工业互联网未来发展趋势
当前，新冠肺炎疫情在中国逐步得到控制，但在全球呈现出扩散迹象。在外防输入、内防反弹的防控要求下，很多企业复工复产面临用工荒等问题，但也将工业领域“机器换人”的话题推向了高潮。通过这次疫情，中国传统制造业充分认识到数字化、网络化、智能化生产方式的重要性和大数据平台、工业互联网平台建设的真正价值。但传统制造业转型和升级，既是攻坚战，也是持久战。
智能制造是制造体系的全面升级，涉及产业链的各个环节，贯穿于产品生命周期的每个阶段（设计→生产→物流→销售→服务）。我国智能制造将工业互联网作为重要基础设施。此次疫情背景下，工业互联网和5G、人工智能、大数据中心一起，成为国内“新基建”投入的重点，为工业智能化提供共性的基础设施和能力支撑。
工业互联网通过构建网络、平台、安全三大功能体系，打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施。网络体系是基础，涉及人、机、法、料、环全要素和产品生命周期各环节，将工业全系统、全产业链、全价值链深度互联。平台体系是核心，在传统工业云平台的基础上，通过物联网、大数据、人工智能等技术的应用，实现制造能力开放、知识经验复用和开发者集聚。安全体系是保障，可以识别和抵御安全威胁、化解各种安全风险。
工业互联网用三句话概括：数据采集是基础，工业PaaS（平台即服务）是核心，工业APP是关键，即通过大范围和深层次的数据采集，构建工业大数据管理和服务平台，形成满足不同行业、不同场景的应用服务。在“数字基建”推动下，通过构建“端、网、云、用”的网络集聚生态，工业互联网平台可以细化为智能感知、互联互通、数据中台、模式创新四大方向。
“端”——智能感知：数据采集是工业互联网的基础，车间是制造企业使用与产生数据的重要场所，传感器无处不在。工业互联网一方面给传感器企业带来了机会，另一方面，也对传感器的灵敏度、稳定性等提出了更高的要求。传感器既有轻量化、低功耗、低成本的要求，也有网络化、集成化、智能化的要求。国内传感器产业要聚焦工业物联网领域，以工业传感芯片、模块和终端设计为核心技术，打造具备物联网智能芯片、智能电子设备、物联网智能应用解决方案的生态系统。
“网”——互联互通。连接即服务，工业互联网与5G的融合是今年的看点。5G高带宽、低时延、支持海量接入等方面的优势，具备与工业互联网深度融合的潜力。信息技术与操作技术的融合，在通讯机制和数据结构层面，实现了真正意义上的互联互通。工厂内部网络呈现出扁平化、IP化、无线化及灵活组网的发展趋势，并逐步融合为同一张全互联网络。工厂外部网络则呈现出工业生产信息系统与互联网的深度协同与融合，包括IT（信息技术）系统与互联网的融合、OT（操作技术）系统与互联网的协同、企业专网与互联网的融合、产品服务与互联网的融合。
“云”——数据中台。工业互联网中数据的价值与作用将越来越凸显，数据分析将向工业各环节渗透，预测、决策、控制等更智能的应用成为发展方向。数据中台提供对海量工业大数据进行采集、计算、存储、加工的一系列技术集合，包括数据模型、算法服务、数据产品、数据管理等。工业机理建模对工业技术原理、行业知识、基础工艺、模型工具等进行自主挖掘和高效表示，支持面向工业领域的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行。工业PaaS平台同时提供云服务所必需的各种中间件、分层的动态扩展机制、开发和运维等支撑能力。
“用”——模式创新。工业互联网主要是数据驱动的工业智能，通过特定应用场景的工业APP体系，重点支撑网络化协同、智能化生产、个性化定制和服务化延伸。5G与工业互联网的融合，可以全面推动5G与垂直行业的研发设计、生产制造、管理服务等生产流程的深刻变革。典型的八大类5G+工业互联网融合应用，包括5G+超高清视频、5G+AR、5G+VR、5G+无人机、5G+云端机器人、5G+远程控制、5G+机器视觉以及5G+云化AGV（自动引导运输车）。
工业互联网行业正在进入快速发展期，未来，工业互联网平台将重构现代工业技术体系，并将立足垂直行业需求，加快应用创新和推广。
（作者系广东工业大学自动化学院物联网与大数据系副主任）
工业互联网的关键技术有哪些
工业互联网是新一代信息通信技术与工业制造领域深度融合的产物，将对工业基础设施、工业生态以及商业模式产生深远的影响和变革。通过人、机、物的全面互联，实现全要素、全产业链、全价值链的连接，将推动全新的工业生产制造和服务体系的形成。
站在“十四五”的起跑线上，我国工业互联网已驶入发展快车道。去年底，工业和信息化部印发《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》，对未来三年我国工业互联网领域的发展目标、发展重点等进行了全面阐述。2021至2023年将是我国工业互联网的快速成长期。未来三年，我国工业互联网将在基础设施建设、融合应用、技术创新、产业生态、安全保障等几方面得到长足发展。
其中，技术创新将是我国工业互联网发展的重要一环，那么，未来几年，工业互联网的发展对技术提出了哪些需求和挑战？将在工业互联网领域发展中起到重要作用的核心技术有哪些？
首当其冲当属5G。一方面，5G通信技术将对工业互联网发展提供重要支撑；另一方面来说，工业互联网领域将成为5G大展身手的重要舞台。5G技术具有的大带宽、低延时、高可靠的特性，在传统的个人通信领域并未显现出超越4G的质变，而在工业领域，可以说是如鱼得水，物尽其用。低延时、高可靠的特性补足了无线技术在工业场景应用的短板，并能给工业应用领域带来前所未有的灵活性、移动性、柔韧性。正因如此，在《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》中关于技术能力提升的内容中，“工业5G芯片/模组/网关”的研发被列为重要目标。
而另一个将在工业互联网中大展身手的将是边缘计算。在工业领域，云计算架构模式的一些不足之处日益显现：实时性难以保障、运维成本高、数据安全存在风险。这都催生了边缘计算技术的应运而生。边缘计算由于具有的低延迟、高实时性等优势，能满足未来工业互联网的建设需要，受到高度关注。借助边缘计算技术打通云、边、网、端等关键环节，可满足工业在敏捷连接、实时业务、数据聚合、应用智能等方面的关键需求。
而5G在工业互联网领域的落地，离不开一个新晋的热点技术——TSN。时间敏感网络（TSN）是工业互联实现低时延、高可靠和确定性传输的重要技术之一，5G+TSN是未来实现工业互联网无线化和柔性制造的重要基础。TSN在做数据转发时，可以针对工业互联网不同优先级的业务数据进行队列调度，从而实现质量差异化保证。在工业互联网场景下，TSN可以针对各类工业应用涉及的业务流特性进行建模和定义，并在此基础上提供不同的优先级与调度机制。
工业互联网的发展将带来爆炸式增长的数据，这也为另一项技术在工业领域的应用带来了重要基础和必然，那就是人工智能。工业领域的人工智能技术包括专家系统、机器学习、知识图谱、深度学习等，贯穿于设计、生产、管理、服务等工业领域的各个环节，实现了模仿甚至超越人类感知、分析、决策等能力的技术、方法、产品及应用系统。人工智能技术的应用，将对企业降低成本、提升效率、服务模式及业务模式创新带来新的动能。
此外，安全技术、区块链技术、数字孪生技术、AR/VR等都有望在工业互联网的发展中起到重要作用，赋能工业互联网的发展。
2021年4月9日至11日，第九届中国电子信息博览会（CITE2021）联合同期的第97届中国电子展将在深圳会展中心举办。届时，“CITE2021工业互联网发展与安全峰会”将于4月10日举办。本届峰会坚持“创新为核、安全为先、数据赋能、产业先行”为理念，旨在持续提升工业数据资产价值创造能力，不断提高工业互联网自主创新能力和网络安全水平，为“十四五”期间工业高质量发展保驾护航。
“CITE2021工业互联网发展与安全峰会”的主办单位为我国信息安全领域的国家队——中国电子信息产业集团有限公司，承办单位为中国电子信息产业集团有限公司第六研究所等，围绕工业互联网发展最新趋势和“十四五”工业互联网发展要求，特邀两院院士、知名专家、企业负责人、高校教授，针对工业互联网“发展”与“安全”两个维度，对工业互联网发展中面临的新技术、新要求、新变化、新趋势，以专题报告、学术征文、圆桌论坛、现场交流等形式，开展丰富多彩、内容翔实的系列峰会活动。峰会议题及学术征文选题征集方向包括：
（一）发展技术方向：
1.工业互联网体系架构研究；
2.工业互联网5G传输技术研究；
3.工业互联网智能感知与边缘计算研究；
4.工业互联网大数据技术；
5.工业互联网数字孪生技术；
6.工业互联网区块链技术应用研究；
7.工业自动化智能管控技术研究；
8.工业互联网智能制造、智能工厂规划与仿真技术研究；
9.工业机器人、工业智能装备与控制技术。
（二）安全技术方向：
1.工业互联网安全协议标准研究；
2.工业互联网入侵检测技术研究；
3.工业互联网的身份安全认证体系、权限控制机制；
4.工业互联网智能化的安全防护体系；
5.工业互联网软件监测安全研究；
6.工业互联网与区块链融合安全研究；
7.工业互联网中信息对抗技术研究；
8.工业互联网通信系统安全研究；
9.工业互联智能终端安全防护研究；
10.工业互联网中的大数据技术安全；
11.工业互联网中数据加密技术研究。
工业互联网的发展离不开产学研用各界的共同努力，“CITE2021工业互联网发展与安全峰会”（点击报名）的召开，为工业互联网领域专家学者提供了一个良好的交流学习平台，必将对我国工业互联网的发展起到巨大的促进和推动。