工业互联网的技术难点以及未来发展的着眼点

摘要：工业互联网是智能制造发展的幕后推手，那么工业互联网发展的技术难点都有什么?我们又应该将技术发展着眼点落在哪些方面?本文首先简要阐述了我国大力发展工业互联网的原因，其次深入分析了目前工业互联网领域技术难点以及深入研究要点。

　　我国政府大力支持工业互联网的发展

　　2016年，工信部、财政部联合发布智能制造发展规划，明确了“十三五”期间我国智能制造发展的指导思想。2017年，国务院印发了《国务院关于深化“互联网+现金制造业”发展工业互联网的指导意见》，指出要部署深化制造业与互联网融合发展和加快制造强国建设。2018年，工信部推出《工业互联网平台建设及推广工程实施指南》，此举给企业带来大量的发展机会，特别是工业互联网平台建设、工业云、工业APP以及工业大数据等领域。在此大背景下，我国工业互联网业发展迅速。　

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　　我国为何大力发展工业互联网

　　依托融合新兴工业技术重要载体的互联网，第四次工业革命正在以空前的速度、深度和广度席卷全球。无论是德国的“工业4.0”、美国的“再工业化”、还是“中国制造2025”，核心都是将工业互联网作为战略着力点。我国有着世界上最大的工业体系，但竞争能力与美、德等发达国家存在一定差距，这意味着中国工业体系有着巨大的转型升级潜能和需求。但是目前我国拥有全球最大的信息通信技术产业体系，不少领域已具备较高的发展水平。工业互联网把二者融合，促进双方协同创新，是我国实现制造强国的重大突破口。然而，目前的传统网络无法满足工业需求。因此，对工业互联网进行深入的探讨和研究势在必行。

　　工业互联网发展与应用面临的挑战

　　智能制造通过对局部物理生产状态进行实时可靠的检测与控制，实现大规模生产实体控制和全局优化生产、资源的协调分配与动态组织以及信息空间与物理空间的高度集成和动态连接。工业互联网是信息空间与物理空间融合和统一的基础，通过各类具备信息感知、计算和决策控制能力的异构物理实体、计算实体等通过复杂网络实现交互和协作，实现各类制造信息的高效流动与整合，从而有效提高制造系统的效益。与传统的信息网络不同，工业互联网是一个规模巨大、开放、异构和物理分散的分布式系统，现有网络的体系架构已难以满足其应用需求。从技术发展以及落地的角度，工业互联网面临以下临挑战：(1) 如何实现工业互联网系统中大量异构节点实时可靠的互联互通?(2) 如何在复杂多变的工业环境中保证工业网络安全?(3)如何解决中小企业的工业互联网应用问题?

　　工业互联网未来发展的着眼点

　　笔者就以上提出的工业互联网面临的诸多挑战，提出了以下四个发展要点：

　　(1)建立工业互联网标准体系架构。智能工厂在建设过程中会使用到多个智能设备提供商提供的智能设备，这些设备大部分缺乏统一的智能设备通讯协议标准，智能工厂需要通过对接大量不同通讯协议来对不同类别的智能设备做管理控制，这将给智能工厂和设备提供商双方造成较大的开发成本浪费，且不利于日后的升级维护。因此，需要定义智能工厂建设中的联网设备和信息子系统集成需要遵循的统一通信链路、协议和编码标准，协议从通讯、数据交互、业务逻辑、程序模块、报文协议等角度引导设备接入物联网信息交换平台。

　　(2)复杂生产环境下的安全信息感知技术。由于感知系统本身故障及感知系统本身故障及可能出现的突发事件，会导致信息物理系统所获取的传感数据具有较大的随机性和不确定性。因此，数据的安全可信是信息物理系统面临的关键点之一。应建立复杂生产环境下文件的安全信息感知技术，和感知数据可信性分析框架，设计数据可信性推理机制，有效提升信息感知的安全性。

　　(3)实时可靠接入与传输技术。需要深入研究面向复杂工业环境的低时延接入技术，克服动态不确定环境的负面影响;同时，针对广域覆盖、海量连接的典型智能制造应用需求，探索高可靠、低时延、低功耗的无线传输新技术，确保物理系统与信息系统、异构信息系统内部的高效、可靠信息共享与交互。

　　(4)建立面向中小企业的工业互联网架构。中小企业受限于资金、人力等限制，不能简单复制和模仿大型企业信息化建设的模型。因此，我们必须建立适合中小企业的工业互联网平台，使得中小企业可以快速、灵活、便捷的根据实际情况灵活应用，实现中小企业的生产革新。

　　结语

　　由于智能制造需求和信息通信技术之间的高度契合，工业物理设备互联互通、协同调度已成为大势所趋。现有的网络标准体系架构、信息传输处理技术、以及安全感知已经无法满足复杂工厂环境的应用需求。因此，我们应着眼提出新型面向智能制造的工业互联网理论基础来实现产业的发展。同时，我们也应考虑我国中小企业的需求，研发低成本的工业互联网平台，适应各类企业实际应用。