工业互联网行业：工业设备网联化技术与实践白皮书-241001-中国信通院-24页_9mb

打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展

核心内容概述

《工业设备网联化技术与实践》白皮书围绕“工业设备网联化、联接IP化、网络智能化”的先进工业网络建设目标，系统阐述了当前工业设备网联化的现状与技术发展趋势，并提出了设备网联化及数据采集的解决方案。该白皮书旨在为工业企业提供网络建设指导，以推动工业互联网的创新发展。

主要观点与关键信息

1. 工业互联网的网络基础

• 工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施，其发展需要解决传统工业网络互通难、开放性差的问题。
• 网络是工业互联网的基础，是实现数据上得来、算力下得去的关键。
• 工信部将“网络体系强基行动”列为《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》的首要任务，强调加快工业设备网络化改造及企业内网升级。

2. 工业设备网联化现状

• 目前我国工业设备数字化率约为50%，但设备联网率仅为23%，远低于消费互联网的联网率。
• 多数设备未联网，或联网后通信协议不统一，形成“烟囱式”封闭和碎片化格局。
• 部分设备需通过网关进行协议转换和数据封装，改造成本高，实施难度大。

3. 工业设备网联化技术发展趋势

• 技术协议发展路线：从工业总线到以太再到IP化，逐步实现协议统一和数据互通。
• IT/OT融合发展路线：从分离走向融合，通过统一网络承载多种业务，如数据采集、能环监控、制造IT、OA等。
• 连接方式发展路线：从有线向无线转变，支持更高的灵活性和移动性。

4. 设备网联化解决方案

• 设备数采方案：包括手动数据采集、非侵入式改造、接口转换网关、边缘协议网关、设备自动采集等多种方式。
• 设备网联安全方案：建议采用二次认证机制，结合PKI证书和QoS保障策略，实现端到端的安全准入控制。

5. 产业实践案例

• 上汽宁德智能工厂：通过Wi-Fi 6实现全连接，连接500+车辆、2000+终端设备、10000+传感器，提升生产效率和设备综合效率。
• 华为南方工厂：采用Wi-Fi 6构建全无线工业网络，支持柔性制造，提升生产效率30%，设备综合效率提升8%。
• 宁波舟山港：基于5G技术实现远程控制和智能化作业，提升港口作业效率和安全性。

技术发展路线与目标网络架构

1. 技术协议发展路线

• 工业总线：用于现场设备间的数字通信，但协议封闭，难以互通。
• 工业以太：提供统一的通信平台，但缺乏实时性。
• IP化：通过TSN与OPC-UA结合，实现端到端统一语言，推动IT与OT网络融合。

2. IT/OT融合发展路线

• 传统IT与OT网络分离，导致系统间信息孤岛。
• 随着业务需求变化，IT与OT网络逐渐融合，实现统一管理与高效协同。

3. 连接方式发展路线

• 有线连接：部署成本高，维护复杂，限制设备移动性。
• 无线连接：采用5G、Wi-Fi 6、Zigbee等技术，提升灵活性和移动性，满足智能制造需求。

设备网联化建议方案

设备分类	推荐的网联方式
PLC类	有线或通过CPE使用Wi-Fi 6 or 5G
AGV类	Wi-Fi 6
边缘机器视觉检测类	有线或Wi-Fi 6
自动化测试类	Wi-Fi 6
定位类	UWB、RFID等无线化技术
AR类	Wi-Fi 6 or 5G
物联类	Zigbee、Bluetooth、Wi-Fi 6等

未来展望

• 工业互联网将构建全要素、全系统、全产业链的互联互通体系。
• 未来工业网络将实现高度智能化，通过AI实现智能管理与运维。
• 随着IPv6+技术的发展，预计到2030年，工业网络IP化比例将超过70%。
• 新一代先进工业网络将为工业体系提供高效、灵活、智能的“路网系统”，推动工业经济高质量发展。

结论

工业设备网联化是实现工业互联网创新发展的关键步骤。通过技术协议的演进、IT/OT网络的融合以及无线连接方式的普及，工业企业将逐步实现全连接、全IP化、全智能化，从而提升生产效率、降低运营成本、增强智能化水平，为工业经济的数字化转型和高质量发展奠定坚实基础。