作為工業網際網路的獨立單元，工業控制系統在工業網際網路發展中起着決定性作用，如果工業控制系統沒有向微型化、網絡化、pc化和開放性方向發展，我國工業網際網路發展将無從談起;如果不能實作大規模互聯感覺，工業控制系統将無網可連，工業網際網路将無從發展;如果沒有大資料分析，沒有雲計算存儲，工業網際網路産生的大規模海量資料将毫無價值，網絡應用層的業務将無法優化，工業網際網路的發展模式必将單一。本文回顧工業網際網路的發展曆程，指出發展工業網際網路在政策、産業、共赢模式及資訊安全方面面臨的問題與挑戰，并結合我國實際，提出保障我國工業網際網路安全發展的對策建議。
一、工業網際網路簡介
自2012年美國通用電氣公司(ge)釋出《工業網際網路：打破智慧與機器的邊界》白皮書以來，在全球掀起了工業網際網路的熱潮。ge并沒有明确地提出工業網際網路的概念，但從其對工業網際網路的闡述中可以看出：工業網際網路是開放、全球化的網絡，通過将人、資料、智能資産和裝置連接配接起來，并結合軟體和大資料分析等技術，達到提高生産力和工作效率、降低成本、減少資源使用的目标，進而促進新一輪的工業革命。在我國，無論是it界還是工業界，無論是學術界還是産業界，都對工業網際網路産生極大的關注。ge提出的工業網際網路，國内外發展現狀如何，存在哪些方面的問題與挑戰，結合我國實際國情，需要提前進行怎樣的規劃和布局，是值得研究的問題。
二、工業網際網路發展曆程
随着資訊技術的飛速發展實體世界和資訊世界将不斷融合，通信網絡作為資訊技術的重要基礎，已經從人到人的通信發展到人與機器以及機器與機器的通信。工業網際網路并不是空降的概念，從其發展曆程來看，經曆了從工業控制系統、到傳感網、物聯網再到現在的工業網際網路。普遍來講，無論國内還是國外，工業網際網路本身的研究都還處于起步階段，但是工業控制系統、傳感網絡和物聯網的相關研究成果比較豐富。
(一)我國工業網際網路發展曆程
我國工業控制自動化的發展，大多是在引進成套裝置的同時進行消化吸收，然後進行二次開發和應用。目前，工業控制自動化技術、産業和應用都有了很大的發展，我國工業計算機系統行業已經形成，工業控制自動化技術正在向智能化、網絡化和內建化方向發展。
随着傳感技術的發展，大量的多種類傳感器節點組織的傳感網絡逐漸形成，該網絡是集計算機、通信、網絡、智能計算、傳感器、嵌入式系統、微電子等多個資訊技術于一體，旨在實作對實體世界的動态智能和協同感覺。2009年在無錫成立國家傳感資訊中心，标志着我國對傳感技術尤其是微型傳感器發展的高度關注。随後傳感器網絡标準工作組成立，開啟了傳感網标準的研究，試圖在國際标準制定中争得話語權。《國家中長期科學與技術發展規劃(2006—2020年)》和“新一代寬帶移動無線通信網”重大專項中均将傳感網列入重點研究領域，為我國傳感網絡的發展提供良好的政策環境。
傳感網絡的發展為物聯網底層的網際網路絡奠定了良好的基礎。随着ibm“智慧地球”的提出，我國提出“感覺中國”，意味着關注焦點從傳感網絡轉移到了物聯網。2009年，時任總理溫家寶在首都科技界發表的《讓科技引領中國可持續發展》講話中，明确表示：“要着力突破傳感網、物聯網關鍵技術，及早部署後ip時代相關技術研發，使資訊網絡産業成為推動産業更新、邁向資訊社會的‘發動機’。”随着首顆物聯網核心晶片——“唐芯一号”的研制成功，一些發達省市将物聯網列為重點培育和發展的新興産業，如廣東的“南方物聯網”，北京的“中國物聯網産業中心”，上海投資8億元攻克物聯網核心技術并在世博會得到廣泛應用，江蘇打造無錫物聯網産業創新叢集，四川搶攤物聯網産業建設全國首個“智慧縣城”等，标志着我國物聯網的發展已經從技術研究到了實際應用的階段。
(二)國外工業網際網路發展曆程
從20世紀60年代開始，西方國家就依靠技術進步(即新裝置、新工藝以及計算機應用)開始對傳統工業進行改造。從plc的提出到集散系統dcs的出現，從計算機內建制造系統cims到現場總線技術fcs的發展，發達國家在緻力于工業資訊化的同時，傳感網絡和物聯網也得到了迅猛發展。2002年4月，南韓提出e-korea(電子南韓)戰略;2004年，日本提出“u-japan”計劃;2006年6月，新加坡公布了“智慧國2015”大藍圖;2008年年底ibm向美國政府提出“智慧地球”戰略;2009年6月歐盟啟動“物聯網行動計劃”等，都是利用各種資訊技術來突破網際網路的實體限制，以實作無處不在的物聯網絡。這些都為工業網際網路的提出到實作奠定了良好的基礎。
三、工業網際網路發展面臨的問題與挑戰
個人計算機數量的增加，網絡連接配接成本的下降推動了網際網路的發展。如今，傳感器的成本越來越低，而性能越來越高，具備了更好的資料采集和存儲能力，同時，工業控制系統将能夠處理大量資訊的實時資料，大資料的分析工具将日趨成熟，這些都是工業網際網路能夠受到廣泛關注、擁有良好發展前景的主要原因。同時，工業網際網路也面臨如下的問題和挑戰：
(一)政策環境有待建立
以物聯網為例，2009年從中央到地方一系列重要訓示的出台使得物聯網産業獲得了良好的宏觀政策環境。對于工業網際網路，從概念的辨析到發展前景的預測，政府和企業都是摸着石頭過河，究竟該怎樣進行産業扶持，政策如何細化，政府如何做好産業引導工作，這些都需要時間來研究和探讨，不可能一蹴而就。
(二)行業壁壘需要打破
工業網際網路應用的大部分場景和行業相關。對于某些行業，其自身資訊化程度較高，采用行業私有标準的資訊采集終端和應用管理平台，行業封閉性強，與外部網絡的互連互通性差。而某些行業由于資訊保密等原因，不願開放内部資源，也不願采用第三方資訊系統，無法納入到工業網際網路架構。工業網際網路需要各行業遵守統一的标準規範，在不涉及行業機密和資訊安全的範圍内實作有效的互連互通，是以行業融合是工業網際網路發展需要面臨的深層次問題，這涉及企業流程改變、裝置改造等諸多問題，需要逐一解決。
(三)産業鍊有待完善
目前，物聯網産業鍊包括晶片廠商、軟硬體提供商、系統內建商、網絡營運商、應用服務提供商和客戶等多個環節，以物聯網為基礎發展起來的工業網際網路，是否也包括這些環節，這些環節的界定和分工如何明晰，一些重要的環節尚未發展起來，比如工業網際網路的網絡設計、工業網際網路統一資訊平台、工業大資料服務等方面的能力還處于缺位狀态。
(四)共赢模式有待确立
如何确立一個使産業鍊各方滿意的盈利模式，實作投入産出的良性循環，彰顯規模效應是需要在工業互聯産業的營運過程中逐漸明确的。工業網際網路目前尚未出現清晰的商業模式，産業鍊上下遊的價值傳遞和産生有什麼機制?産業鍊上的各環節怎樣創造價值以及在市場上展現出該價值?這些價值最終如何得到傳統工業界的認同?
(五)應用模式需要探索
工業網際網路将充分利用傳感技術和物聯網，實作人與機器、機器與機器的連接配接，那麼如何利用雲計算實作海量資料的存儲，如何結合大資料進行資料挖掘和分析，如何使得生産與消費對接，如何發展出基于網際網路的按需制造和定制化生産。工業網際網路的應用需要技術的支撐，更需要業務模式的創新，如何創造更多更新的應用模式，是決定工業網際網路發展速度的核心要素。
(六)安全問題亟待關注
從工業網際網路本身來看，工業網際網路的發展意味着工業控制系統将更加複雜化、it化和通用化，不同工業控制系統互連互通，内部将越來越多采用通用軟體、通用硬體和通用協定，這将增加資訊安全隐患。
從産業角度看，雖然我國工業控制系統已經形成較大的産業規模，但是晶片、嵌入式作業系統、嵌入式軟體、總線協定和工控軟體等核心技術仍受制于國外公司，高端市場擁有自主知識産權的技術和産品較少，這意味着如果不能自主可控，工業網際網路的發展将受制于人。
從技術應用來講，随着工業控制系統産生、存儲和分析的資料海量增長，資料保護如何解決，雲端資料資訊如何保障，大資料、雲計算技術的應用将帶來更多更複雜的安全問題，工業網際網路資訊安全面臨着嚴峻挑戰。
四、我國工業網際網路發展建議
工業革命創造了各種機器、裝置、機組和基礎設施，網際網路革命帶來了資訊技術的飛速發展，工業網際網路彙集了兩大革命的成果，必将進一步促進經濟發展。工業是我國國民經濟的主體，是促進國民經濟發展的重要引擎，現正值我國工業轉型發展的攻堅時期，如何利用工業網際網路為我國經濟發展創造新的增長機遇，有以下幾點建議。
(一)充分利用工業網際網路帶來的工業革命，推動我國經濟結構調整
我國曾經依靠人力成本低、資源成本低取得了巨大的工業成就，但如今産能過剩、耗能過大等現狀意味着這種粗放型的工業發展模式是不可持續的。《2006—2020年國家資訊化發展戰略》《工業轉型更新規劃(2011—2015年)》《國務院關于大力推進資訊化發展和切實保障資訊安全的若幹意見》《關于加快推進資訊化與工業化深度融合的若幹意見》等多個檔案的釋出表明我國處于工業轉型發展的關鍵階段。在這個背景下，機器、裝置組、設施和系統網絡組成的工業網際網路，如果能在更深的層面将連接配接能力、大資料分析能力完美結合，并貫穿于設計、生産、流通、消費、配置設定等各個環節之中，可大幅提高工業生産的效率、縮短産品的設計和流通周期、增加制造的靈活性、降低生産能耗，必将提高工業發展的品質和效益。不僅如此，工業網際網路發展将在創新工業要素配置、生産制造和産業組織方式中帶來更多的創新，從大規模生産到定制化生産的模式，将加快工業生産向網絡化、智能化、柔性化和服務化轉變，進而推進我國制造業和資訊業的融合、制造業和服務業的融合。
(二)制定我國工業網際網路扶持政策，建立工業網際網路發展環境
工業網際網路的發展依靠三項關鍵技術，一是各種傳感器的普及;二是強大的計算與存儲能力;三是不斷延伸的網絡。随着我國基礎設施建設的不斷投入，中國的航空、電力、鐵路、醫療、石油天然氣等重點領域為工業網際網路的發展提供了廣闊的平台。但是在這些傳統行業中，工業化、資訊化融合程度不同，對工業網際網路關鍵技術的應用程度不同，而且每個行業對工業網際網路的認識不同，對工業網際網路的發展預期不同，對充分利用工業網際網路改造的準備基礎不同，那麼在這些關系國計民生的關鍵領域中，選擇哪些行業先期發展工業網際網路，如何提前規劃和布局才能充分利用工業網際網路的優勢，以帶動傳統行業的創新發展值得進一步思考。
(三)主導工業網際網路核心标準制定，加快工業網際網路應用規模
正如網際網路标準促進網際網路的普及和發展一樣，工業網際網路的快速發展也需要各企業、各行業的共同參與，制定一個開放的标準，如開放的、具有實時能力、安全的工業協定，通俗、統一、易識别的機器表示等。如何調動工業制造商的積極性，在商業利益和行業之間取得平衡，共同制定統一的工業标準和接口，是我國未來工業網際網路規模化發展的關鍵。同時，建議積極參與工業網際網路國際标準的制定，做好頂層設計，滿足我國工業網際網路發展需要，形成技術創新、标準和知識産權協調的互動機制。
(四)重視工業網際網路資訊安全問題，保障工業網際網路安全發展
比起傳統工業控制系統，工業網際網路的資訊安全問題将更加凸顯。網際網路上的黑客攻擊、資料操縱、間諜、病毒、蠕蟲和特洛伊木馬等都有可能成為工業網際網路的潛在威脅，一旦出現安全問題，工業網絡資訊的保密性、完整性、可靠性、可控性、可用性遭到破壞，将造成不可估量的損失。是以，建議加強工業網際網路資訊安全問題研究，從工業網際網路基本結構、系統特點、面臨的主要安全威脅進行分析，設立工業網際網路資訊安全專項，提出在工業網際網路實際應用中的管理控制、運作控制以及技術控制等安全控制方法和要求，遵循“同步規劃，同步建設，同步運作”的原則，保障工業網際網路安全發展。
本文轉自d1net（轉載）