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        工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展之我見

        2021-11-26 20:02:11胡石磊
        魅力中國 2021年17期
        關(guān)鍵詞:服務(wù)企業(yè)

        胡石磊

        (河鋼數(shù)字技術(shù)股份有限公司,河北 石家莊 050000)

        一、什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

        新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正蓬勃興起,互聯(lián)網(wǎng)加速與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合,移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)正逐步向工業(yè)領(lǐng)域滲透,一系列新的生產(chǎn)方式、組織形式和商業(yè)模式不斷涌現(xiàn),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運而生。不同國家在信息和工業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)不同,發(fā)展需求各異,對于互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)/產(chǎn)業(yè)深度融合的認識也不同。即使是對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵的認識,美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)與中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(AII)也不完全一致。IIC 將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義為:為了商業(yè)收入轉(zhuǎn)型,通過先進的數(shù)據(jù)分析使能智能工業(yè)操作的,連接物、機器、計算機與人的互聯(lián)網(wǎng)。而AII 定義:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成的產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài),是工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施。顯然兩個定義顯示出對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展各有側(cè)重,但兩者都一致認為廣泛連接、泛在互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)。

        二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不會是一個全新的物理網(wǎng)絡(luò)

        工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)特性決定了不會出現(xiàn)獨立的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)物理專網(wǎng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)模式可歸納為4 種,分別是:智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、服務(wù)化延伸。四種業(yè)務(wù)模式連接對象包含了人、工廠、機器和互聯(lián)網(wǎng)平臺等,接入方式包括個人撥號、企業(yè)寬帶、移動蜂窩和區(qū)域無線連接等,帶寬需求從物聯(lián)網(wǎng)智能模塊的窄帶到虛擬現(xiàn)實(VR)協(xié)同設(shè)計的超寬帶。如此復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)需求情況,現(xiàn)有的任何單個網(wǎng)絡(luò)均無法滿足;而如果要重新建設(shè)一個完全滿足所有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò),其投資力度、建設(shè)規(guī)模和管理復(fù)雜度都將是巨大的,且產(chǎn)出預(yù)期并不明朗。

        三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)沖擊現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

        工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)以及新型專網(wǎng)為基礎(chǔ),通過SDN、虛擬化等技術(shù)整合各個網(wǎng)絡(luò)的資源,以業(yè)務(wù)為驅(qū)動構(gòu)建而成。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的復(fù)雜性決定了支撐網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜和多元,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)突破了傳統(tǒng)公眾互聯(lián)網(wǎng)與企業(yè)網(wǎng)的邊界,改變了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者的分布,對通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展將產(chǎn)生巨大的影響。

        (一)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)延伸了網(wǎng)絡(luò)范圍

        傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,企業(yè)自主建設(shè)維護的工廠內(nèi)網(wǎng)和運營商提供服務(wù)的公眾網(wǎng)涇渭分明,工廠內(nèi)支撐辦公信息化的信息技術(shù)(IT)網(wǎng)絡(luò)和支撐生產(chǎn)的操作技術(shù)(OT)網(wǎng)絡(luò)也相互隔離。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打破了這些界線,其網(wǎng)絡(luò)將由工廠內(nèi)網(wǎng)和工廠外網(wǎng)組成。從業(yè)務(wù)發(fā)展看,個性化定制、協(xié)同化制造等業(yè)務(wù)將工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)打開,為滿足生產(chǎn)制造的遠程控制、監(jiān)測、操作需求,封閉的OT 網(wǎng)絡(luò)需具備更強的互聯(lián)互通能力,IT 系統(tǒng)的云化使企業(yè)IT網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合更為緊密。從技術(shù)上看,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)有著更高的信息化和信息采集需求,5G 等技術(shù)工業(yè)適配能力的提升,讓原有公眾網(wǎng)絡(luò)有機會滲透至工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)并提供服務(wù);SDN 等技術(shù)的成熟,也讓運營商看到了通過提供高質(zhì)量VPN 和網(wǎng)絡(luò)分片替代企業(yè)專網(wǎng)的可能。從產(chǎn)業(yè)上看,思科等通信企業(yè)逐步向工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)滲透,西門子等工業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供商出于業(yè)務(wù)互聯(lián)網(wǎng)化發(fā)展訴求,也在主動開放工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)。支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò),將突破原有企業(yè)網(wǎng)絡(luò)接入點邊界,延伸到工業(yè)企業(yè)內(nèi)部,極大地擴展了網(wǎng)絡(luò)范圍。

        (二)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)改變了網(wǎng)絡(luò)

        “造血機制”傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中,互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC)是信息服務(wù)的源頭,是互聯(lián)網(wǎng)的“造血中心”,實現(xiàn)信息匯集是運營商設(shè)計網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時的考慮重點。移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來了大量的信息推送需求,從大型“造血中心”向“末梢”的信息傳輸效率太低,因此在靠近“ 末梢”的地方出現(xiàn)了大量“儲血點”,用以增加服務(wù)提供節(jié)點,縮短傳輸路徑,提升服務(wù)效率。城域網(wǎng)的信息服務(wù)能力需要提升,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也要進行相應(yīng)調(diào)整。隨著工業(yè)企業(yè)信息化進程的推進,未來將出現(xiàn)大量的“造血點”。在工業(yè)生產(chǎn)過程中,將產(chǎn)生大量有價值、高敏感的數(shù)據(jù),主要用于企業(yè)生產(chǎn)流程的優(yōu)化、企業(yè)間的相互協(xié)調(diào),這種多服務(wù)于自己,少服務(wù)于公眾的高信息安全要求,決定了這部分數(shù)據(jù)不會集中到某個大型造血中心,而是在本地造血點進行存儲、分析,并向外提供服務(wù)。

        (三)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提升了網(wǎng)絡(luò)性能要求

        工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對通信網(wǎng)絡(luò)最直接的影響是提出了更高的網(wǎng)絡(luò)需求,簡單概括就是需要支持百億終端、百萬用戶、百級平面的業(yè)務(wù)發(fā)展。百億終端接入是指,未來智能工業(yè)產(chǎn)品和裝備——包括智能汽車、家電、機械、儀表及各種智能部件等——的數(shù)量將達到百億級水平,網(wǎng)絡(luò)需滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)海量智能工業(yè)產(chǎn)品聯(lián)接、信息交互的服務(wù)需求。百萬用戶是指,工業(yè)企業(yè)利用網(wǎng)絡(luò)開展監(jiān)測、控制等對隔離和安全要求比較高的業(yè)務(wù),需要進行用戶隔離,網(wǎng)絡(luò)能夠支持百萬級的VPN 隔離。百級平面是指,網(wǎng)絡(luò)具備“多租戶”能力,每個業(yè)務(wù)平面是一張具備完整網(wǎng)絡(luò)管理、控制和數(shù)據(jù)傳輸能力的網(wǎng)絡(luò),能夠為一類業(yè)務(wù)或一個超大型企業(yè)提供完全自主控制管理的網(wǎng)絡(luò)。

        工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)是技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動的必然結(jié)果,同時也將沖擊通信網(wǎng)絡(luò)原有的技術(shù)架構(gòu)和發(fā)展模式。擴大延伸的網(wǎng)絡(luò)范圍、全新的網(wǎng)絡(luò)信息節(jié)點分布、百級到百億級網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求都將深刻地改變通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),以開放化、虛擬化、智能化、融合化為發(fā)展方向的SDN、5G、窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)、IPv6 等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中廣泛應(yīng)用。與移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)代際分明的演進路徑不同,互聯(lián)網(wǎng)成長史告訴我們,互聯(lián)網(wǎng)從來不按“劇本”發(fā)展,但可以預(yù)見工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將成為通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要契機和助力,成為重構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的起點。

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