當前,以5G、大數據中心、人工智能等為代表的新型基礎設施建設(新基建)正成為國家戰略重點,為工業互聯網的深化發展注入了強勁動能。在這一政策背景下,工業互聯網不再僅是傳統制造業的數字化升級工具,更成為一片亟待開拓的“新藍海”,其核心驅動力正聚焦于網絡信息技術的創新與開發。
新基建政策為工業互聯網提供了堅實的底層架構。5G網絡的超高速、低時延、廣連接特性,使得海量工業設備實時數據采集、高精度遠程控制成為可能,為柔性制造、預測性維護等場景提供了網絡保障。大數據中心與云計算則為工業數據的匯聚、存儲與分析提供了強大算力平臺,使得數據這一新型生產要素的價值得以充分釋放。人工智能技術則進一步賦予工業互聯網智能化決策能力,優化生產流程與資源配置。這些新基建關鍵技術的融合與協同,共同構成了工業互聯網發展的新一代信息基礎設施。
在這一基礎上,工業互聯網開辟新藍海的關鍵路徑在于網絡信息技術的深度開發與融合創新:
其一,是面向工業場景的定制化網絡技術開發。通用網絡技術難以完全滿足工業現場對確定性時延、超高可靠性和安全隔離的嚴苛要求。因此,開發時間敏感網絡(TSN)、工業5G專網、邊緣計算網絡等成為重點方向。通過軟件定義網絡(SDN)、網絡切片等技術,實現在統一物理網絡上為不同優先級、不同安全等級的工業應用提供虛擬專屬通道,確保關鍵業務的數據傳輸質量。
其二,是“云-邊-端”協同計算架構的優化與開發。工業互聯網產生海量、異構的實時數據,全部上傳至云端處理既不經濟也不高效。邊緣計算技術的開發至關重要,需要在靠近設備或數據源頭的網絡邊緣側,部署具備一定算力的智能網關或邊緣服務器,實現數據的本地化實時處理、過濾與初步分析,再將高價值數據上傳至云端進行深度建模與全局優化。開發高效的邊云協同機制、任務卸載策略和資源調度算法,是提升系統整體效率的關鍵。
其三,是工業互聯網平臺與工業軟件(工業APP)的生態化開發。新基建提供了“路”與“算力”,而平臺與軟件則是跑在路上的“車”與貨物。需要持續開發更開放、更具彈性的工業互聯網平臺,降低工業知識軟件化、模型化的門檻。鼓勵開發者基于平臺,針對特定行業、特定場景開發專業化、輕量化的工業APP,形成豐富的應用生態,真正將技術能力轉化為解決實際生產問題的解決方案。
其四,是工業信息安全技術的體系化開發。工業互聯網將物理世界與信息世界深度聯通,其安全風險也從網絡空間延伸至物理生產系統。必須開發涵蓋設備安全、控制安全、網絡安全、數據安全和應用安全的縱深防御體系。具體包括開發適用于工業環境的入侵檢測與防護技術、工業協議深度解析與安全加固技術、基于零信任的動態訪問控制機制,以及利用區塊鏈等技術實現數據可信溯源與防篡改。
其五,是數據價值挖掘與知識自動化技術的開發。工業互聯網的終極目標是實現數據驅動的智能決策。這需要開發更先進的工業大數據分析算法、機器學習模型,特別是結合領域知識的機理模型與數據模型的融合建模技術。通過開發知識圖譜、數字孿生等技術,將工業經驗、工藝參數、設備模型數字化,并實現知識的自動積累、復用與演進,從而支撐自感知、自決策、自執行的智能化生產。
在新基建政策的持續推動下,工業互聯網的發展藍海將愈發廣闊。網絡信息技術的開發重點,必將從單點突破轉向體系化融合創新,從技術驅動轉向與工業知識深度融合的價值創造。通過構建更智能、更可靠、更安全的工業網絡新體系,工業互聯網將有力推動我國制造業向高端化、智能化、綠色化轉型升級,為經濟高質量發展打造強大引擎。