1、 迈向智能世界系列工业网络全连接迈向智能世界:工业网络全连接序言于海斌21世纪的今天,我们正处在一个前所未有的工业变革时代。随着信息技术的飞速发展,全球工业格局正在经历着深刻的调整和重塑。作为世界第二大经济体,中国正站在推进新型工业化宏伟蓝图的历史节点上。新型工业化不仅仅是传统工业的简单升级,而是一场以数字化、网络化、智能化为引领的全面革新。这一战略的核心,在于通过与高新技术的深度融合,实现工业生产方式的根本转变,推动产业结构的优化升级,构建起更加开放、协同、高效的现代工业体系。工业网络全连接,正是新型工业化战略的关键一环。它意味着在工业生产全过程中,通过物联网、云计算、人工智能等技术手段,实
2、现设备、生产线、工厂、供应链乃至整个工业生态系统的无缝连接。这不仅能够极大提升生产效率和产品质量,还能够实现资源的最优配置,降低能耗和排放,推动绿色可持续发展。作为一位长期从事工业过程网络化和自动化的研究学者,我很幸运能够见证并参与了这一历史进程。受应用行业、应用场景的限制,以及各大工业企业间博弈等原因,工业网络世界,不像ICT、互联网世界,开放且统一,而是呈现出较强的封闭性。即使在国际电工委员会IEC等组织的领导下,至今仍未统一现场总线和工业以太网的标准。工业网络标准多年来累计共计定义了数十类,形成了稳定常态的七国八制格局。IEC现场总线国际标准历经16年,经过9次投票表决,最后通过协商、妥
3、协,才通过了多种类型的现场总线作为IEC61158国际标准。原希望制定统一现场总线技术标准的努力最终以失败告终,妥协形成的多个标准之间互不兼容,无法互联互通。工业以太网标准延续了工业总线标准制定的模式,纳入多种技术。从工业现场总线、工业以太网标准的诞生过程中可以看出,技术发展很大程度上受到市场规律、商业利益的制约,技术标准不单是一个技术规范,也是一个商业利益妥协的产物。随着近几年工业互联网、新型工业化的快速发展,越来越多的企业、专家、学者认识到,传统的垂直割裂的ISA95架构已经严重制约了新技术在工业的发展应用。在工业互联网、工业数字化的新浪潮下,工业控制网络与工业信息网络逐渐呈现融合趋势,具
4、备支持多业务、多协议、多厂商设备和数据互联互通、共网承载以及高质量传输能力,工业网络全连接已经成为发展的必然演进方向。1迈向智能世界:工业网络全连接本报告概述和分析了工业网络当前的需求、场景、痛点和发展趋势,给出了丰富的案例,并提出了工业网络的发展建议,有助于产业各界形成统一共识,并朝这一方向发展共同努力。同时,我们也要清醒地认识到,工业网络全连接不仅仅是技术问题,更是一场涉及经济、社会和产业等多方面的深刻变革。它将重塑我们的生产工作方式,在多方面衍生新的挑战。因此,我们必须在推进工业网络全连接的同时,加强相关领域的研究和建设,确保这一变革能够顺利发展。展望未来,我相信,在广大科技界、工业界的
5、共同努力下,新型工业化必将全面实现,为工业实体经济的全面发展提供强大动力。让我们携手并进,共同迎接这个充满希望的新时代。中国工程院院士 国际自动化学会会士2迈向智能世界:工业网络全连接余晓晖工业网络作为现代工业生产活动的关键基础设施,贯穿了人、机、料、法、环、测等各个生产环节,是数字化智能化的基石。随着工业革命的不断演进,工业网络经历了从模拟通信向数字通信转变,现场总线向工业以太网转变、有线网络向无线网络拓展的不断演进,而技术进步和市场需求,是推动工业网络持续革新的核心动力。展望2030年及更远的未来,工业网络将呈现出怎样的新面貌?从技术层面来看,工业网络将变得越来越灵活和智能。数字化转型的深
6、入发展使网络在制造业中的作用日益重要,网络的角色正在从传统的“信息传输”升级为提供“能力服务”,这意味着未来的工业网络需要根据不同的应用场景灵活便捷提供定制化的服务。例如,一些企业可能需要高带宽以支持大数据的快速传输,而另一些则可能更关注网络安全或低时延以保证实时控制。为了满足这些多样化的需求,需要打破传统的封闭生产控制系统,解耦并重塑现有的垂直层级化工业网络,构建一个IT与OT深度融合、开放通用、扁平化的新型工业网络体系。这样的体系将能够实现工业领域的泛在互联、确定承载、开放智能和安全护网。从需求角度来看,工业网络将成为数字化转型的强大引擎。在当今这个数据驱动的时代,工业网络不仅仅是连接机器