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网络体系强基展望白皮书打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展联合编写单位及编写组成员：（排名不分先后）华为技术有限公司：李 兴、耿 亮、侯方明、徐前锋中国信息通信研究院：田 辉、张恒升、陈 洁、朱瑾瑜重庆大学：蔡岳平东风通信技术有限公司：李 彬金川集团公司：程少逸镍钴资源综合利用国家重点实验室：郭 奇、吕苏环上海汽车集团股份有限公司乘用车公司：强 斌、严海峰中国第一汽车集团有限公司：閤华东、孙 盼、陶建尧网络体系强基展望白皮书联合编写网络体系强基展望白皮书目录01.“网络体系强基”开启工业互联网发展新纪元 0102.工业网络现状及趋势 022.1.工业发展的四个阶段 022.2.工业网络演进的必要性 0303.先进工业网络演进的思考 043.1.设备网联及 IP 化 063.2.工厂内网 073.3.工厂外网 083.4.工业网络安全 1004.“网络体系强基”产业实践 124.1.马钢打造智能工业云网 124.2.上汽宁德打造全无线智能工厂 134.3.华为南方工厂实现基于 Wi-Fi 6 高速网络的柔性制造 1405.未来展望 15目录01“网络体系强基”开启工业互联网发展新纪元工业互联网是重要的新型通信基础设施之一，是实现企业数字化转型，促进数字经济浪潮中产业数字化和数字产业化长足发展的关键一环。经过近 5 年卓有成效的发展，我国工业互联网体系已初步形成，平台应用蓬勃发展，生态繁荣，对工业数据上通下达，工业网络开放互通不断提出新的要求。由于传统工业网络先天存在的互通难、开放性差等问题，目前仍面临着协议七国八制，数据大量沉淀的问题。如何实现 IT 与 OT 端到端灵活组网，打造万物智联的工业互联网网络基座，让数据上得去，算力下得来，是工业互联网实现叠加倍增发展必须解决的问题。工信部发布的工业互联网创新发展行动计划（2021-2023 年）文件中颁布了“网络体系强基计划”，对工厂内外网、设备网联等多个网络领域的发展提出了明确的要求，SRv6、确定性网络等新型网络技术被重点提及。在工业网络的各个关键环节中引入“IPv6+”及未来网络相关技术，成为夯实工业互联网网络基座的重要手段和产业共识。随着千行百业数字化转型的不断加速，企业对于数据资产高效流动的需求将日益旺盛，工业互联网网络也将在数字经济发展中扮演愈发重要的角色。面向“工业设备网联化、网络接入无线化、工厂内网 IP 化、工厂外网智能化”发展的工业互联网新要求，以“网络体系强基”为目标打造先进工业网络，正在开启工业互联网“十四五”发展周期的新纪元。“网络体系强基”开启工业互联网发展新纪元网络体系强基展望白皮书01打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展02工业网络现状及趋势第一阶段：18 世纪 60 年代至 19 世纪中期，通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为“工业 1.0”时代。第二阶段：19 世纪后半期至 20 世纪初，在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为“工业2.0”时代。第三阶段：始于 20 世纪 70 年代并一直延续到现在，电子与信息技术的广泛应用，使得制造过程不断实现自动化，可称为“工业 3.0”时代。第四阶段：智能制造为主导的第四次工业革命，可称为“工业 4.0”时代。工业 4.0 时代具有以下特点：1）信息物理融合系统（CPS）：未来智能工厂，产品信息都将被输入在制品，直接与生产系统和设备沟通，发出下一道生产工序指令，指挥设备进行自组织生产、生产质量监控。2）数字化设计&制造协同：生产过程中的每一步都将先在虚拟世界被设计、仿真以及优化;智能生产装备根据数字化图纸直接生产个性化产品。3）精益生产与柔性制造：供应商、工厂内各工序所提供的全部零部件都将在正确的时间以正确的顺序到达生产线，减少浪费。2.1.工业发展的四个阶段1784年第一台纺织机1870年第一条生产线美国辛辛那提屠宰场1959年第一个可编程逻辑控制器PLC2018年，“灯塔工厂”截止2020共54家18世纪末20世纪初20世纪70年代现在工业1.0：机械化机器制造生产工业2.0：标准化流水线批量生产工业3.0：自动化无人/少人化生产工业4.0：网络化智能生产，虚实融合第二次工业革命随着基于劳动分工的、电力驱动的大规模生产的出现第三次工业革命用电子和IT技术实现制造流程的进一步自动化第四次工业革命系统基于信息物理融合第一次工业革命随着蒸汽驱动的机械制造设备的出现图 1：工业发展的四个阶段工业网络现状及趋势网络体系强基展望白皮书02打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展网络体系强基展望白皮书工业网络现状及趋势2.2.工业网络演进的必要性当前制造现场移动作业终端规模化应用，物联传感类设备使用场景广泛。生产 IT 业务云化趋势明显，产业链间协同也更为密切。为实现智能制造，需通信技术、AI 技术以及数字孪生等技术进一步融合。生产 OT 场景要求做到网络高可靠、确定性时延、故障极速修复；在生产 IT 场景做到云网协同，智能化“规、建、维、优”。数据的高效流动需要重新定义工业网络，需要具备实时感知工业园区网络运行状态、数据实时可靠上传。为了实现“数据上得去”这需要工厂生产设备可以联网，可以通过有线、无线等方式灵活联网，为了实现“算力下得来”，工厂的网络需要 IP 化，而且需要能根据业务进行隔离及 SLA 保障。传统的工业金字塔架构无法满足 IT 与 OT 融合的需求。OT 与 IT 融合，既能促进 IT 在 OT 端发挥网络化、云化、智能化的作用，也可保障 OT 端更多利用 IT 端的使能技术。融合模式将 OT 端的信息输出到 IT 端，使得OT 端信息在更大范围内共享，即 OT 端的信息云化。SCADA 系统所在的层可视为 IT 与 OT 的分界面，也是IT 与 OT 实现联接的关键点。如果在这一层面实现了基于 IT（云）的部署，就可以构建具有用户（或操作员）远程监视（使用传感器）和控制（使用执行器）功能的工业系统，从而大幅提高 OT 与 IT 的联接效率及灵活性。这需要工业网络的重构，形成新的先进的工业网络。IT层企业级现场管理网络现场控制网络现场总线车间级现场级OT层监测设备执行器传感器边缘智能边缘计算公有云驻地云工业内网外部网关数据网关监测设备执行器传感器ERP、PLM、SCMSCADAHMIPLCMESAI训练标识解析工业互联网平台（公有云）工业互联网平台（混合模式）协同设计ERPPLMMESWMS融合工业网络图 2：工业网络演进03打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展03先进工业网络演进的思考未来的先进工业网络的演进呈现“四化”发展工业设备网联化：指工厂内的工业设备要联网，可以被唯一指定；工业设备可以通过多种协议互联；网络接入无线化：随着个性化定制驱动柔性制造的兴起，设备“剪辫子”成为趋势；移动 AGV、AR/VR、手持移动终端巡检需要无线网络。因此，工厂里要实现生产领域全业务的网络需求，引入无线网络是最合适的。5G 与 Wi-Fi 6 都是当前两种最流行的无线技术。两者各有所长：5G 的优势在于低时延广覆盖；Wi-Fi 6 的优势在于成本低生态好。工厂内网 IP 化：要实现数据在工厂的快速流动，需要使用 IP 化的网络。这里的 IP 化更多指的是 IPv6 化，IPv4 资源已经枯竭了，海量的设备终端接入的时候，必然要用到 IPv6 地址。工业设备的 IP 化要循序渐进，可以先将车间级网络 IP 化，再考虑将现场级里对时延要求不敏感的设备 IP 化。工厂外网智能化：企业业务的集中化与云化，需要各厂区与总部间的互联有一套可靠的智能 IP 网络，实现多业务统一管理，提升管理效率、生产效率。通过“IPv6+”打造业务隔离、确定性的网络。工业设备网联化网络接入无线化数据全面深度感知|数据实时传输交换|数据跨厂家互联互通|数据与算力按需部署工厂外网智能化工厂内网IP化IP一网到底工业云网11011010101010011010边缘云边缘云边缘云混合云算法光铜5GWi-Fi 6算力智慧私有云公有云图 3：先进工业网络特征先进工业网络演进的思考网络体系强基展望白皮书04打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展网络体系强基展望白皮书先进工业网络演进的思考先进工业网络逻辑架构如上图所示。在先进工业网络中的终设备应是 IP 化终端，通过无线化接入到确定性TSN/DIP 的网络中，构建端云协同，实时控制的智能终端；生产车间部署边缘云，软件定义业务，业务如PLC/SCADA 等云化，端云协同打造智能边缘；工厂级数据中心通过全 IP 化的网络接入工厂园区办公/IT 和园区物联并通过大数据分析构建工程大脑；企业集团总部通过“IPv6+”/智能云网”网络业务快速发放，智能运维快速打通和企业各工厂分支通信，提供云化业务、产品服务；产业平台云化，产业服务云化通过“IPv6+”实现多云互联，打通产业链全要素链接；先进工业网络本质是 IT/OT 的融合，打造 IT/OT 一体安全是先进工业网络的基础；注：“IPv6+”是以 IPv6 分段路由（SRv6）、网络切片（FlexE）、确定性转发（DetNet）、随流检测（iFIT）、新型组播（BIERv6）和应用感知（APN6）等为代表的互联网协议创新，包括以网络分析、网络自愈、自动调优等为代表的网络智能化技术创新，在联接、超宽、自动化、确定性、低时延和安全六个维度全面提升 IP 网络能力使能云间互联、用户敏捷上云、云网安联动等云网融合商业场景创新，探索工业互联网、物联网等新商业领域创新。产业级企业级工厂级车间级IT/OT一体安全仓储物流5G/WIFI/RF/UWBAGV/RFID/UWB-TAG生产视频ETH/5G/WIFIIPC数据采集IP化采集模块传感器工业控制IP化控制模块执行器产业安全态势感知平台工业互联网平台公有云协同业务产品服务定制业务研发仿真集团总部ERPEAMMES大数据分析数据中心-大数据分析数字孪生工厂/办公/研发/智慧园区云化MES云化SCADA云化PLC云AI边缘云-智能边缘数字孪生驱动器/传感器/AGV/IPC办公IT/研发IT智慧园区办公IT/研发IT智慧园区无线网络5G+Wi-Fi融合确定性网络TSN/DIPIPv6+IPv6+智能云网一网入多云外网智能化内网IP化IP On Everything接入无线化设备网联化IP化智能终端图 4：先进工业网络逻辑架构05打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展先进工业网络演进的思考网络体系强基展望白皮书3.1.设备网联及 IP 化工业数字化转型打造智能制造已经是全球共识，但大量工业领域中存在大量的“哑设施/哑设备/哑终端”，该类设备种类繁多、协议标准不一，导致信息孤岛无法通信协作；为此，需要从网联化、标准化着手打通“信息孤岛”使数据流动起来，实现全要素连接的智能工厂。1）设备网联化：“哑设施/哑设备/哑终端”通过 Wi-Fi 6 CPE、5G CPE、5GGateway 等进行无线化改造，使哑终端接入到网联实现全要素网联化；Wi-Fi 6 AP 集成多种无线接入技术，统一接入一网多用；Wi-Fi 6 AP 有连续、高速覆盖无死角、无损漫游能力以满足工业场景需要；5G CPE/Gateway 集计算和通信功能为一体，具有开放架构支持业务 APP 随需部署，与后端平台协同实现全网告警状态、站点状态、设备状态展示，远程可视化管理，实时监控全网状态。2）IP 化：工业 4.0 网络本质是 IT/OT 融合的网络，未来新型终端应是智能终端，IP 化终端，通过“智能 IP，IP 一网到底”消除孤岛；未来新型终端应集成一种/多种无线技术接入如 Wi-Fi 6、BLE、Zigbee 等通过IPV6 接入到网络并借助 IT/OT 技术进行端云协同实现终端“智能化”。ERP系统MES系统资产管理系统智能仪表控制器机器人CNC数控机床智能仪表控制器传感器传感器机器人CNC数控机床UWB标签AGV5G5G CPE/GatewayCPE公有云/私有云AP/IOT GatewayWi-Fi/UWB/BLE/Zigbee图 5：设备互联化06打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展网络体系强基展望白皮书先进工业网络演进的思考3.2.工厂内网工业生产网络主要连接工厂内部的各种要素，包括人员（如生产人员、设计人员、外部人员）、机器（如生产装备）、材料（如原材料、过程件、制成品）、环境（如仪表、监测设备）等。工业生产网络架构、技术多样，需要考虑布置成本、使用场景要求，在生产现场布设工业有线通信和工业无线通信相结合互补的网络，满足生产控制管理和工业应用的需求。典型生产网络场景，网络指标要求如下：网络指标/场景智慧物流数据采集生产监控工业控制网络规模（终端/千平米）数百数千数千数百接入密度（Mbps/千平米）1Gbps10Gbps1Gbps100Mbps确定性时延秒级秒级秒级1100ms可靠性（故障容忍时间）分钟级秒级零中断零中断安全高高高高用户体验速率千兆千兆万兆百兆百兆自动驾驶水平高高高中能耗（设备能耗要求）低中中高工厂内部网络需要进行扁平化、IP 化、无线化及灵活组网等各方面的改进。1）工厂内网络扁平化。扁平化包括两个方面，一是工厂 OT 系统将逐渐打破车间级、现场级分层次组网模式，智能机器之间将逐渐实现直接的横向互联。二是整个工厂管理控制系统扁平化，包括 IT 系统和 OT 系统部分功能融合（如 HMI），或通过工业云平台方式实现，实时控制功能下沉到智能机器。2）工厂内网络以太网/IP 化趋势。随着工业互联网技术的发展演进，现场总线正在逐步被工业以太网替代。未来，基于通用标准的工业以太网逐步取代各种私有的工业以太网，并实现控制数据与信息数据同口传输。为解决大量支持 IP 的装备接入问题，“IPv6+”及未来网络相关技术将在工厂内广泛使用。3）工厂内无线网络成为有线网络的重要补充。目前无线技术主要用于信息的采集、非实时控制和工厂内部信息化等场景，Wi-Fi、Zigbee、2G/3G/LTE、面向工业过程自动化的无线网络 WIA-PA、WirelessHart 以及ISA100.11a 等技术已在工厂内获得部分使用。同时无线技术正逐步向工业实时领域渗透，成为现有工业有线控制网络有力的补充或替代，如 5G 已明确将工业控制作为其低时延、高可靠的重要应用场景，3GPP也已开展相关的研究工作；新一代 Wi-Fi 6 技术以大带宽、低时延、高容量已经开始广泛应用于生产场景。4工厂内网络灵活化组网。未来基于智能机器柔性生产将实现生产域根据需求进行灵活重构。智能机器可在不通生产域间迁移和转换，并在生产域内实现即插即用。这需要工厂网络的灵活组网，实现网络层资源可编排能力，软件定义网络（SDN）是其中实现方式之一。以 OPC UA over TSN 为代表的标准化工业有线网络正在加速落地。同时工业无线（5G、Wi-Fi 6 等）将为工业低时延应用和大连接应用提供理想的无线接入方式。5）工厂内边缘计算平台。边缘计算平台可以部署于工厂园区内，工厂的工业互联网应用、虚拟交换机网络等系统均可以部署于边缘计算平台上，实现工业场景的智能制造、无线局域网等场景，同时能够满足数据不出工厂的诉求。07打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展先进工业网络演进的思考网络体系强基展望白皮书3.3.工厂外网制造企业从研发、供应链、生产、销售等各个方面都存在着大量上云诉求。CAD、CAE、MES 等制造关键系统云化以及系统的高度集成，不仅有助于帮助企业实现生成工艺合规性的目标，同时还可以全程掌控产品质量，提高生产效率，节约成本，从而提高竞争力。伴随着制造企业业务云化，研发园区、工厂类园区本地的数据中心部分功能向集团私有云迁移，部分非关键数据和运营业务向公有云迁移，同时 AI 技术在工业领域的逐步大规模应用催生边缘云的诉求，形成边缘云、私有云、公有云、行业云的多云多级架构。随着企业业务的扩张，企业网络也从传统的封闭式单园区网络向多园区网络扩展，从而形成了多园区多云互联的工厂外网结构。与传统服务领域 IT 业务上云不同，工业领域生产业务上云，对工厂外网的连接质量提出了更高的要求。比如MES 系统关系着企业生产的命脉，对时延与可靠性更为敏感；透明工厂业务需要高清视频回传，对带宽的要求更高；未来 PLC 业务集中化云化，更需要工厂外网提供确定性时延的能力。因此，工厂外网需要为不同业务按需提供不同的保障。综上，工厂外网需要具备：1、灵活的多云互联，云边协同能力；2、差异化业务质量保障能力。工厂外网建设模式 1：集团性企业可以自建骨干网，连接多个制造基地与私有云，实现入网即入云，充分利用带宽资源，实现多业务的灵活快速接入与质量保障。分支园区则可以采用 SD-WAN 方式，通过 Internet/5G接入集团网络。自建骨干网，可通过 SRv6 实现一跳入云，并在不同路径之间通过 SRv6 Policy 进行优化调整，充分利用网络资源；同时可对于不同业务进行网络切片，对高优先级业务进行质量保障；工厂外网是企业互联互通的基础建设，因此需要具备全生命周期自动化智能化管理，业务快速发放，故障快速恢复，预测性运维。云接入分钟级定位实时可视毫秒级保护云网管控多云交换网络智能运维全生命周期管理（规划、仿真、配置、调优、安全）故障快速感、定界和业务恢复路径调优SRv6 Policy：智能云图算法调度，充分利用网络带宽资源。基于应用的选路和链路冗余备份一跳入云SRv6，业务一跳上云，多云互联SD-WAN，构建企业分支极致体验的互联分支机构生产基地1生产基地2生产基地3生产基地N云接入云接入云接入云接入云接入私有云5G/Internet自建数据中心集团云云接入CPE云汇聚云汇聚云汇聚云汇聚公有云三方云工业互联网平台安全态势感知平台图 6：工厂外网建设模式 1：集团性企业可以自建骨干网08打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展网络体系强基展望白皮书先进工业网络演进的思考这对运营商的工厂外网云网服务提出了如下要求：1、一线通多云：与多个公有云、行业云连接，通过 SRv6 一跳入云。2、确定性体验：通过 IPv6+与网络切片，实现一张物理网络上运行多个企业专网，为企业提供多业务质量保障与安全隔离。运营商提供的工厂外网需要连接众多行业和企业，必须具备 K 级切片的能力，方能服务全国工业互联上云。3、服务化能力：企业租用运营商网络实现工厂外网，需要运营商提供电商式快速开通云上连接的能力。综上分析，工厂外网建设指标评估可归纳为：网络指标/场景自建骨干运营商云网确定性时延控制类业务：ms 级采集类业务：s 级可靠性控制类业务：0 中断采集类业务：50ms 恢复安全高：各业务安全隔离自动驾驶水平高：多云多园区连接，业务快速开通，智能运维工厂外网建设模式 2：国内运营商均在深化云网融合战略，积极布局云专网，提升云网服务能力。企业可充分利用运营商的资源，租用运营商的云网服务，实现企业自身的多云连接业务。分支机构安全态势感知平台自建数据中心工业互联网平台三方云集团云公有云私有云SD-WAN生产基地1生产基地2生产基地3生产基地N运营商云网图 7：工厂外网建设模式 2：运营商智能云网09打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展先进工业网络演进的思考网络体系强基展望白皮书3.4.工业网络安全工业互联网架构与对应的安全框架如下：工业互联网安全框架，包括“设备安全、控制安全、网络安全、应用安全、数据安全”五个部分。每一部分都需要参照信息安全等级保护GB/T 22239 的要求具备对应的安全能力。例如：对于“设备安全”，需要具备固件增强、漏洞修复加固、补丁升级管理、运维管控等能力；对于“网络安全”，需要具备网络边界安全、网络接入认证、通信传输保护、网络设备安全防护、安全监测审计等能力。但是，工业互联网安全方案由于环境原因面临如下挑战：1）传统 IT 补丁和资产扫描方案不适用于 OT。工控系统可用性要求高，工控设备繁杂、老旧，主动资产扫描可能会导致网络或目标系统异常、老旧系统无法提供补丁或打补丁可能导致系统异常。2）直路部署多种安全产品不适用于 OT。工控系统对实时性要求高，传统边界防御串接多种设备的方案加大延时，并响应传输确定性。3）IT/OT 融合导致传统边界防御失效。IT 和 OT 融合，企业资源和生产管理层价值数据聚集到云平台，云计算、大数据、物联网、移动办公增加更多攻击面，传统边界防御难以为继。数据安全生产管理数据安全生产操作数据安全工厂外部数据安全网络安全工厂外网安全工厂内网安全智能工厂工厂外网工业互联网平台（公有云，大数据分析）PLMCAxSCMERPMESCRMBI.控制安全SCADADCS/FCSPLCHMI.设备安全智能传感器工业机器人智能仪表智能产品定制业务协同业务产品服务工业互联网平台（私有云，数据集成应用）应用安全软件安全平台安全54231图 8：AII 工业互联网安全框架定义的 5 类防护对象10打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展网络体系强基展望白皮书先进工业网络演进的思考在确保可用性和实时性的基础上，先进工业网络应具备如下三类关键安全能力：1）引入零信任安全架构体系，放行好人。默认情况下不信任网络内部和外部的任何人、设备以及系统，持续动态安全评估确保设备安全可信、用户身份可信、行为合规、最小授权，减少风险和攻击面。关键技术包括设备可信、合法行为基线评估、用户实体行为分析、基于持续风险评估的“零信任”认证与访问控制技术、高性能低时延代理网关、隔离区流量/文件监控方案等。2）构筑全网威胁纵深防御体系，拦截坏人。在 IT、OT、IT 和 OT 边界和内部持续监控，感知突破传统防御的未知恶意软件、未知网络流量入侵、PLC/DCS/FCS/RTU 威胁传播检测，并进行拦截。关键技术包括网络设备 Flow 探针、未知威胁检测、正常行为基线检测、诱捕系统、工业蜜罐、云网安联动等。3）搭建统一网络安全风险管理体系，提升 IT/OT 运营水平。准确识别现网 IT 和 OT 资产、漏洞等信息，自动识别优先处置事件，自动发现并回溯高级威胁，自动下发全网拦截隔离动作。关键技术包括“网络 0 干扰、不依赖于签名”的未知资产发现能力、智能事件监控和高级威胁分析溯源、安全编排自动化与响应（SOAR）、事件处置 PlayBook 等。通过上述能力，构筑“进不来、看不见、藏不住、拿不走、搞不坏”的具有韧性的先进工业网络。11打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展04“网络体系强基”产业实践4.1.马钢打造智能工业云网马钢（集团）控股有限公司（简称马钢）是我国特大型钢铁联合企业，随着马钢集团效益的提升及市场份额的不断扩大，马钢对智能制造战略做进一步落实，准备设立集中运营管控中心，强化多专业的调度业务整合及协同，打通各专业、全流程的业务系统，实现高度集中、高效快捷的扁平化组产模式，原有基础网络已无法支撑集团高速发展，急需对现有老旧网络进行升级改造。马钢的生产业务对时延要求高，如轧钢系统，要求时延 6ms 属超严格级别，针对此，华为提供的智能IP 网络采用部分数据分析系统边缘化，即服务器下沉，让超低时延业务不出生产执行区；其他低时延业务（如铁前业务），结合 SRv6 SDN 技术进行确定性时延保障，可实现业务端到端 20ms 时延能力。集控中心数据中心边缘计算智能管理MEC云网管控1000+炼钢高炉集控系统工业环网生产分片办公分片5G接入办公园区移动性生产业务办公业务基于SRv6、FlexE网络切片实现业务路径、优先级保障统一承载网图 9：马钢 全 IP 骨干网“网络体系强基”产业实践网络体系强基展望白皮书12打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展网络体系强基展望白皮书“网络体系强基”产业实践全新 IP 骨干网，满足业务发展：骨干网络采用业界领先 SRv6、FlexE 网络切片及 SDN 技术，厂区网络采用SDN 架构，构筑了一张覆盖全公司 100G 互联的 IP 骨干网（5 个主节点，17 个汇聚节点），可满足未来马钢5-10 年业务发展诉求，为工业化信息化加速发展的马钢集团业务提供了一个超宽、灵活的 IP 承载平台，让各集控系统上线快、成本低，能够为集团节省投资。创新的解决方案，打破了固守光纤直拉方式，IP 化让工业互联更简易、低成本。网络分片对不同生产线作业隔离保障：马钢 IP 骨干网需要同时承载 IT（办公类）和 OT（生产类）业务，不同业务的 SLA 需求差异大，网络切片功能针对不同产线（冷轧、铁前、四钢轧等）、股份制公司，通过不同的网络切片进行承载。4.2.上汽宁德打造全无线智能工厂上汽宁德工厂拥有亚洲最大的汽车总装车间。上汽数字化转型“1+4”战略，致力于构建“智能装备”、“智慧供应链”、“大数据智脑”三位一体的汽车智能制造体系。面对国内汽车制造业竞争越发激烈，各车企销量明显下滑，汽车行业面临大洗牌，上汽宁德工厂通过与华为合作，采用华为AirEngine Wi-Fi 6 覆盖整个工厂，做到智能工厂中工业全系统全要素的互联互通，利用大数据、AI 等技术手段，基于全面互联，实现数据驱动的智能制造，提升整车制造的数字化、网络化、智能化和快速响应能力，完成了汽车行业的智能化生产和网络化协同新模式创新。高度自动化与网络互联的“智能工厂”：运用大数据技术+回归算法对 1000+设备进行主动式预警降低非计划停机时间 20%。大数据与 AI 协同的“工业智脑”：在线连接 500+工厂在制车辆，2000+智能终端设备，10000+传感器，通过 Wi-Fi 6 与 IoT 网络，实现亿级数据实时采集、秒级分析反馈。AGV 小车自如地穿梭在车间的各个角落，无需人工帮助就能准确无误地完成各项任务，Wi-Fi 网络能够实现AGV 小车漫游 0 丢包，有效保障 7*24 小时稳定运行。实时精准库存：通过资产标签及管理系统，实现零部件库存信息准确、透明，不管是工厂内部的供货安排、仓储的精细化管理，还是物流运输计划都能做到更经济、更高效。最终，宁德工厂实现了生产线节拍 60JPH（每小时生产 60 辆车），支持五个平台几十种车型的装配，生产线柔性化达到国内最高水平。13打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展“网络体系强基”产业实践网络体系强基展望白皮书4.3.华为南方工厂实现基于 Wi-Fi 6 高速网络的柔性制造华为松山湖南方工厂是华为最重要的设备生产基地，包括从原材料、半成品加工、整机测试组装到发货的全流程服务。近几年由于业务快速发展，南方工厂加速数字化转型，采用基于 AI 的 AOI（自动光学检测）及自动升级检测，实现了智能化的质量检测，提升了产品的检测精度。工厂可以实现每 20 秒生产一部手机，每40 秒生产一台 Wi-Fi 6 AP。为满足个性化需求，工厂每年会有 2-3 次产线调整，每次调整需要时间约为 8 小时，严重影响产能。基于 AI 的自动光学检测 AOI：以前采用有线连接的生产线，检测工位的拍照数据会直接传到检测工位上的工控机完成检测。这样，每个检测工位都要有一个工控机，这些工控资源都是不能复用的。为此工厂希望能把这些检测工序的边缘计算资源进行合并，降低检测成本。同时，为了提升产线柔性，工厂希望引入无线方式。对于网络性能的要求是，拍照数据要求实时传输，且不需要工控机做数据压缩。一条生产线典型有 4 个检测工位，每个检测工位需要两个 8K 高清摄像机，一共 8 个摄像机需要回传。在一个车间里面往往是多条产线，综合业务密度达到了上行 2Gbps/AP。通过多次验证测试，选用最高规格的 Wi-Fi 6 产品，确保多 AP、多连接连续覆盖组网下的网络性能可以满足如此高的接入业务密度。流程自动化检测：移动终端在产线上测试过程中至少要进行两次版本变更，一次是变更为测试版本，进行必要的测试，另外一次是出厂前升级为正式发布版本。以前终端的升级方式是采用 USB 拷贝的方式进行手工升级。一旦出厂时的正式版本发生变化，就需要将所有的 U 盘里的版本进行更新，存在出现差错的风险。为此产线计划通过无线的方式进行自动升级，并实现自动化测试。新出厂的终端开始支持 Wi-Fi 6，而且支持160MHz 频宽。因为设计用华为最高端 8x8 MU-MIMO 的 AirEngine Wi-Fi 6 AP 为终端提供无线接入，采用160MHz 提升速率，同时为了防止干扰，采用了屏蔽箱方式。终端自动完成版本升级后，即可自动进行相关验证测试，实现了流程完全自动化。图 10：工厂自动化升级及检测Wi-Fi 6 AP:8x8 MU-MIMO 160 MHz屏蔽箱避免干扰终端支持 Wi-Fi 6终端自动升级版本自动按脚本进行测试终端出厂前涉及到测试版本及正式版本的替换以前通过U盘的方式拷贝升级每次版本变化都需要更换U盘方法落后，容易出错手工USB剪辫子ServerWiFi 6WiFi 6屏蔽箱屏蔽箱14打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展网络体系强基展望白皮书未来展望德国工业 4.0 在发布2030 Vision for Industrie 4.0 Shaping digital ecosystems globally白皮书中从产业和社会的角度，对工业互联网 2030 年的发展提出了以下三大愿景：自主性：强调独立决策和公平竞争，包括商业模式的定义和设计，以及独立个体的购买决策。自主性的实现要求以下三点的支撑：对所有人开放的数字基础设施，数据/IT/信息安全，技术中立的研究，创新和发展。互操作性：强调所有参与者的互操作是建设如此复杂的分布式工业互联网的关键。其中参与者的付出平等的承诺和贡献是跨公司跨区域共同协作的前提。而标准化和整合工作，类似于统一的规章制度，分布式系统，和人工智能一样，是实现互操作性的必要前提。可持续性：经济，生态和社会可持续性是社会重要的价值取向。实施工业互联网的创新生态体系为可持续性提供了肥沃的土壤，同时也实现了工业互联网本身的可持续性。可持续性的关键举措包括提供良好的工作和教育机会，缓解气候变化，提高经济循环和社会参与度。05未来展望来源：2030德国工业4.0愿景自主性技术开发安全数字基础设施互通性监管框架标准和整合分布式系统和人工智能可持续性良好的工作和教育气候保护和循环经济社会参与图 11：塑造全球数字生态体系15打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展未来展望网络体系强基展望白皮书工业 4.0 的目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。OT 与 IT 的融合，特别是计算技术的融合成为了工业数字化转型与升级的重要方向；也可以促进工业互联网实现数据和实体的全面联接，推动服务与数据创新，促进数据价值实现，使得实时决策成为可能。OT 与 IT 融合的新一代目标架构，在于追求开放的、标准的、统一的，以智能计算为中心全栈融合技术框架。我国是制造业大国，制造业行业具有产品“量大面广”的特点，制造业生产线是 IT 与 OT 技术融合的主战场、工业制造业高质量发展的关键领域。以PLC、计算机数值控制（CNC）应用为突破口，面向数字化转型的新一代开放架构的研发，对于实现 OT端与 IT 端真正融合、推进 OT 端信息更大范围共享和应用，以新一代开放架构来撬动低档生产线装备向中高档的升级改造，提升我国制造业行业的利润率和国际竞争力、缩小与国际先进水平差距，构建适应我国国情的智能装备生态系统有着重大意义。传统模式IT与OT网络分离传统集中式控制的自动化金字塔新型网状数据交互架构工业4.0模式：IT与OT网络融合Source:Platform I4.0智能化制造，网络化协同，个性化定制，服务化延伸，数字化运营产品、机器、系统等自主进行决策和辅助决策各部件向云端迁移，灵活通讯，实现智能制造流程SmartFactoryConnectedWorldSmartProductsFactoryFloorSCADA/HMIPLCsMESERP未来需要超大规模协同控制与生产调度管理，联接是基础传统金字塔式架构数据无法跨层跨域交互图 12：工业 4.0 时代的网状数据互联16打造先进工业网络 加速工业互联网创新发展