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工业互联网的脖子被卡死了?

本文作者:何思思 2021-04-12 11:00
导语:走出四大“卡脖子”困局

工业互联网的脖子被卡死了?

“卡脖子”,这个词语,在今年两会上,被不断提及。

在今年的政府工作报告中,也开出了许多“良药”。 

工业、农业、科技、贸易……在很多重要领域中,都遇到了卡脖子的现象。

中国自古以来只有技术传统,而没有科学传统。许多科技含金量较高的材料、技术、设备都需要依赖进口;而目前在国际经济竞争日益加剧的环境下,许多国家对中国进行了封锁:断供芯片、升级华为禁限令...

这就使中国“卡脖子”的现象越来越多。

国家新基建政策的出台,加速催化包括5G、边缘计算、人工智能等在内的新一代信息技术。

但是由于当前数字化转型的迫切需求,这些新技术的发展并不能跟上数字化转型的步伐,所以也就出现了诸如,芯片被卡脖子,5G被卡脖子,大数据被卡脖子等现象

作为新一代信息技术的重要成员之一——工业互联网进入加速发展时期,所谓“人红是非多”,在数字化转型的过程中,工业互联网成为了其重要的技术支撑,企业数字化转型要求工业互联网需要不断地融合创新,但是由于工业互联网的发展处于起步阶段,也就出现了卡脖子现象。

工业互联网在发展过程中出现了哪些“卡脖子”问题,如何解决这些“卡脖子”的问题? 

工业互联网的脖子被卡死了?

众所周知,我国一直是制造大国,但是由于疫情的影响,我国制造业受到了很大的冲击,使原本处于优势的产业开始走下坡路。

疫情期间许多工厂不得不停止生产作业,劳动力短缺、线下需求疲弱、贸易萎缩等现象严重影响工业制造业的发展。

例如富士康工厂已将所有生产活动全部推迟进行,预计将会导致苹果手机出货量,苏州、无锡等地也出现大量企业早已入驻工厂却无工人上岗的情况,企业陷入生产停滞。

连锁反应、生产波动、供应链断裂、资金链紧张持续影响制造业发展。 下游销售下滑在供应链上引起连锁反应,重创上游中小企业;生产异常波动影响制造业持续健康发展;供应链断裂增加未来出口贸易不确定性;资金链紧张成为企业后续发展的不确定因素。

工业互联网的脖子被卡死了?

《中国制造2025》中提出,我国规划分三步走建设制造强国:

第一步,到2025年迈入制造强国行列;

第二步,到2035年我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平;

第三步,到新中国成立100年时,我国制造业大国地位更加巩固,综合实力进入世界制造强国前列。

国家非常重视制造业的发展,并且随着科学技术的进步,正在逐渐将新技术与制造业相结合,寻求碰撞出新的火花,为制造业带来新的经济增长点。 

工业互联网就成为了一大功臣。为了应对疫情的冲击,这些制造企业界积极探索利用工业互联网技术,在提升疫情防控效率的同时,帮助企业精准对接客户,实现网上协同办公,提升企业管理能力和决策能力,加快推动制造业复苏。 

中国工业互联网研究院院长徐晓兰介绍,在疫情期间,中国工业互联网研究院充分发挥工业互联网平台作为工业全要素连接枢纽和工业资源配置核心的作用,实现分区域、分行业掌握240余万中小企业复工复产情况,支撑了工业和信息化部复工复产统计报送工作。

据测算,2020年中国工业互联网产业经济规模达3.1万亿元人民币,占GDP比重提升至2.9%,对数字经济增长的贡献超过16%,带动就业人数131.29万人。

工信部部长肖亚庆曾表示,2020年中国工业增加值达到了31.3万亿元人民币,已连续11年成为全球最大制造业国家。

疫情的影响在一定程度上动摇了中国制造业大国的地位,但是通过以上数据可以看出,无论是工业互联网还是工业制造业的发展都呈现出增长态势,可以说能够取得现在的成绩,工业互联网发挥了强有力的支撑作用。

“卡脖子”的主体是我们自己

但从另一方面来看,由于中国工业互联网仍处于发展初期,总体发展水平及现实基础仍有待强化,关键基础支撑能力不足,核心技术和高端产品还不能满足全行业的应用需求。  

中国工业互联网发展仍面临着工业软件、工业控制系统、工业网络、工业信息安全四个方面的“卡脖子”问题。

工业软件

工业软件在工业互联网平台数字化、网络化和智能化控制以及商业模式创新中发挥着核心作用,工业产品的数字设计、验证和测试,工业装备的数字化控制,都离不开工业软件支撑。 

工业软件绝非一般的普通软件,是工业机理模型数字化封装和复用,需要对工业工艺、技术和机理等长期积累。

目前,国际主流常用的各领域工业软件有超过150余款,涵盖研发设计、生产控制、测试验证等环节,几乎都是国外企业提供,且软件封闭不开源不开放。

我国工业各细分领域国产工业软件全链条缺失,影响了国内企业工业互联网集成工业软件,已经成为了我国企业部署工业互联网平台最大障碍。 

工业控制系统

随着互联网和新一代信息技术的不断渗透和蔓延,占据工业互联网“控制大脑”地位的工业控制系统也不可避免地朝着“互联网+”方向发展。 

工业控制系统原有相对封闭的使用环境逐渐被打破,开放性和互联性越来越强,使得工业控制系统与各种业务系统的协作成为可能,工业设备、人、信息系统和数据的联系越来越紧密,系统一体化、设备智能化、业务协同化、信息共享化、决策需求全景化、全部过程网络化等成为工业控制系统的发展趋势。

但是想要做到互联网和工业控制系统的真正融合并不是一件容易的事情。

首先,关键技术亟需突破。能否运用大数据技术实现工业数据的海量获取、精准分析和整合反馈,提升工业控制系统的智能控制与决策能力;能否借助物联网实现传感器、控制器、工业设备之间的无缝对接和远程设备管控,满足分布式工业控制系统的互联互通需求等等,这些融合技术都需要脚踏实地地设计与实施,才能实现“互联网+工业控制系统”的完美对接。

其次,生态环境尚未建立。“互联网+”下工业控制系统跨领域、跨行业应用的特征将更为凸出,顺应“互联网+”打破系统隔离、信息孤岛、行业壁垒的趋势,实现模式上的创新、观念上的变革,加强产业链协同创新和生产信息互通共享,完成从产品设计到生产制造再到市场营销全流程一体化,构建起一个覆盖整个产业链条上各主体的完整的生态圈是推进“互联网+工业控制系统”快速发展的关键,也是摆在我们面前、亟待解决的问题。 

再者,跨界标准严重缺失。随着信息技术的引入,工业控制系统从传统的独立和封闭变得愈发智能、透明、开放和互联。然而没有大量统一的技术标准、服务标准、管理标准和安全标准,很难实现系统兼容、数据共享、信息安全以及互联互通。

最后 ,互联网在与工业控制系统融合的情况下还存在安全问题:

一是深度网络化和多层面互联互通增加攻击路径。

二是传统IT产品的引入带来更多安全漏洞。

三是新兴信息技术在工业控制领域的防护体系尚不成熟。 

工业网络

提供满足工业应用场景需求的工业网络接入服务,是工业互联网平台畅通内外信息流通渠道必要保障。

固定光纤网络无法解决工业设备移动化应用场景需求,传统室内WiFi无法满足海量设备接入、大场景移动漫游、多路数据高速率并发传输等需求,工业WiFi设备存在大场景部署无法弹性伸缩等问题。

需要根据工业应用场景特殊需求,5G凭借其低延时、高速率、广连接的特性成为工业互联网发展的关键技术。按照5G网络服务能力,可为工业应用场景量身定制能解决网络接入痛点、技术切实可行、性价比高的5G专用网络部署方案。

但是由于5G和工业互联网一样都处于起步阶段,建设及运营成本极高,并且5G商用刚刚买入商用阶段,技术产业生态仍未形成;5G在工业领域的应用场景有待进一步探索。二者融合发展的知识难度、生产环节的专业性要求较高,现有技术、产品和解决方案大多针对工业制造的某一环节,尚未形成完整的产业生态。 

工业互联网的脖子被卡死了?

工业安全

工业互联网本身的安全包括设备安全、控制安全、网络安全、应用安全以及数据安全。工业互联网面临的安全挑战包括数据的安全保护、工业控制系统的安全防护以及万物互联的信任体系问题。 

其中,工业互联网平台遭受病毒等网络攻击,产生的危害更为巨大。

当前工业互联网平台安全风险来自多个不同层次,需要保障来自不同工业互联网平台服务厂商的硬软件安全,确保不出现漏洞和后门;需要保障网络接入安全,确保接入安全可信网络;需要保障数据使用安全,严格按照工业数据分级分类要求管理和使用数据。

目前面对工业设备全方位的安全保障体系由于技术、制度等原因尚未全面建立起来。 

走出四大“卡脖子”困局

工业软件方面,实施大政策、大平台、大工程、大项目“四大”战略,加快形成工业嵌入式操作系统自主可控发展体系;加大基础研究投入,建立一批国家级重点实验室,设立科技专项,研发自主操作系统。另外,采用税收减免、信贷支持、上市融资等方式,加强对自主创新企业的资金扶持力度。加强知识产权保护,促进自主知识产权成果产业化。

工业控制系统方面,保障工控系统安全将会成为企业打造智能工厂实现智能制造的核心要素。为此,首先需要国家提升对国外工业系统的引进标准,制定更为严苛的核验制度。对企业而言,需重点开展工业控制系统安全数据采集与监控系统、分布式控制系统等关键技术和产品的研发及产业化。针对缺少工业控制系统安全仿真验证手段、高端工业控制系统主要由外国厂商提供的现状,着力实现工业控制系统“可发现、可防范、可替代”的目标,提升我国工控安全核心竞争力。 

工业网络方面加快发展面向工业应用场景的网络接入服务。推进5G在工业应用场景的应用,根据工业应用场景特殊需求,选择合适的网络部署和组网模式,量身定做满足接入需求、性价比高的专用网络接入服务,提高大移动场景下网络接入服务能力。

持续优化工业WiFi,推进工业WiFi在工业应用场景的应用,提升移动部署和弹性伸缩服务能力,满足中小工业企业应用场景接入需求。

工业安全方面:统筹发展与安全二者的关系,加快构建工业互联网安全保障体系。工业互联网企业分类分级落实网络安全主体责任,健全企业网络责任制度,设置网络安全机构及安全管理责任人,采取相应技术防护措施。同时,根据情况逐步建立完善企业级工业互联网安全监测平台,实现与省级以上工业互联网安全监测平台的对接。

“卡脖子”卡的是自己,想要不被卡脖子,也只能我们自己来解决。(雷锋网 雷锋网 雷锋网(公众号:雷锋网)

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