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《關於深化“網際網路+先進製造業”發展工業網際網路的指導意見》的系列解讀——解讀一:夯實網路基礎

日期:2017-12-26 11:37    來源:中華人民共和國工業和信息化部

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  一、背景情況

  工業網際網路網路是實現人、機器、車間、企業等主體以及設計、研發、生産、管理、服務等産業鏈各環節的全要素泛在互聯的基礎,是工業智慧化的“血液迴圈系統”,包括工業企業內網和工業企業外網,工業企業內網實現工廠內生産裝備、資訊採集設備、生産管理系統和人等生産要素的廣泛互聯;工業企業外網實現生産企業與智慧産品、用戶、協作企業等工業全環節的廣泛互聯。工業網際網路標識解析體系是工業網際網路網路的重要組成部分,類似於網際網路領域的域名解析系統(DNS),包括標識和解析系統兩部分,其中標識是機器和物品的“身份證”;解析系統利用標識,對機器和物品進行唯一性的定位和資訊查詢,是實現全球供應鏈系統和企業生産系統精準對接、産品全生命周期管理和智慧化服務的前提和基礎。

  目前全球工業網際網路網路發展處於起步階段。在工業企業內網方面,傳統工業現場總線、工業乙太網等網路技術、標準和産品主要集中於少數發達國家。近年來,我國提出了工廠自動化乙太網(EPA)、工業過程/工廠自動化無線網路(WIA-PA/FA)等技術,但産業化和商用水準低。目前,時間敏感網路(TSN)、工業軟體定義網路(SDN)等新技術研究和産業化成為國際産業界關注的新熱點。在工業企業外網方面,國內外都高度重視新技術新網路的研究與應用部署,積極探索利用IPv6、窄帶物聯網(NB-IoT)、軟體定義網路(SDN)、5G等技術構建滿足高可靠、低時延、廣覆蓋、可定制等要求的企業外網路。

  國際上目前存在多種標識解析體系方案並開展一定程度的試驗和應用,但沒有形成統一的、成熟的、大規模部署的全球性工業網際網路標識解析體系。工業網際網路標識解析體系尚不成熟,在OID、Handle、Ecode等主要的現有標識解析方案中,技術、標準、産業、應用、治理等還有待進一步完善,亟需對核心技術和應用方案進行有組織、大規模的驗證示範推廣。

  二、思路目標

  工業網際網路是新一代資訊技術與製造業深度融合的産物,需要工業領域和資訊通信領域共同推進發展,在工業網際網路網路建設中,需要圍繞工業企業的業務發展需求,充分發揮我國在資訊通信領域的優勢,借助工業企業內網和工業企業外網的更新換代,加快新技術的部署應用,打造國際先進的工業網際網路網路基礎設施,全面提升工業企業的網路化水準。

  工業網際網路網路方面,《指導意見》着重從三個方面給出了未來的演進思路和方向。一是工業企業內網改造升級。由於我國工業企業發展水準差異較大,相當一部分企業特別是中小企業的數字化、網路化基礎薄弱,欠缺發展智慧化生産、網路化協同等新模式新業態的基礎環境,因此開展工業企業內網路改造是首要任務,也是長期任務。通過分步驟、分行業推進IP化、扁平化、柔性化的技術改造和網路部署,逐步推進打造先進製造的基礎生産網路環境。二是工業企業外網建設。工業企業外網路將基於網際網路,但現有的網際網路無法完全滿足工業網際網路業務發展所需的高可靠、低時延、廣覆蓋、大頻寬、可定制等多方面的要求,需要加快推進寬頻網路基礎設施建設與改造,優化升級國家骨幹網路。同時為降低中小企業的資訊服務成本,推進中小企業專線的提速降費。三是工業領域的IPv6部署。當前網際網路正處向IPv6演進過渡的關鍵時期,雖然我國IPv6發展起步較早,但由於應用IPv6改造較慢,目前IPv6普及率不高。工業網際網路的發展成為進一步推動IPv6部署的新契機,而IPv6也是滿足工業網際網路發展海量地址需求的必然選擇。必須通過在工業企業內、外網路改造的過程中推進網路設備、設施、系統等進行IPv6改造,實現製造強國和網路強國同步推進。

  工業網際網路標識解析體系方面,為加快構建“統一管理、安全可靠、互聯互通”的工業網際網路標識解析體系,《指導意見》從三個維度進行了系統規劃。一是加強頂層設計。由於工業網際網路標識解析體系既是類似於網際網路域名系統的基礎服務設施,又在標識編碼識別、標識解析查詢、標識數據應用等方面有較大差異,因此要在充分借鑒網際網路域名系統發展經驗的基礎上,研究制定適用於工業網際網路的標識解析體系整體架構,依託即將設立的國家工業網際網路標識解析管理機構及相關註冊和服務機構,建立完善的統一管理體系。二是開展系統建設。在已有的Handle、OID、Ecode等多種公共標識基礎上,建設統一、安全、穩定的標識解析服務體系。主要包括完成業務運作和管理的各級標識解析服務節點以及提高服務性能的公共遞歸節點建設。三是推動産業應用。工業企業和網際網路企業、通信企業合作加強技術研發和模式突破,開展工業網際網路標識解析整合創新應用,實現跨企業、跨地區的資訊交互,有力支撐關鍵産品追溯、供應鏈管理、智慧産品全生命周期管理等工業網際網路應用。

  三、重點亮點

  工業網際網路網路建設涉及工業和通信業間技術選擇、標準規範、協議互聯等多種問題的協同解決,是一項複雜的系統工程。《指導意見》就若干關鍵重點領域,提出了指導性建議,部署了具體任務。

  推動工業企業內網改造升級。圍繞加快推進工業企業內網的IP化、扁平化、柔性化技術改造和建設部署,《指導意見》具體部署了三項任務。一是鼓勵工業企業採用時間敏感網路、軟體定義網路等新型技術升級改造現有網路,優化現有生産系統(OT)網路分層次組網模式,實現工廠管理控制系統扁平化,支援柔性靈活調整。二是利用工業無線、5G等技術建設工廠內無線網路,實現生産環節網路全覆蓋,支援更靈活的生産線動態重構。三是支援研究機構和企業開展工業網際網路新型網路的技術研究、標準制定和試驗驗證。四是加快新型工業網際網路交換機、通信模組、通信網關等關鍵網路設備的研製和産業化。

  加快工業企業外網建設。針對建設低時延、高可靠、廣覆蓋的工業企業外網路的要求,《指導意見》從骨幹網和接入網兩個層面提出了推進路徑。一是面向工業網際網路的骨幹網路升級。以實現工業企業和工業網際網路服務企業的廣泛、高品質寬頻接入為目標,以軟體定義網路、網路虛擬化等技術對現有公眾網際網路和高性能專網進行升級改造和建設。二是新型無線網路升級與建設。利用窄帶物聯網(NB-IoT)等低功耗廣域網(LPWAN)技術,建設滿足工業網際網路海量設備接入高密度、低時延需求的蜂窩網;充分考慮工業企業的接入需求,將5G網路建設成為能夠為工業網際網路業務服務的一張無線網路。

  推進工業領域全面部署IPv6。《指導意見》重點提出三方面任務。一是推動工業企業開展基於IPv6的IP化網路改造,實現從整個製造系統到網際網路更大範圍、更深層次的互聯;二是加快工業企業外網路的IPv6改造升級,將IPv6作為NB-IoT、5G等新型網路建設的必選項;三是加強支援IPv6的智慧工業設備、産品、通信模組的技術研發,解決工業網際網路海量終端接入問題。

  構建工業網際網路標識解析體系。一是綜合考慮業務需求、網路分佈、地理位置等因素,在國內外不同地區建設和部署各級標識解析節點及其鏡像節點;二是建設工業網際網路標識解析備案、監測、應急、託管、保障、災備等管理系統,提升管理和服務能力;三是促進標識解析應用和産業發展,到2025年,力爭通過工業網際網路標識解析體系進行資訊查詢的聯網對象標識註冊量超過30億。

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