编者按:有研究表明,全球95%的工商业同互联网密切相关,世界经济正在向数字化转型。7月5日,习近平主席在柏林同德国总理默克尔举行会谈。会谈后,两国领导人共同见证了智能制造、工业互联网、数字化等领域多项双边合作文件的签署。与消费互联网不同,工业互联网安全关系国家经济命脉。在世界各国纷纷发展工业互联网的背景下,我国离自主可控的工业互联网体系还有多远?本版特刊发智库报告,对构建我国自主可控的工业互联网体系提出对策建议。
当前,发达国家纷纷布局工业互联网,依托技术和产业优势,在我国“跑马圈地”,给我国工业互联网发展带来安全隐患。我国亟须以构建强有力的工业互联网支撑体系、打造我国自主可控工业互联网技术体系、培育工业互联网生态体系、发展自主可控工业互联网平台等为重要抓手,打造自主可控的工业互联网体系。
工业互联网安全关系国家经济命脉
工业互联网能够实现机器与机器、机器与人、人与人之间的全面连接交互,正以智能制造为代表引领第四次工业革命,代表互联网未来发展方向。美、德、日等制造强国为巩固全球制造业优势,引领智能制造新时代,依托强大的技术、市场能力,以龙头企业为牵引,以产业合作为抓手,加紧布局工业互联网。2014年,思科、美国电话电报公司、通用电气、IBM和英特尔发起成立美国工业互联网联盟,目前已吸引全球260多家企业和单位成为会员,会员遍布全球33个国家。德国依托制造业的优势,大力推动网络信息技术与传统制造技术深度结合,促进智能制造和智能服务发展,把工业互联网作为实现工业4.0战略的关键基础;2015年,日本由53个日本经济贸易产业省和日本机械工程师协会发起实施了工业价值链计划,会员超过200多家著名企业。
一个值得注意的态势是,国外工业互联网平台在全球的迅猛发展,已开始波及我国。中国电信、海尔、华为、中国信息通信研究院、中国科学院沈阳自动化研究所等中国企业和机构已经加入全球工业互联网联盟。近期,GE与中国电信签署《合作推动GE的Predix工业互联网技术在中国市场落地》引发了社会关注,人们担心外资工业互联网平台控制我国工业互联网,进而影响我国的工业安全。
这并非杞人忧天。近年来,工业互联网遇到的重大安全事件接连不断。伊朗布什尔核电站遭遇“震网”病毒袭击,乌克兰电力系统遭遇网络攻击导致大规模断电,美国域名系统遭到网络攻击导致大量网络瘫痪。当前我国工业互联网面临严重威胁,安全危害不可小觑。工业互联网不同于消费互联网,工业安全关系国家经济命脉,要防止工业互联网被外资控制的局面。
发展自主可控工业互联网:机遇与挑战并存
我国是制造业大国,构建自主可控的工业互联网体系产业基础好。新中国成立以来,尤其是改革开放以来,我国制造业持续快速发展,建成了门类齐全、独立完整的产业体系。我国已成为制造业第一大国。2013年,我国制造业产出占世界比重达到20.8%,连续4年保持世界第一大国地位。在500余种主要工业产品中,我国有220多种产量位居世界第一。载人航天、载人深潜、大型飞机、北斗卫星导航、超级计算机、高铁装备、百万千瓦级发电装备、万米深海石油钻探设备等一批重大技术装备取得突破,形成了若干具有国际竞争力的优势产业和骨干企业,已成为举世公认的具有重要影响力的工业大国。工业大国为我国工业互联网发展提供了坚实的产业基础,为工业互联网大规模发展提供了应用场景。
信息化与工业化融合深入推进,发展自主可控工业互联网信息化基础良好。近年来,党中央和国务院高度重视“两化”融合工作,通过“十一五”和“十二五”努力,我国两化融合工作取得了积极进展,全国企业信息化水平得到极大改善。互联网已广泛融入研发设计各环节,关键产品和装备智能化步伐加快,2016年我国企业数字化研发工具普及率达到61.8%,数字化生产设备联网率达到38.2%,关键工序数控化率达到33.3%。一批基于新应用、新模式的融合发展新业态加快涌现。我国工业企业信息化已经从单项业务信息技术应用向多业务多技术综合集成转变,从内部信息系统集成向跨企业互联互通转变,从单一企业信息技术应用向产业链上下游协同应用转变,并正在拓展出工业云、工业大数据等新型商业模式和产业形态。在工业信息系统大型化、集成化和互联互通的基础上,工业生产出现了网络化、虚拟化和协同化的新特点,融合信息网络和生产设施的信息物理系统开始形成,发展智能制造和建设自主可控工业互联网条件趋于成熟。
我国一批民族工业互联网企业脱颖而出,有能力实现工业互联网发展的“弯道超车”。在工业互联网时代,我国企业与国外企业处于同一起跑线,三一重工、航天科工、海尔等一批大型制造企业已经凭借自己积累的智能制造能力向广大中小企业输出解决方案,通过云的方式为广大中小企业提供运维服务、智能制造、协同制造、云制造的底层软件开发,制造化的改造和工业大数据机械应用等。从2008年开始,三一重工开始打造基于自主研发的物联网平台,实现对工程机械远程控制,形成了有完整自主知识产权的物联网平台。日前,三一重工推出了自己的工业互联网服务平台项目——树根互联,依托深厚的工业积淀,会聚了大批工业大数据科学家团队,打造了开放的工业互联网生态系统,为成千上万的中小企业赋能。截至目前,树根互联已接入23万多台设备,已有5000多个维度、每天2亿条、超过40TB的大数据资源,基于这些工业大数据已开展了丰富的应用,为众多客户提供精准的大数据分析、预测、运营支持及商业模式创新服务。我国自主可控的工业互联网平台将为我国工业互联网发展“弯道超车”提供坚实基础。
各行业壁垒严重,工业大数据互联互通困难,工业互联网安全堪忧。大数据是工业互联网的核心,目前工业生产各个环节的数据采集还不充分,设备陈旧难以连接,大部分进口设备通信协议不同,“信息孤岛”现象严重。对于某些行业,其自身信息化程度较高,采用行业私有标准的信息采集终端和应用管理平台,行业封闭性强,与外部网络的互联互通性差。而某些行业由于信息保密等原因,不愿开放内部资源,也不愿采用第三方信息系统,无法纳入工业互联网框架。工业互联网的网络设计、工业互联网统一信息平台、工业大数据服务等方面的能力在整个工业互联网产业链中处于薄弱环节,制约了工业互联网生态链整体发展。当前我国工业互联网芯片、嵌入式操作系统、嵌入式软件、总线协议和工控软件等核心技术仍受制于国外公司,高端市场拥有自主知识产权的技术和产品较少,我国工业互联网发展存在极大安全隐患。
多措并举,发展我国自主可控工业互联网
推动信息基础设施互联互通,发展工业大数据,构建强有力的工业互联网支撑体系。制定实施工业互联网发展战略,改造提升传统网络,构建低时延、高可靠、广覆盖的工业互联网。针对工业互联网海量连接、安全可靠等新需求,加快5G、软件定义网络、网络功能虚拟化、IPV6、工业以太网等技术创新与应用,不断提升公众网络宽带接入和传输速率。加大力度促进标识解析系统建设,构建支撑跨工厂、跨企业全面信息互联的关键基础设施。加快工业宽带网络优化升级,适度超前部署超长距离、超大容量光传输和智能管控设备,重点推进产业集聚区的光纤网、移动通信网和无线局域网改造。大力发展工业云,鼓励制造企业使用云服务,促进制造企业转型升级。建立制造业大数据创新中心,打造智能制造生态圈,通过智能制造专项和工业转型升级项目,短期内集中突破核心技术,解决工业软件的互联互通问题。支持工业大数据公共服务平台发展,为中小型制造企业提供便捷的工业大数据分析工具和应用方案。
合力攻克工业互联网核心技术,打造我国自主可控工业互联网技术体系。结合国家重大科技专项,加快攻克工业互联网感知层、网络层和应用层的关键技术。感知层是工业互联网识别物体、采集信息的终端环节,既包括机器、设备组、生产线等各类生产所需的智能终端信息采集技术,也包括RFID标签、传感器、摄像头、二维条码、遥测遥感等感知终端信息采集技术。网络层是工业互联网进行信息传输和处理的中枢环节,包含工业异构异质网络的融合技术、工业装备和产品的智能技术、工业大数据的存取和利用技术、工业互联网体系架构技术等。应用层是工业互联网支撑行业智慧应用、实现广泛智能化的平台环节,通过信息处理实现智能决策,提供完整解决方案,主要涉及具有控制属性的嵌入式控制技术,以及具有交互属性的各种软硬件工具平台。加大资金投入,支持有实力的民族企业开发我国自主可控的工业互联网操作系统和工业云平台,着力解决我国工业互联网面临的核心技术缺乏、网络安全性差等问题,真正实现工业互联网平台安全自主可控。
鼓励龙头企业与科研机构加强合作,开展协同攻关和应用示范,打造工业互联网生态体系。以政府为引导,市场为主体,扶持建立若干个致力于为中国制造业提供智能化服务的工业互联网平台。鼓励地方园区、制造企业、信息技术企业、电信运营商等合作,构建面向智能生产线、智能车间、智能工厂的低时延、高可靠的工业互联网试验床,研发可落地的工业互联网技术和产品。在重要的工业行业领域开展应用示范,鼓励龙头企业与科研机构加强合作,开展协同攻关和应用示范,探索行业工业互联网应用新模式,形成一批具有行业特色的工业互联网。建议国家制定促进工业互联网发展的优惠政策,尤其是支持中小型制造企业应用工业互联网,包括企业税收、政府采购、产品补贴。围绕“两化”融合管理体系贯标推广工业云应用,支持有条件的企业建设工业私有云或混合云,支持建设一批面向中小企业需求的工业云专业服务平台,引导工业企业在不同环节强化工业互联网应用。
从技术、标准到产业政策,发展我国自主可控工业互联网平台。设立工业互联网平台发展基金,加强平台核心技术与关键共性技术的研究与开发,努力构建我国自主可控的工业互联网平台架构与技术标准体系,大力提升国际标准制定的话语权地位,抢占工业互联网发展先机。建议对外资工业互联网企业进入中国市场进行严格的安全准入审查,严格保护中国企业数据安全,防止外资企业控制中国的工业控制系统。将工业大数据安全纳入信息安全范畴,完善相关法律法规,建立国内工业大数据应用安全风险评估模型,建立应对数据泄露等安全风险的相关预案,建立工业大数据泄露报警信息发布机制,实时发布相关信息。大力发展我国自主可控的工业互联网平台,采取多种优惠措施,吸收全球制造业企业加入我国工业互联网平台。
(作者:张影强 单位:中国国际经济交流中心)
来源：光明日报
