国产替代化势在必行！亟待补短板的工业互联网

　　第四次工业革命的重要基石
　　人口红利消失、制造业转型升级、产业互联网时代的到来，让工业互联网成为互联网下半场，巨头们争相入局。以西门子、三一重工、富士康、海尔等为代表的工业龙头企业，他们把工业互联网视为自身所在主场分内的事；以BAT为首的大型互联网企业，试图在消费互联网接近天花板之际，寻找新的蓝海；以华为、浪潮、用友等为代表的ICT企业，希望通过自身的数字化技术，在这个新兴市场分一杯羹。
　　早在2000年8月，就有美国学者提出了工业互联网的概念，基本思路是把复杂的物理设备和网络，包括传感器和软件等，构造成一个工业系统化的整体，将大数据、机器学习、M2M等全部整合在一起，利用所得的数据和信息，控制和调整设备，以得到最优化的结果。
　　而通用电气于2012年首次提出工业互联网的概念，并将其定义为工业革命与互联网革命成果的融合。随着工业互联网产业实践的深入，中国工业互联网产业联盟将该定义中的＂工业革命成果＂具体化为工业经济、将＂互联网革命成果＂具体化为新一代信息通信技术，同时增加了对工业互联网的应用形式的定义。
　　工业互联网由网络、平台、安全三个部分构成。其中，网络是基础、平台是核心、安全是保障。＂网络＂是实现工业全系统、全产业链、全价值广泛在深度互联的基础，包括网络互联体系、标识解析体系和信息互通体系。通过打造低延时、高可靠、广覆盖的网络基础设施，实现信息数据在生产各环节和全要素的无缝传递，从而支撑形成实时感知、协同交互、智能反馈的生产模式。
　　不可小觑的工业互联网安全
　　2022年，继丰田、可口可乐等巨头企业之后，黑客组织又将攻击的目标对准了富士康。全球制造业巨头富士康证实，其墨西哥一家工厂在5月底遭遇了勒索攻击。黑客组织加密了这家工厂的约1200台服务器，窃取了100 GB的未加密文件，并删除了20TB至30TB的备份内容，并索取1804.0955比特币赎金，约人民币2.3亿元。据外媒报道，本次勒索攻击一度导致该工厂的业务中断。
　　随着产业数字化的发展，尤其是在企业上云、工业互联网、车联网、物联网的普及带来网络边界模糊的趋势下，针对虚拟世界的攻击，将有可能转化为物理世界的伤害，工业互联网安全的重要性不言而喻。
　　与发达国家相比，我国工业互联网安全产业中的软硬件产品自主研发能力有所不足，在核心技术、产业规模、推广应用等方面尚存差距；高端关键基础装备、控制系统、软件及平台市场长期被国外产品占据，如工业控制系统中的微控制单元（MCU）、数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）等核心元器件技术与国外差距较大，数据采集与监视控制系统（SCADA）、可编程逻辑控制器（PLC）、分散控制系统（DCS）、过程控制系统（PCS）等较多依赖国外供应。
　　而当前软件正在定义整个企业、行业和产业，伴随着数字化的不断发展，工业互联网安全保护的对象正在从计算机安全、网络安全升级为数字安全。从工业生产角度来说，设备联网、企业上云加速安全风险传导延展，网络攻击面从边界向核心不断扩大。相对于传统＂事后补救＂措施，新型工业互联网的安全需求更多要从＂零散建设＂走向＂全局建设＂，才能让工业互联网真正成为我国数字化建设的基石，更是我国工业信创的刚需。
　　从无到有补软肋
　　＂当前，我国工业互联网发展正处于起步探索转向规模发展关键期。＂2022年9月9日，在工业和信息化部举行的＂加快制造业数字化网络化智能化发展＂主题新闻发布会上，工业和信息化部信息通信管理局一级巡视员王鹏表示，近五年来，我国工业互联网从无到有，逐渐形成了自己的认识体系、实现路径和实践成果，有力地促进了产业数字化转型和经济高质量发展。
　　据介绍，工业和信息化部已推动建设5G虚拟专网、混合专网近2800个，高质量外网覆盖全国300多个城市。工业互联网平台体系加快形成，32个重点平台连接设备超7900万台（套），服务工业企业超过160万家。
　　规模快速崛起的同时，我国在工业互联网领域的边缘智能、工业大数据分析、工业机理建模等方面依旧存在短板。当前，国内领先工业互联网平台基本上都建立在国外基础产业体系之上，工业互联网平台所依赖的＂一硬+一软+一网+一安全＂等产业链主要掌控在别人手里。数据显示我国95%以上的高端PLC、工业网络协议市场被GE、西门子、罗克韦尔、施耐德等国外厂商垄断，本土品牌主要集中在国内中低端工业控制系统市场。
　　我国90%以上的CAD、CAE、MES、PLM高端工业软件市场被SAP、西门子、达索、PTC等国外厂商垄断，本土企业的工业软件多集中于经营管理类，与工业场景、行业经验结合不足。受此制约，我国工业互联网数据库安全、数据传输安全、数据权益安全等信息安全及相应的产业安全更为滞后。整体而言，我国工业互联网基础技术空心化严重。
　　好在多年来除了相关部门持续推出扶持政策外，软硬件企业也齐心协力＂补短板＂。软件领域，中望软件拥有自主三维几何建模内核，核心技术拥有自主知识产权，具备底层开发能力，产品核心模块不依赖于第三方供应商，硬件方面，东土科技前不久发布的中国首颗自主设计的TSN芯片—KD6530，成为首款进入该名录的TSN芯片。这标志着国产芯片正式进入TSN商用领域，拉开国产TSN大规模商用应用序幕，打破该领域长期被欧美企业垄断的格局。
　　5G激活工业互联网潜力
　　戴上特制的AR眼镜，远在北京、上海的专家也能通过工作人员的镜头远程协助工作人员解决智能制造中遇到的各类疑难杂症；借助5G技术，智能仓储、智能物流应用也变得更加流畅……随着以 5G、工业互联网为代表的新基建加速落地，全球范围内工业无线网络以每年 30%的速度增长，各大企业对于 ＂5G+工业互联网＂的认知度快速提升。尤其在新冠肺炎疫情的冲击下，越来越多的企业认识到数字化转型的重要性，对网络化、智能化的投资意愿逐渐增强。
　　从数据方面看，近年我国工业增加值和工业企业利润总额增速整体呈低增长态势，2020年，中国工业增加值占全球工业增加值总额的26.00%，但中国工业互联网增加值仅占全球工业互联网增加值总额的15.14%，在美国、日本、德国等十个主要工业国家中，仅有中国的工业互联网增加值占比低于工业增加值占比，中国的工业互联网的行业渗透率增长潜力大。
　　2018年中国工业互联网市场总体规模为0.74万亿元，2021年中国工业互联网市场总体规模达1.08万亿元，同比增长18.2%，3年CAGR达13.4%。预计2022年中国工业互联网市场规模将增长至1.24万亿元，同比增长15.4%而根据2019年IHS报告，5G到2035年会使全球增加13.2万亿美元的产出，对GDP的贡献增加7%；麦肯锡数据显示，全球工业互联网在2025年可产生高达11.1万亿美元的收入。
　　从应用方面看，5G增强移动宽带、低时延高可靠、大连接广覆盖的技术特性可以很好满足工业数字化转型对无线网络的应用需求。以华为松山湖南方工厂为例，利用 5G+云
　　端 MES 平台+人工智能贯通生产工艺流、商业信息流和工程数据流，对产线186 个生产设备中138 个设备进行了5G改造，减少网线部署，节省网线560公里。在5G边缘AI质检方面，传统产线部署本地算力卡成本300万/车间，通过 5G 边缘计算实现云端超级算力共享，AI 算法下沉替代人工提升检测效率，由原来的6秒减少至1.5秒，让人们看到了5G+工业互联网融合创造的实际红利。
　　总体而言，5G与工业互联网融合发展是抢占新一代科技革命制高点的重大抉择。随着新一轮科技革命的深入推进，世界各国纷纷加快5G技术的研发应用，工业是重点应用领域。
　　当前，我国5G和工业互联网建设进程与主要国家齐头并进，正在积极探索＂5G+工业互联网＂融合应用，目前在煤矿、电力、视觉等多个领域均有成熟应用，该行预计未来将会有越来越多的应用涌现。