规模将达到万亿级,初步建成工业互联网基础设施和技术产业体系。

《指南》提出了2020年形成相对完善的工业互联网网络顶层设计,初步建成工业互联网基础设施和技术产业体系的总体目标,指出了3个重点发展方向。

在《指南》中关于工业互联网的基础建设,关键词“网络标准”出现了10次,“标杆网络”出现了13次,关键词“IPv6”出现了6次。

建立工业互联网网络标准方面,需要制定工业互联网网络通用需求、网络架构、通信协议户外摄影、关键接口等总体性标准,以及时间敏感网络(TSN)、工业无源光网络(PON)、工业软件定义网络(SDN)、无线专网等新型网络技术标准,针对垂直行业的特色网络应用技术标准。同时完善制定工业互联网网络服务标准,企业外网、内网及相互间的互联互通规范,构建公平、有序、开放的网络互联互通环境。如何推动网络标准建设并打造标杆网络?

《指南》提到,一方面,将建立工业互联网网络标准体系,并通过支持企业和科研机构积极参与国际标准的研制,建立与国际标准化组织、主流开源项目的对标机制,建立国际标准、国家标准、行业标准、团体标准和企业标准协同推进机制;另一方面,以建设高可靠、广覆盖、大带宽的可支持IPv6的企业内外网标杆网络为目标,大力推广IPv6以解决用户对于网络地址的基本需求。

而发展IPv6,推动以企业内外网络和标杆网络为代表的工业互联网的基础建设,一是需要以汽车、航空航天、石油化工、机械制造等重点行业为代表的企业针对典型行业需求和不同企业规模,建设垂直行业企业内网标杆网络,形成不同网络技术在企业内网部署的参考模板;二是需要电信企业积极开展IPv6改造,打造支撑企业上云时企业网络与云间网络接入典型解决方案。

标杆网络建设的目的是打造可复制的“精品网络”,探索5G、IPv6、TSN、工业PON、工业SDN、NB-IoT、边缘计算、无线专网等新技术在工业互联网网络中应用的成熟模式。对于加速工业互联网网络升级演进,支撑工业互联网创新发展具有重要的现实意义。

建设工业互联网网络不是目的,通过网络优化生产流程、提高经营效益才是根本出发点。《指南》提出了推广标杆网络建设模板,开展工业互联网网络应用创新,推进传统产业转型升级,建设网络创新公共服务平台等重点任务。

应用创新方面,《指南》鼓励统筹IPv6和5G发展,充分发挥IPv6海量地址、5G网络切片等技术优势;一方面,通过工业互联网企业外网标杆网络建设为5G商用提供特性化应用场景,带动5G技术创新和网络建设。另一方面,企业内网络标杆网络则是针对具体行业企业需求,重点开展5G、IPv6、TSN、工业PON、工业SDN、NB-IoT、边缘计算、无线专网等新技术在工厂内的应用,以及这些技术间的集成创新应用。

传统企业网络化改造方面,需要增加企业内网覆盖范围,开展重点行业网络与业务的对接,推动企业内外网互联互通,形成企室内摄影业优化生产流程和生产效率的依托,以此促进产业升级。同时,各科研单展开基于IPv6、标识解析技术的工业互联网应用创新,建设网络创新公共服务平台,打通全产业链,为中小企业提供便利。

在工业互联网应用方面,美、德等垄断了传统的工业软件市场,拥有GE、Oracle、SAP等工业软件巨头,形成了完整的开发者社区和海量开发者,而且正在涌现一批新型的工业应用企业。而国内高端工业软件主要依赖进口,仅开发了少量工业APP,虽然在数据科学研究领域有一定基础,但是缺乏工业应用开发者平台,这一点我国与国外对比还存在较大差距。

因此,加快建设产业生态、健全创新体系、完善发展环境,加快人才队伍建设,建设工业互联网创新开源社区,开展应用创新,是目前势在必行的局面。

完善标识解析技术标准,需要制定标识解析整体架构、数据管理、分布式注册、可信解析、多源异构信息管理、标识数据互操作等关键技术标准。搭建规模性的基础技术创新与试验验证环境,打造安全可控的标签、读写器、中间件等标识存取关键软硬件设备,提供标识注册、标识解析、标识搜索等关键技术测试验证服务。

工业互联网标识解析体系包括:国际根节点、国家顶级节点(共5个,分别位于北京、上海、广州、武汉、重庆)、二级标识解析节点、公共递归解析节点以及应用节点。

工业互联网标识解析的重点建设内容包括管理机制、解析节点、产业应用、技术标准等四个方面:

管理机制方面,主要是对工业互联网标识命名空间进行统筹和规划,对标识编码注册和分配进行管理和规范,对各种标识解析公共服务节点的建设和运营机构进行规范、协调和检测。

解析节点方面,主要是进一步提升公共标识解析服务节点的标识注册与解析服务能力,选择重点行业(选汽车、机械制造、室内摄影新材料、能源化工、生物医药、高端装备等领域)和区域组织行业龙头企业和第三方机构加快建设一批二级节点,建设和运营能够提升解析网络服务性能的递归节点。

产业应用方面,主要是依托不同层级的标识解析公共服务节点,推动工业企业和信息服务提供商联合开展重要产品追溯、供应链管理、产品全生命周期管理、个性化定制等各种标识集成创新应用,促进跨企业、跨行业、跨地区的工业大数据自由流动和共享共用。

技术标准方面,主要是组织围绕标识相关的标识标签载体、标识数据采集和传输、标识注册和解析、标识集成应用等关键环节开展关键技术研究及标准制定。

并在工业互联网标识解析系统建设逐步开展以后,积极探索标识解析应用和服务的新思路新模式新方法。

《指南》提出以“立标准”为基础,以“建网络、用网络”和“建标识、用标识”为核心,以“创环境、建秩序”为保障的推进思路。明确了工业互联网网络与标识解析技术标准的重点领域,为工业互联网网络与标识解析系统建设、运维、应用提供技术依据。提出了打造企业内网和企业外网的标杆样板、开展工业互联网网络应用创新,推进传统产业转型升级的重点任务。以及推进标识系统建设,促进企业积极探索基于标识解析的产品追溯、供应链管理、产品全生命周期管理等标识解析集成创新应用的新思路。