2024-10-20-中国信通院-中国信通院（杨立波）_2024年新型工业网络体系架构报告_14页_1mb

新型工业网络体系架构总结

核心内容

新型工业网络体系架构是面向新型工业化发展的新一代基础设施和技术体系，旨在实现工业领域中人、机、料、法、环、测的全面互联，推动工业与ICT技术深度融合。该体系具备五大新特征：泛在互联、确定承载、控网算集成、开放智能、安全可控，并支持工业控制、网络联接和算力资源的协同发展。

主要观点

• 工业网络的演进：从传统的简单传输网络，逐步向全融合、智能化网络演进，满足复杂工业场景的需求。
• 技术融合：OT（运营技术）、IT（信息技术）、CT（通信技术）、DT（数据技术）的融合成为新型工业网络发展的核心驱动力。
• 智能化发展：AI、机器学习、大模型等技术广泛应用于网络建设、运维和管理，提升工业网络的智能水平。
• 安全可控：通过内生安全机制和数据控制策略，保障工业网络的安全性和可靠性。
• 去中心化与云化：工业网络架构呈现中心域、边缘域、现场域三域联动，推动云边端协同，实现算力资源的灵活调度和高效利用。

关键信息

五大新特征

1. 泛在互联

   • 实现全连接，覆盖生产现场到云端。
   • 无线化趋势显著，5G技术向生产核心延展。
   • 互操作性提升，通过标准化信息模型实现跨设备、跨系统、跨厂商的数据集成。

2. 确定承载

   • 不同场景具有不同的确定性要求（如亚毫秒级、毫秒级、10毫秒级）。
   • 通过TSN、DETNET、5GDN等技术实现端到端确定性保障。
   • 网络、计算和控制能力协同，实现确定性的应用服务。

3. 控网算集成

   • 构建算网基座，实现计算资源网络化协同调度。
   • 工控设备向通用化演进，算控资源一体化部署。
   • 控、网、算能力进一步集成，提供开放化、协同化、智能化的一体化服务。

4. 开放智能

   • 网络各层协议解耦，打破技术垄断，推动产业开放。
   • 网络自身具备智能能力，如预测性维护、故障自愈、资源管理。
   • 支撑元宇宙、工业大模型、数字孪生等新兴技术在工业场景中的应用。

5. 安全可控

   • 实现内生安全，提升主动防御和智能感知能力。
   • 构建数据流转和使用可控的体系，满足企业对数据安全的高要求。
   • 采用新一代人工智能防火墙、微隔离、沙箱等技术，提升整体安全防护水平。

架构演进趋势

• 网联功能视图：现场域、边缘域、中心域三域联动，支撑新型工业网络五大特征。
• 工控功能视图：演进为“控制+计算为核心”的云-边-端三层架构。
• 算力功能视图：算力资源由中心、边缘、现场三级构成，呈现分层调度、紧密协同、智能赋能的趋势。

技术体系

新型工业网络技术体系融合了工控、网联、算力三维度技术，支持物理与数字世界的深度融合，涵盖以下关键技术：

• 工业控制互操作技术：虚拟化工控编排、工控信息模型等。
• 转发技术：现场总线、工业无线、TSN、5G、工业确定性网络等。
• 工业算力构建技术：存算一体、异构算力构建、深度学习DPU等。
• 工业控制编程技术：开放自动化、虚拟化控制跨平台翻译等。
• 管控技术：柔性编排、数字孪生网络演算等。
• 工业算力管控技术：确定性线程、可信计算、分布式训练等。
• 工业智能控制技术：机器视觉控制、虚拟调试、NLP大模型等。
• 融合技术：有线无线融合组网、算网融合、通感一体等。
• 工业算力融合技术：算力编排、度量、算控融合、算力交易技术等。

技术适用场景

• 网联技术：涵盖传统和新型网络技术，适用于工业场景的转发、管控和融合。
• 工控技术：推动控制互操作、编程和智能化发展，逐步实现软硬件解耦、算网控一体、云边端协同。
• 算力技术：实现异构算力整合、精确调控和协同，支持全域全网智能无处不在。

下一步工作

• 体系架构蓝皮书：发布《新型工业网络体系架构蓝皮书》等系列成果，推动技术标准化。
• 产业实验与落地：联合产学研用各方，搭建测试床，开展产业链攻关；组织产品评测，发布产品名录。

总结

新型工业网络体系架构是工业智能化、数字化转型的重要支撑，通过技术融合与生态重构，实现泛在互联、确定承载、控网算集成、开放智能、安全可控五大特征。未来，随着5G、AI、算力等技术的持续发展，工业网络将向更智能、更开放、更安全的方向演进，推动工业领域全面升级。