工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的產(chǎn)物,是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。在我國,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已上升為國家戰(zhàn)略,其實(shí)施路徑與未來趨勢(shì)備受關(guān)注。本文將從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成的核心視角,探討我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)路線與發(fā)展趨勢(shì)。
一、 技術(shù)路線:以系統(tǒng)集成為核心的架構(gòu)演進(jìn)
我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)路線正沿著“連接-數(shù)據(jù)-智能”的路徑深化,而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成技術(shù)貫穿始終,是實(shí)現(xiàn)這一路徑的“骨架”與“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。
- 網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同階段(底層集成): 此階段的核心是通過工業(yè)以太網(wǎng)、5G、TSN(時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò))等網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)設(shè)備、產(chǎn)線、車間乃至企業(yè)間的互聯(lián)互通。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成的任務(wù)在于構(gòu)建統(tǒng)一、開放、可靠的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),解決異構(gòu)設(shè)備協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集與邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)部署等關(guān)鍵問題,為數(shù)據(jù)流動(dòng)奠定物理基礎(chǔ)。
- 平臺(tái)化賦能階段(中層集成): 以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)(如跨行業(yè)跨領(lǐng)域平臺(tái)、行業(yè)/區(qū)域特色平臺(tái))為核心,集成云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等ICT技術(shù)。系統(tǒng)集成的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向平臺(tái)自身的構(gòu)建與整合,包括IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))、PaaS(平臺(tái)即服務(wù))層的資源虛擬化與微服務(wù)化,以及面向特定工業(yè)場(chǎng)景的SaaS(軟件即服務(wù))應(yīng)用開發(fā)與部署。平臺(tái)成為連接物理世界與數(shù)字世界、集成各類工業(yè)軟件與算法模型的中樞。
- 智能化創(chuàng)新階段(頂層集成): 在此階段,人工智能、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度融合。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成的復(fù)雜度和價(jià)值達(dá)到新高,重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)IT(信息技術(shù))、OT(運(yùn)營技術(shù))與AT(分析技術(shù))的深度融通。具體表現(xiàn)為:構(gòu)建融合AI模型的智能分析系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化、預(yù)測(cè)性維護(hù);創(chuàng)建高保真數(shù)字孿生體,實(shí)現(xiàn)虛實(shí)交互與閉環(huán)優(yōu)化;利用區(qū)塊鏈技術(shù)集成供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié),確保數(shù)據(jù)可信與協(xié)同透明。
二、 發(fā)展趨勢(shì):系統(tǒng)集成驅(qū)動(dòng)的范式變革
我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢(shì),這些趨勢(shì)均對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成提出了新的要求與機(jī)遇。
- 集成架構(gòu)從“云-端”向“云-邊-端”協(xié)同演進(jìn): 隨著工業(yè)實(shí)時(shí)性要求的提高,邊緣計(jì)算成為必然。未來的系統(tǒng)集成需構(gòu)建分級(jí)計(jì)算架構(gòu),實(shí)現(xiàn)云端負(fù)責(zé)宏觀模型訓(xùn)練與資源調(diào)度,邊緣側(cè)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理與本地決策,終端負(fù)責(zé)精準(zhǔn)執(zhí)行。這對(duì)集成的實(shí)時(shí)性、可靠性與資源協(xié)同能力提出了更高要求。
- 集成對(duì)象從“數(shù)據(jù)”向“模型與知識(shí)”深化: 單純的設(shè)備連接與數(shù)據(jù)匯聚已無法滿足需求。未來的集成焦點(diǎn)將轉(zhuǎn)向工業(yè)知識(shí)模型、AI算法、行業(yè)機(jī)理模型的封裝、復(fù)用與跨平臺(tái)流動(dòng)。系統(tǒng)集成需要構(gòu)建統(tǒng)一的模型管理與服務(wù)框架,支持“模型即服務(wù)”(MaaS),實(shí)現(xiàn)工業(yè)知識(shí)的沉淀與高效應(yīng)用。
- 集成范圍從“企業(yè)內(nèi)”向“產(chǎn)業(yè)鏈級(jí)”擴(kuò)展: 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值將越來越多地體現(xiàn)在跨企業(yè)、跨行業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造、供應(yīng)鏈優(yōu)化等場(chǎng)景。這要求系統(tǒng)集成能夠支持構(gòu)建安全、可信的產(chǎn)業(yè)協(xié)同網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)不同主體間系統(tǒng)、數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)的安全互操作,區(qū)塊鏈、隱私計(jì)算等技術(shù)與傳統(tǒng)集成技術(shù)的結(jié)合將成為關(guān)鍵。
- 集成模式向“低代碼/無代碼”與“自動(dòng)化”發(fā)展: 為降低工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)與部署的門檻,提升集成效率,基于可視化拖拽、模型驅(qū)動(dòng)的低代碼開發(fā)平臺(tái)和自動(dòng)化集成工具(如iPaaS,集成平臺(tái)即服務(wù))將廣泛應(yīng)用。系統(tǒng)集成本身將變得更加敏捷和智能化,賦能更多一線工程師參與創(chuàng)新。
- 安全集成成為內(nèi)生需求: 隨著系統(tǒng)互聯(lián)程度的加深,安全風(fēng)險(xiǎn)倍增。安全能力必須作為基礎(chǔ)模塊,深度集成到網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、應(yīng)用各個(gè)層級(jí),實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)與工業(yè)業(yè)務(wù)流程的同步規(guī)劃、同步建設(shè)、同步運(yùn)行(內(nèi)生安全)。
三、 結(jié)論
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成是我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)落地與價(jià)值創(chuàng)造的核心使能技術(shù)。其發(fā)展路線正從打通物理連接,走向構(gòu)建數(shù)據(jù)中樞,最終邁向?qū)崿F(xiàn)智能協(xié)同。面對(duì)系統(tǒng)集成技術(shù)自身也需不斷創(chuàng)新,向協(xié)同化、知識(shí)化、廣域化、敏捷化和安全內(nèi)生化方向演進(jìn),以支撐我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邁向更深的融合應(yīng)用和更高的價(jià)值創(chuàng)造階段,為制造強(qiáng)國和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)底座。