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Jun 09,2020

AII成员在行动丨构筑融合型产业体系,中国信通院推动工业互联网加快发展

 

 

  导读  

  • 改造升级工业互联网网络,推动新技术研发及落地应用
  • 增强完善工业互联网标识体系,增强网络基础资源支撑能力
  • 提升工业互联网平台公共服务能力,全力支撑平台建设与推广
  • 健全工业互联网安全保障体系,加强安全技术产品创新
  • 深化工业互联网融合创新应用,推动企业数字化转型
  • 构建工业互联网产业生态,推动政产学研用协同发展

工业互联网作为支撑经济社会数字化转型的新型基础设施,通过全要素、全产业链、全价值链的全面连接,催生出智能化生产、网络化协同、规模化定制、服务化延伸等新模式新业态,构建起数据驱动、智能优化的新工业范式,带动经济实现质量变革、动力变革、效率变革。中国信息通信研究院(简称中国信通院)3月份发布的《工业互联网产业经济发展报告(2020年)》测算显示,2019年我国工业互联网产业经济增加值规模为2.13万亿元,占GDP比重2.2%。

中国信通院作为国家高端专业智库和产业创新发展平台,率先开展工业互联网研究。支撑政府战略决策,标准研究制定,开展技术研发,应用案例及解决方案推广。在网络、标识、平台、安全、应用、生态等方面切实开展工作,推动工业互联网高质量发展。

 

改造升级工业互联网网络,推动新技术研发及落地应用

近年来,中国信通院持续开展工业互联网网络建设与技术创新相关工作,依托工业和信息化部重点实验室支持多个国家重大专项项目,并与企业合作积极开展工业网络解决方案孵化,新技术研究验证等多项工作。同时,通过标准合作、互通测试、协同研究等多种方式拉通产业上下游企业及相关机构,推动网络新技术向工业互联网领域落地应用,致力于推动实现低时延、高可靠、大带宽、广覆盖、可定制的工业企业外网和确定时延、精细调度、智慧运维的工业企业内网络建设目标。

为实现该目标,中国信通院成立工业互联网网络创新实验室,围绕5G承载网络、边缘计算、园区网络、TSN等网络新技术开展研究工作。设立全球第一个工业互联网网络国际标准项目,在国内提起工业互联网网络相关标准立项20余项,在业内发布《工业互联网园区网络白皮书》等多本白皮书,并率先发布《时间敏感网络互通测试报告》,连续两年成功举办工业互联网网络创新大会,向业界推广宣传工业互联网网络最新研究成果。中国信通院持续为推动工业互联网网络新技术落地推广贡献力量,为工业互联网发展构建网络基础前提保障。


 

 

增强完善工业互联网标识体系,增强网络基础资源支撑能力

工业互联网标识解析体系是制造业与信息技术深度融合所形成的全新的应用结构,是实现工业企业数据流通、信息交互的关键枢纽,通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系,构建人、机、物全面互联的新型网络基础设施。

中国信通院作为国家工业互联网标识解析体系顶层设计的支撑单位和建设运营单位,在工业和信息化部的统筹指导与各地方政府的支持推动下,分别在北京、广州、重庆、上海、武汉建立了五个国家顶级节点。工业互联网标识业务功能稳定运行,顶级节点综合服务能力逐步增强;初步完成区块链测试网络部署,探索链网协同创新发展。

现阶段,已初步实现“有体系、有流量、有应用、覆盖全国”的布局目标。截止2020年6月,全国工业互联网标识解析二级节点达55个,标识注册总量超过38亿,日标识解析量超过180万,接入的企业节点累计超1900家,分布于19个省(自治区、直辖市),应用覆盖食品行业、机械行业、医药行业、船舶制造等25个行业及综合服务领域,加速推进垂直行业的工业互联网标识集成应用,助力企业数字化转型。

 

提升工业互联网平台公共服务能力,全力支撑平台建设与推广

工业互联网平台作为工业互联网的核心载体,近年来,中国信通院在工业互联网平台领域深入开展研究,构建了涵盖工业互联网平台架构设计、技术验证、标准研究、公共服务与产业推广的综合研究体系,先后发布了《工业互联网平台白皮书(2017)》、《工业互联网平台白皮书(2019)》等研究成果,在凝聚我国政产学研用各界共识,指导技术研究、 产品开发、实践应用、产业发展、生态打造、国际合作等诸多领域发挥了重要作用。

依托工信部重点实验室——工业互联网平台创新与测试验证实验室,开展了工业互联网平台创新技术测试验证。中国信通院设计、建设形成了涵盖数字化加工、人机协同装配、智能化检测、柔性化仓储物流等离散制造先进应用场景的离散制造智能化生产线,并基于此开展了柔性生产、数字孪生、工业AR、人工智能等先进技术的测试验证,初步实现了智能化生产、网络化协同、个性化定制等工业互联网新模式的应用,后续将持续开展工业互联网平台创新技术深化应用验证。

模拟产线数字孪生技术验证

典型设备健康管理技术验证

积极开展平台功能性能评测。面向行业标准、企业痛点,中国信通院研制形成工业互联网平台功能性能评测指标体系,包括八大类31个二级指标166个三级指标,结合评测指标开发评测系统,以技术测试和专家评估两种方式开展平台功能性能评测,通过评测指导企业优化平台功能和版本迭代,支撑地方政府平台遴选和政策制定。目前已在海尔,航天云网,阿里等100多家平台企业进行评测,评测结果为平台功能优化提供指导,为江苏、广州、贵州等地方政府平台遴选和政策制定提供支撑,助力我国工业互联网创新发展。

工业互联网平台评测体系

工业互联网平台评测指标

有效支撑制造企业平台落地部署。中国信通院立足基础理论研究优势,紧密结合工业企业平台建设发展需求,为电力、电子、食品等领域龙头企业提供针对性的功能架构设计和建设规划咨询服务,有效提升企业平台建设成效,有力促进企业转型发展。

 

健全工业互联网安全保障体系,加强安全技术产品创新

安全是工业互联网发展的重要前提和保障,中国信通院在工业互联网安全领域持续深入开展体系化建设,依托工业互联网安全技术试验与测评部重点实验室和工业互联网产业联盟,持续做好政府安全支撑工作,不断夯实安全研究基础,强化安全技术保障能力建设,大力推动安全产业体系建设,构建了全面综合的工业互联网安全保障体系,致力于筑牢我国工业互联网发展的安全屏障。

中国信通院支撑工信部编制了《加强工业互联网安全工作的指导意见》等安全相关政策文件,持续开展针对工业企业、平台企业、工业APP的安全检查评估工作,及时发现安全隐患,降低安全风险。深入开展工业互联网安全研究工作,发布了《工业互联网安全框架》《工业互联网安全总体要求》等一系列白皮书和标准。依托部重点实验室,在发电、核工业等领域设立7个行业分中心,并创建2个联合技术研究中心,强化安全监测、安全试验验证、安全测试评估、安全攻防演练、安全公共服务等技术平台建设,推出国内首款自主研制的工业互联网安全评估评测管理平台和实训平台,成为国内第二家具备阿基里斯认证的单位。举办了国内首次工业互联网安全攻防演练活动,并连续两年举办“护网杯”工业互联网安全大赛,累计吸引9500支队伍、2.5万名人员参赛。依托联盟开展工业互联网安全评测机构、评估师和工程师能力认定工作,面向电力、航空、航天、核工业等重点行业培育了56家评测机构和千余名安全评估人才,并输送了近百名安全工程师。


 

工业互联网安全技术试验与测评部重点实验室

 

工业互联网安全评测评估管理平台

工业互联网安全实训平台

 

深化工业互联网融合创新应用,推动企业数字化转型

为进一步推动工业互联网实践落地,中国信通院以工业互联网应用成熟度评估为核心,通过“线上评估+线下诊断”相结合的方式,深入研究重点地区工业互联网发展水平,为制定应用标准、认识当前现状、支撑未来发展等工作提供强有力的参考依据。

2019年中国信通院联合华为、PTC、IDC共同发布《工业互联网应用成熟度白皮书2.0》,提出工业互联网应用成熟度评估体系,包括构建评估模型,制定评估指标权重,确定应用成熟度等级等内容。

工业互联网应用成熟度评估指标体系

 工业互联网应用成熟度等级

依托该体系,中国信通院开发工业互联网应用成熟度评估服务平台,分析评估工业企业在产品生产制造、产品生命周期、生产系统生命周期,以及供应链等业务环节的数字化、网络化、智能化应用水平,为发现企业问题,挖掘发展需求提供支撑。

痛点与需求可视化梳理

区域评估案例热点图

目前,通过线上评估和线下调研的方式,已在广东、湖南、江苏等制造业聚集区评估制造业企业146家,覆盖行业数超过15个,有效推动地区、行业、企业认识、理解、应用、推动工业互联网更为广泛发展。

 

构建工业互联网产业生态,推动政产学研用协同发展

2016年中国信通院在工业和信息化部的指导下,联合产业各界共同成立工业互联网产业联盟(简称AII),搭建起协同发展平台,开展工业互联网技术研究、测试床建设、应用实践、产融结合、国际合作等各项工作,并在这个平台上不断创新、不断试验,不断发展壮大,目前联盟成员已超1500家,形成“13+12+X”体系架构,在全国成立6个分联盟,逐步形成多方联动的产业生态格局。

加强技术研究。AII已发布工业互联网体系架构等一系列研究成果,引导网络、平台、安全产业建设。推动工业互联网标准体系建设,推动《工业互联网网络架构与技术要求(基于未来包交换网络演进)》在国际电信联盟成功立项,成为国际标准化组织启动的第一个工业互联网国际标准项目。已遴选出50余个测试床和百余个应用案例,实现了工业互联网“从0到1”及“1到无穷”应用探索。已开展工业互联网平台可信服务评估评测、性能评测及工业互联网安全评估评测等工作。

开展各类活动。举办多场工业互联网主题峰会、论坛、工作组全会、赛事及相关活动。AII连续三年举办工业互联网峰会及成果展,在2019年峰会中,有5500多名代表参会,近200名嘉宾发表演讲,40余家企业、高校及机构参展,搭建技术交流平台,提升工业互联网影响力。

 

深化国际合作。AII同美国工业互联网联盟(IIC)欧盟物联网创新联盟(AIOTI)、MulteFire联盟、日本工业价值链促进会(IVI)等组织签署合作协议,推进双方资源共享和相关研究工作。推动成立中德工业互联网专家组,发布《中德工业互联网白皮书(应用案例)》。

 

  典型案例  

01

联合业界多家企业,开展时间敏感网络设备测试

2018-2019年,中国信通院依托工业互联网产业联盟,联合华为、MOXA、ADI、思博伦、IXIA、TTtech、北京邮电大学、CC-Link协会等产业界多家知名企业先后两次开展时间敏感网络设备对接测试,利用专业仪表对被测设备进行了协议一致性测试。相关测试活动推动了国内时间敏感网络相关技术研究不断深入,有利于进一步进行技术细节澄清,为技术规模部署提供有力的数据支撑,扩大时间敏感网络技术领域的影响力,助力该项技术在国际上树立起品牌效应。

 

02

应用标识解析技术,助力医疗器械行业实现全生命周期管理

医疗器械行业具有流程长、环节多、内容广、业务复杂的特点,对仓储、配送要求高。中国信通院通过工业互联网标识解析体系,帮助医疗器械企业实现产品的全生命周期管理,实现双向追溯,帮助企业全面了解产品动向及用户使用信息,优化产品设计。通过本应用的推广,扩大标识解析应用的主体,弥补当前生产商自建追溯在医院环节缺失的不足,提高行业应用效率。通过医院对标识的应用,也双向促进生产商建立企业节点,建立更完善的标识解析应用体系。同时,通过为企业建立企业应急保障综合能力数字化采集节点,实时准确获取各类企业的产能、产量、储能、储量、运力等应急保障能力,为应对疫情等突发事件实现提供有效支撑。

 

03

依托平台功能架构设计能力,助力某集团构建平台业务体系

中国信通院对某集团产品的生命周期管理、设计仿真、智能化管理、园区运营管理、电站监控等方面业务进行痛点分析,帮助其设计涵盖工业设备接入、数据管理、建模分析和应用开发等核心能力的平台层级架构和功能要素,提出智慧生产、智慧管理、智慧电站、智慧园区四大平台业务体系,输出《某集团工业互联网平台规划设计》。该平台建设应用后,服务14个业务模块,管理5.3万个电站,综合成本降低38%

 

04

国家工业互联网安全态势感知与风险预警平台

在工业和信息化部指导下,中国信通院充分利用行业监管数据资源优势,建设国家工业互联网安全态势感知与风险预警平台,持续对全国135个主要工业互联网平台、9万多家工业企业、900多万台联网设备进行安全监测。推动构建国家-省/行业-企业三级工业互联网安全保障体系,基本形成了“全国一盘棋”的局面,基本具备了安全风险实时监测、动态感知、快速预警能力。其中,在疫情期间累计发现工业互联网异常流量、木马植入、僵尸网络等恶意行为1039.4万次,涉及1662家工业企业,工业互联网企业系统漏洞820个,联网工控设备漏洞925个,工业互联网企业相关安全事件350起

 

05

依托评估服务平台,开展企业工业互联网评估诊断

依托中国信通院自主研发的评估服务平台,为江苏某市的多家企业提供诊断评估服务,通过线上成熟度评估的方式,对企业在基础能力、战略组织、生产经营、产品服务、商业模式5个方面的综合应用水平进行了分析,再通过线下诊断,采用价值流分析和产线仿真的方式,发现企业的具体问题。评估服务覆盖了全市5个区,诊断发现企业应用核心问题共38个,挖掘出企业共性需求8项,并制定出不同企业数字化转型实施方案13份

 

推动工业互联网在更广范围、更深程度、更高水平上融合创新

下一步,中国信通院将坚持问题导向和目标导向,集中力量突破瓶颈,强化政策支撑、技术创新、信息共享、构建生态,促进工业互联网更高质量、高效率、高效益、更可持续地发展,引领我国经济达到稳中求进,实现转型升级。

强化工业互联网网络技术创新。持续在工业互联网网络技术产业创新及网络化应用创新方面贡献力量。建立从芯片模组到产品设备的完整产业链视角,构建TSN(时间敏感网络)、边缘计算、双绞线以太网、“5G+工业互联网”等网络新技术的验证测试能力,助力实现我国工业互联网网络软硬件产品供应链安全。

加速推进工业互联网标识体系建设。未来中国信息通信研究院将进一步完善工业互联网标识体系的服务能力,加快推进南京、贵阳两大灾备节点的建设;继续加快推进工业互联网标识二级节点建设,推动应用普及和解析量提升;加快在业内推进标识软硬件、解决方案提供商,培养标识产业生态繁荣发展。

切实提升平台创新测试验证能力。在现有技术验证能力的基础上通过融入5G、区块链和数字孪生等新型技术,提升平台实验室的创新技术验证能力;不断加强工业互联网边缘网关、工业APP等评测能力的开发,提升工业互联网平台评测能力;加大对目前国内外工业互联网平台架构现存问题和发展趋势的研究,提升实验室平台架构设计能力。

持续构建工业互联网安全保障体系。持续做好政府安全支撑工作,深入开展安全研究工作,推进重点标准研制;着力将部重点实验室打造成安全大数据中心、试验验证和检测评估基地、产业服务平台,持续完善安全态势、应急协作指挥等技术保障平台;推动设备安全性评估评测工作,加快重点行业安全项目落地,持续开展工业互联网安全大赛,选拔安全人才。

推进工业互联网应用成熟度评估体系。持续优化评估检测能力,继续完善评估模型,助力工业互联网实践落地;不断加强与社会各界的交流合作,探索开展区域工业互联网应用成熟度评估,挖掘基于区域产业集群的工业互联网应用路径,支撑各地形成各具特色、各有侧重的发展模式;推动全国重点地区、重点行业工业互联网发展成效评估,形成发展评价,助力政策创新与行业转型。持续打造政产学研用交流平台。

持续打造政产学研用交流平台。加强前瞻研究,积极开展标准研制、关键技术突破、试验验证和产业应用推广;举办各类线上、线下工业互联网主题活动,组织开展专题培训,加强领域人才培育储备;持续深化国际合作,加强与国外相关机构实践交流和经验分享,共同构建多方协同、兼收并蓄的国际工业互联网产业生态。

 

中国信息通信研究院

中国信息通信研究院秉持“国家高端专业智库 产业创新发展平台”的发展定位,在5G、工业互联网、智能制造、移动互联网、车联网、云计算、大数据、人工智能等方面进行了深入研究与前瞻布局,在行业发展的重大战略、规划、政策、标准和测试认证等方面发挥了有力支撑作用,为我国通信业跨越式发展和信息技术产业创新壮大起到了重要推动作用。

作者:(均来自中国信息通信研究院)

【网络】

朱瑾瑜  技术与标准研究所工程师

zhujinyu@caict.ac.cn   

【标识】

罗   松  工业互联网与物联网研究所副所长

luosong@caict.ac.cn 

【平台】

田洪川  工业化与信息化融合所部门主任

tianhongchuan@caict.ac.cn 

刘家东  工业化与信息化融合所工程师

liujiadong@caict.ac.cn 

周彦飞  工业化与信息化融合所工程师

zhouyanfei@caict.ac.cn 

【安全】

刘晓曼  安全研究所工程师

liuxiaoman@caict.ac.cn 

【应用】

李   铮  工业化与信息化融合所部门主任

lizheng1@caict.ac.cn 

蒋昕昊  工业化与信息化融合所部门副主任

jiangxinhao@caict.ac.cn 

谢鸣宇  工业化与信息化融合所工程师

xiemingyu@caict.ac.cn 

【生态】

沈   彬  技术与标准研究所高级项目主管

shenbin@caict.ac.cn

高   腾  技术与标准研究所工程师   

gaoteng@caict.ac.cn

声明

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