Page 40 - 网络电信2016第17期
P. 40
解决方案
工业互联网推动工厂网络与互联网融合发展
高巍 中国信息通信研究院
从目前工厂网络面对智能制造需求存在的问
题出发，分析工厂内部网络“三化（IP化、扁平
化、无线化）+灵活组网”的发展趋势，指出工
业生产与互联网业务模式的融合体现为四大类：
信息技术（IT）系统与互联网的融合、操作技术
（OT）系统与互联网的融合、企业专网与互联网
的融合、产品服务与互联网的融合，并认为工厂
网络与互联网的融合仍将基于目前以IP技术为基
础的互联网技术体系。
2015年发布的《中国制造2025》是中国实施制造强国战 新，可能引领网络技术与架构的发展，并引发工业制造模式的
略第一个十年的行动纲领。“智能制造”是《中国制造2025》 变革。
中的重要关键词，可以总结为以“智能化生产”为主要制造形
态，以“个性化定制”为主要生产方式，以“网络化协同”为 一、工业制造领域的网络发展现状
主要的组织机制，以“服务化转型”为主要的发展方向的新型
工业发展模式。 当前，工业生产过程的控制已经实现了从模拟信号到数字信
号的飞跃，以微处理器为核心的智能生产控制系统得到了广泛的
信息化与工业化的深度融合是实现智能制造的前提条件， 应用。伴随着生产过程控制的自动化和数字化，数字通信网络已
工业互联网是实现“智能制造”的重要基础设施。工业互联网 经延伸到工业控制领域。随着企业信息化的发展，连接信息终端
就是工业制造业与信息通信技术（ICT）产业的交叉领域，综合 与IT系统的信息网络也成为工厂网络的重要组成部分。
了工业制造、互联网、物联网的技术创新。预计在未来几十年
内，工业互联网领域将出现应用、技术、网络的大规模集中创 1.工厂网络架构
目前工厂网络的一般架构如图1所示。
图1 工厂网络结构 总体来看，工厂网络呈现“ 两层三级”的结构。“ 两
层”是指存在“ 信息技术（IT）网络”和“操作技术（OT）网
络”两层技术异构的网络；“三级”是指根据目前工厂管理层
级的划分，网络也被分为“现场级”、“车间级”、“工厂级/
企业级”3个层次，每层之间的网络配置和管理策略相互独立。
工业控制网络，或称为OT网络，主要用于连接生产现场的
控制器，如可编程控制器（PLC）、过程控制系统（DCS）、分
散控制系统（FCS）等，以及传感器、伺服器、监测控制设备等
部件。工业控制过程对网络的主要需求是网络的确定性（包括
对时延、时延抖动的严格要求，以及时间同步要求等）和可靠
性（网络的丢包率与可用性）。工业控制网络的主要实现技术
可分为现场总线和工业以太网两大类。
工厂信息网络，或称为IT网络，主要由IP网络构成，并通
过网关设备实现与互联网和现场网络的互联和安全隔离。
2.OT网络的技术与产业现状
OT网络技术主要包括现场总线和工业以太网两类。
现场总线技术出现于20世纪80年代初，目前在工业控制领
域占有60%以上的市场份额。虽然经历了30多年的标准化努力，
现场总线技术标准仍呈现“诸侯割据，各自封闭”的状况，许
多国际制造业的巨头形成并把控了各自不同的现场总线技术标
48 网络电信 二零一六年十月
