中国信通院：工业设备网联化技术与实践白皮书_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

本白皮书围绕“工业设备网联化、联接IP化、网络智能化”的先进工业网络特征，提出工业互联网网络体系强基行动的重要性。工业互联网作为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，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径。网络是工业互联网的基础，是实现万物互联与万物智联的关键。

主要观点

• 工业互联网的网络体系强基行动是实现叠加倍增发展的基础。
• 工业设备网联化程度低，数据采集困难，需推动设备互联、协议统一和网络融合。
• 未来工业网络将向IP化发展，IPv6+技术将成为主流协议。
• 网络智能化是实现工业互联网全面发展的关键，通过AI实现智能管理与运维。
• 工业设备的连接方式将从有线向无线转变，支持更高的灵活性和移动性。

关键信息

工业设备网联化现状

• 联网率低：截至2020年，我国工业设备数字化率为50%，设备联网率仅为23%，远低于消费互联网的70%。
• 设备类型多样：包括PLC、AGV、边缘机器视觉检测设备、自动化测试设备、定位设备、AR终端和物联设备等。
• 协议不统一：目前存在大量封闭协议（如Profibus、Profinet、EtherCat、Ethernet/IP、Modbus等），互联互通困难。
• 数据采集方式多样：包括手动数据采集、非侵入式改造数据采集、接口转换网关数据采集、边缘协议网关数据采集和设备自动采集。

技术发展趋势

1. 技术协议发展：从工业总线向以太网发展，最终实现IP化。
2. IT/OT融合发展：IT与OT网络逐渐融合，实现统一网络架构。
3. 连接方式发展：从有线连接向无线连接转变，支持更高的灵活性和移动性。

网络架构与方案

• 目标网络架构：基于全面互联，实现数据驱动的智能，包括设备/工艺数据、生产过程数据和质量数据。
• 设备数采方案：支持多种采集方式，包括手动、非侵入式改造、接口转换、边缘协议网关和自动采集。
• 设备网联安全方案：采用安全准入控制技术，包括终端二次认证、PKI证书和QoS保障策略。

产业实践

1. 上汽宁德：采用Wi-Fi6实现全连接，连接500+车辆、2000+智能终端、10000+传感器，实现生产线柔性化和生产效率提升。
2. 华为南方工厂：采用Wi-Fi6进行无线化改造，实现设备数据采集、视频监控、AGV控制、智能光学检测等，提升生产效率和设备综合效率。
3. 宁波舟山港：基于5G实现远程操作和实时数据采集，提升港口智能化水平。

未来展望

• 全要素全系统全产业链互联互通：构建高度灵活的个性化和数字化的生产模式。
• IT与OT网络融合：推动数据和实体的全面联接，实现实时决策和数据价值最大化。
• 网络智能化：基于AI实现网络的智能管理与运维，保障多种业务应用的安全性和可靠性。
• IP化趋势：预计到2030年，工业网络IP化比例将提升至70%以上。

结构总结

• 网络体系强基行动：作为工业互联网发展的首要任务，推动工业设备联网。
• 设备网联化现状：联网率低，协议不统一，设备类型多样。
• 技术发展趋势：协议从总线向以太网和IP化发展，IT/OT融合，连接方式从有线向无线转变。
• 网络架构与方案：构建统一网络，支持多种数据采集方式，实现安全准入控制。
• 产业实践案例：上汽宁德、华为南方工厂、宁波舟山港通过不同技术实现智能化转型。
• 未来展望：工业网络将全面IP化，实现智能化和高度融合，推动工业经济高质量发展。