來源：動力谷智略
作者：王佳
物聯(lián)網(wǎng)智庫 轉(zhuǎn)載
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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)智能制造的路徑和基礎(chǔ)設(shè)施，可以概括為三大體系：平臺、網(wǎng)絡(luò)和安全，其中平臺是核心，是“人、機(jī)、料、法、環(huán)”全要素連接的樞紐、資源的配置中心，體現(xiàn)智能制造的大腦功能；網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)基礎(chǔ)；安全是互聯(lián)保障。
背景
進(jìn)入到2020年，“新基建”前所未有地進(jìn)入到國家決策層的布局之中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為“新基建”重要發(fā)展方向之一，被國務(wù)院常務(wù)會議、中央政治局會議頻繁“點(diǎn)名”，再度成為“風(fēng)口”。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)智能制造的路徑和基礎(chǔ)設(shè)施，可以概括為三大體系：平臺、網(wǎng)絡(luò)和安全，其中平臺是核心，是“人、機(jī)、料、法、環(huán)”全要素連接的樞紐、資源的配置中心，體現(xiàn)智能制造的大腦功能；網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)基礎(chǔ)；安全是互聯(lián)保障。本系列報(bào)告將從“平臺、網(wǎng)絡(luò)、安全”這三個角度對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行全面解析，從中探索政府和企業(yè)的發(fā)力點(diǎn)。
圖1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈全景圖
我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
1. 投融資現(xiàn)狀
平臺投入巨大，融資活動日趨活躍。據(jù)全國69家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的調(diào)研數(shù)據(jù)來看，14%的平臺投入超過十億元，43%的平臺投入超過億元，88%的平臺投入超過千萬元。據(jù)CVSourse網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)，2014-2019年融資額持續(xù)增長，2019年融資額達(dá)21.83億元。2020年3月，海爾的COSMOPlat創(chuàng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)A輪融資之最，高達(dá)9.5億元，一舉成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)第一獨(dú)角獸。
表1 跨行業(yè)跨領(lǐng)域十大工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺融資情況
圖2 2014-2019年中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融資趨勢
2. 平臺體系現(xiàn)狀
初步形成多層次系統(tǒng)化平臺體系。截止到2018年3月，國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺類產(chǎn)品數(shù)量已高達(dá)269個，既有用友、浪潮等IT企業(yè)將原有的解決方案向工業(yè)領(lǐng)域延伸；也有中國電信、移動、華為等通信企業(yè)借助渠道優(yōu)勢提供工業(yè)解決方案；也有三一、徐工等工業(yè)設(shè)備廠商發(fā)揮在設(shè)備和細(xì)分行業(yè)經(jīng)驗(yàn)方面的優(yōu)勢，為客戶提供整體解決方案；還有昆侖數(shù)據(jù)、黑湖科技等創(chuàng)業(yè)公司在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不同環(huán)節(jié)等細(xì)分領(lǐng)域提供專業(yè)服務(wù)。
表2 我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺代表
3. 應(yīng)用場景現(xiàn)狀
平臺應(yīng)用場景逐步聚焦。當(dāng)前國內(nèi)外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用主要集中于設(shè)備管理服務(wù)、生產(chǎn)過程管控與企業(yè)運(yùn)營管理三大類場景，占比分別達(dá)到38%、28%和18%。資源配置優(yōu)化與產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)獲得初步應(yīng)用，但總體仍有待培育，占比分別為13%和2%。
平臺數(shù)據(jù)深度挖掘不夠，與國外企業(yè)仍有差距。國外制造企業(yè)更加側(cè)重于設(shè)備管理服務(wù)，占比接近50%，國外平臺應(yīng)用的另一特點(diǎn)是數(shù)據(jù)的深度挖掘，依托大數(shù)據(jù)開展重點(diǎn)應(yīng)用已較為普遍，如設(shè)備健康管理、產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維已可達(dá)到預(yù)測水平，部分基于管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的商業(yè)智能決策已初步實(shí)現(xiàn)。
圖3 國內(nèi)外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用分布
4. 發(fā)展趨勢
企業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的難題急需解決。數(shù)據(jù)采集難主要由于是設(shè)備本身不“生產(chǎn)”數(shù)據(jù)，加裝數(shù)據(jù)模塊難度大；工業(yè)設(shè)備自帶的數(shù)字模塊不開放、被加密，數(shù)據(jù)上平臺壁壘高；接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不一，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。
平臺數(shù)據(jù)資源利用不充分的問題急需解決。我國平臺數(shù)據(jù)利用水平遠(yuǎn)不及國外，面對既有數(shù)據(jù)，企業(yè)需要思考如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的共享、分發(fā)、分析與協(xié)同，如何挖掘海量實(shí)時、歷史數(shù)據(jù)的價(jià)值，如何從遠(yuǎn)程監(jiān)視、遠(yuǎn)程配置參數(shù)，提升到在較大范圍內(nèi)協(xié)調(diào)配置資源、改進(jìn)制造工藝、優(yōu)化排產(chǎn)計(jì)劃、完善質(zhì)量追溯體系等，并由此而為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值。
平臺治理將成為政府與企業(yè)必須面對的重要問題。工業(yè)數(shù)據(jù)是重要的戰(zhàn)略資產(chǎn)，平臺供需雙方之間、平臺與平臺之間、平臺相關(guān)的不同參與主體之間的數(shù)據(jù)交互將會不斷增多和加深，數(shù)據(jù)確權(quán)、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)和平臺安全將成為平臺治理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
5. 應(yīng)對措施
（1）投融資發(fā)展：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)投入大，需要企業(yè)有強(qiáng)大資金支持。近幾年來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺融資額逐年上升，2020年海爾卡奧斯創(chuàng)下A輪融資之最，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)第一獨(dú)角獸，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融資呈現(xiàn)良好局面，相關(guān)的企業(yè)可以積極尋找融資機(jī)會。
（2）平臺建設(shè)：企業(yè)可以先從場景價(jià)值度高、工業(yè)機(jī)理簡單、實(shí)現(xiàn)成本低的平臺云工具普及開始(如CRM、SCM)，逐步開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的搭建。應(yīng)用場景上優(yōu)先聚焦生產(chǎn)過程管控、設(shè)備管理服務(wù)、企業(yè)運(yùn)營管理這三方面，同時提高大數(shù)據(jù)深度挖掘能力，放大平臺效能。
（3）數(shù)據(jù)資源開發(fā)：
企業(yè)：數(shù)據(jù)采集方面，通過改造或者借助信息化手段，使本身不具有數(shù)字化功能的設(shè)備、設(shè)施、物料、人員等相關(guān)信息進(jìn)入數(shù)字化系統(tǒng)，如對普通機(jī)床通過增加智能采集硬件，對物料通過二維碼、RFID等方式，對人員通過刷卡或者信息系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)挖掘利用方面：從以下三個方面提升：一是數(shù)據(jù)的積累。增強(qiáng)企業(yè)員工數(shù)據(jù)資產(chǎn)意識，從底層做起，采取信息化手段收集企業(yè)運(yùn)行生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)。二是建立企業(yè)數(shù)據(jù)模型。從數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)管控、體現(xiàn)先進(jìn)的管理理念這三個方面進(jìn)行建立。三是落實(shí)數(shù)據(jù)的應(yīng)用分析。例如：通過歷史數(shù)據(jù)預(yù)測待生產(chǎn)產(chǎn)品的成本和利潤；通過規(guī)避歷史問題，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)；利用分析歷史數(shù)據(jù)把控產(chǎn)品市場方向。
政府：面向平臺的數(shù)據(jù)交易、數(shù)據(jù)變現(xiàn)和數(shù)據(jù)增值等需求，開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法律研究，加強(qiáng)政府引導(dǎo)監(jiān)督和平臺安全風(fēng)險(xiǎn)防控，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理規(guī)則和應(yīng)用評估機(jī)制，是建立健全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺治理體系的重要途徑。
我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
網(wǎng)絡(luò)連接的目標(biāo)是完成系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)跨系統(tǒng)、跨行業(yè)的充分集成與流動，滿足工業(yè)對通信服務(wù)與設(shè)備的需求。工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)和工廠外網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)連接層的兩大重要場景，其中工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)調(diào)操作技術(shù)和信息技術(shù)融合，工廠外網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)調(diào)上云專線需求。
圖4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架全景圖
1. 工廠內(nèi)網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀
現(xiàn)有“兩層三級”網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立、性能較差。“兩層三級”的結(jié)構(gòu)如上圖所示。“兩層”是指存在“工廠信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)”和“工廠操作技術(shù)網(wǎng)絡(luò)”兩層。“三級”是網(wǎng)絡(luò)被分為“現(xiàn)場級”、“車間級”、“企業(yè)級”三個層次，每層之間的網(wǎng)絡(luò)配置和管理策略相互獨(dú)立。雖然目前“兩層三級”網(wǎng)絡(luò)中已部分應(yīng)用工業(yè)以太網(wǎng)通信接口，但仍有大量的現(xiàn)場設(shè)備依舊采用電氣硬接線直連控制器的方式連接，無線通信也只是應(yīng)用于部分特殊場合，靈活性、實(shí)時性、可靠性較差。
2. 工廠外網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀
工廠外網(wǎng)呈現(xiàn)“三線一連”結(jié)構(gòu)，包括“上網(wǎng)專線、互聯(lián)專線、上云專線”三個專線以及出廠產(chǎn)品的“上網(wǎng)連接”。上網(wǎng)專線能夠?qū)崿F(xiàn)用戶或產(chǎn)品對智能工廠的訪問；互聯(lián)專線用以實(shí)現(xiàn)智能工廠對分支機(jī)構(gòu)或上下游企業(yè)間的互聯(lián)；上云專線是指智能工廠與工業(yè)云平臺的互聯(lián)，國家“百萬企業(yè)上云”的推進(jìn)拉動了工業(yè)企業(yè)專線需求；上網(wǎng)連接是指出廠產(chǎn)品到互聯(lián)網(wǎng)的連接，進(jìn)而與智能工廠或工業(yè)云平臺互聯(lián)。
圖5 工廠外網(wǎng)絡(luò)三線一連結(jié)構(gòu)
3. 發(fā)展趨勢
工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的三大趨勢將極大提升工業(yè)通信效率，同時5G將替代傳統(tǒng)工業(yè)通信解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)痛點(diǎn)。（1）IT與OT融合：傳統(tǒng)“兩層三級”架構(gòu)嚴(yán)重影響信息互通效率，為了滿足對現(xiàn)場級實(shí)時數(shù)據(jù)的采集需求，OT網(wǎng)絡(luò)與IT網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)融合趨勢，有線與無線的網(wǎng)絡(luò)部署呈現(xiàn)協(xié)同趨勢；（2）開源開放：工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)、環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)都將打破傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)眾多制式間的壁壘，對外或?qū)?nèi)開放；（3）部署靈活：未來工業(yè)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)靈活生產(chǎn)及可視化網(wǎng)絡(luò)管理，生產(chǎn)與部署彈性化。
工廠外網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)呈現(xiàn)普遍化、精細(xì)化、靈活化趨勢。一方面，隨著工業(yè)產(chǎn)品和裝備的遠(yuǎn)程服務(wù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，未來海量設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、維修、管理、優(yōu)化等業(yè)務(wù)都將基于工廠外網(wǎng)絡(luò)開展。另一方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工廠外網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈的泛在互聯(lián)，復(fù)雜多樣的連接場景促進(jìn)了新的企業(yè)專線技術(shù)服務(wù)的精細(xì)化發(fā)展。最后，大量移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，提高了網(wǎng)絡(luò)接入的便捷程度和部署速度，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)廣泛互聯(lián)提供更靈活的方式選擇。
4. 應(yīng)對措施
工信部《關(guān)于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》中再次明確指出：鼓勵工業(yè)企業(yè)升級改造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)外網(wǎng)。內(nèi)網(wǎng)有操作網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)融合、開源開放、靈活部署、5G網(wǎng)絡(luò)代替?zhèn)鹘y(tǒng)通信方式的趨勢，外網(wǎng)有普遍化、精細(xì)化、靈活化的趨勢。
基于以上趨勢，企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)外網(wǎng)的改造有三大要點(diǎn)需要注意：與業(yè)務(wù)系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃，同時需要考慮未來的演進(jìn)；網(wǎng)絡(luò)部署需要整體規(guī)劃，避免傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)物理隔離及碎片化，形成數(shù)據(jù)孤島；工廠內(nèi)、外網(wǎng)絡(luò)需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)，但可以技術(shù)解耦，分開演進(jìn)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
1. 安全防護(hù)框架建設(shè)現(xiàn)狀
我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)框架已完成初步設(shè)計(jì),防護(hù)對象涵蓋設(shè)備、控制、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用和數(shù)據(jù)五大重點(diǎn)：（1）設(shè)備安全：包括工廠內(nèi)單點(diǎn)智能器件、成套智能終端等智能設(shè)備的安全，以及智能產(chǎn)品的安全，具體涉及操作系統(tǒng)/應(yīng)用軟件安全與硬件安全兩方面。（2）控制安全：包括控制協(xié)議安全、控制軟件安全以及控制功能安全。（3）網(wǎng)絡(luò)安全：包括承載工業(yè)智能生產(chǎn)和應(yīng)用的工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、外部網(wǎng)絡(luò)及標(biāo)識解析系統(tǒng)等的安全。（4）應(yīng)用安全：包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺安全與工業(yè)應(yīng)用程序安全。（5）數(shù)據(jù)安全：包括涉及采集、傳輸、存儲、處理等各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)以及用戶信息的安全。
圖6 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)防護(hù)對象
2. 目前面臨的主要安全問題
2019年8月發(fā)布的《中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢報(bào)告》顯示，從2016年10月至2020年2月平均每月新上報(bào)可被利用實(shí)施遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)攻擊的漏洞數(shù)量達(dá)1141個。同時統(tǒng)計(jì)顯示，工控安全漏洞數(shù)量共計(jì)2455個，2019年全年新發(fā)現(xiàn)441個，2020年截至3月24日新發(fā)現(xiàn)117個，信息安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),主要可以分為四大方面：
工業(yè)終端成為安全最薄弱環(huán)節(jié)。工業(yè)終端保有量大，但安全防護(hù)相對不足，繼勒索病毒、挖礦木馬在2017年出現(xiàn)后，2018年繼續(xù)發(fā)酵，工業(yè)主機(jī)終端成為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全的脆弱環(huán)節(jié)。
工業(yè)控制系統(tǒng)安全形勢依然嚴(yán)峻。2018年多起工業(yè)控制系統(tǒng)有重大漏洞，影響多類生產(chǎn)系統(tǒng)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的安全沒有形成體系。平臺的安全尚沒有形成體系化的安全防護(hù)機(jī)制，一方面平臺自身的安全性不足，另一方面平臺PaaS層也缺乏健全的安全API供SaaS層調(diào)用。
工業(yè)APP缺乏安全機(jī)制。目前工業(yè)APP形態(tài)各異、種類繁多，缺乏安全機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)安全API。
3. 發(fā)展趨勢
主動式、智能化的威脅檢測與安全防護(hù)技術(shù)將不斷發(fā)展。未來對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)的思維模式將從傳統(tǒng)的事件響應(yīng)式向持續(xù)智能響應(yīng)式轉(zhuǎn)變，旨在構(gòu)建全面的預(yù)測、基礎(chǔ)防護(hù)、響應(yīng)和恢復(fù)能力，抵御不斷演變的高級威脅。此外，未來將有更多企業(yè)建成安全數(shù)據(jù)倉庫，利用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)分析處理安全大數(shù)據(jù)，不斷改善安全防御體系。
4. 應(yīng)對措施
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)趨勢不可逆轉(zhuǎn)，面對常見的4大平臺安全威脅，企業(yè)需要把握好安全、成本與發(fā)展的辯證關(guān)系，積極做好工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系規(guī)劃、深入推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全管理。
企業(yè)可以結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)綜合的、協(xié)同的、主動的、動態(tài)的安全防護(hù)體系要求，加強(qiáng)技術(shù)防護(hù)和管理防護(hù)相結(jié)合的原則，在云基礎(chǔ)設(shè)施、平臺基礎(chǔ)能力、基礎(chǔ)應(yīng)用能力的安全可信方面制定識別、防護(hù)、檢測、響應(yīng)、恢復(fù)等計(jì)劃。
企業(yè)可以加強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)相關(guān)管理及標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，明確各主體安全要求、崗位責(zé)任和安全等級考核。做好安全監(jiān)督檢查，針對發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)及時整改處理。結(jié)合實(shí)際購置專門的工具和平臺，開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用情況的風(fēng)險(xiǎn)評估、預(yù)警通報(bào)和應(yīng)急演練，并做好日常工業(yè)數(shù)據(jù)的備份、加密保護(hù)、訪問控制、身份鑒別等工作。
