一、 工業互聯網的發展
（一）什麼是工業互聯網
隨著以互聯網、雲計算、大數據、人工智能等為代表的新一代信息技術與傳統產業的加速融合，全球新一輪科技革命和產業變革正蓬勃興起，一系列新的生產方式、組織方式和商業模式不斷湧現。在此背景下，作為智能製造關鍵基礎的工業互聯網隨之孕育而生。
工業互聯網是滿足工業智能化發展需求，具有低時延、高可靠、廣覆蓋特點的關鍵網絡基礎設施，是新一代信息通信技術與先進製造業深度融合所形成的新興業態與應用模式。
（二）工業互聯網在世界範圍的發展
隨著以美國為代表的“迴歸製造業”經濟發展理念的提出，以智能製造為核心的新工業革命成為各國發展的重要方向，發達國家和主要經濟體紛紛提出了製造業轉型升級的戰略，大力發展工業智能製造。其中最具代表性的就是德國的“工業4.0”戰略和美國的“先進製造業國家”戰略。
（三）我國大力推進工業互聯網發展
我國高度重視工業互聯網的發展，自2015年以來，國家先後發佈一系列政策文件，包括《國務院關於積極推進“互聯網+”行動的指導意見》（國發〔2015〕40號）、《國務院關於深化製造業與互聯網融合發展的指導意見》（國發〔2016〕28號）以及《國務院關於深化“互聯網+先進製造業”發展工業互聯網的指導意見》等，鼓勵和推動工業互聯網在我國的發展與應用推廣。此外，為落實國務院政策，工業和信息化部先後發佈了《工業互聯網發展行動計劃（2018-2020年）》、《工業互聯網平臺建設及推廣指南》、《工業互聯網平臺評價方法》等文件和計劃，積極推動工業互聯網在我國的發展。
為加快推進工業互聯網創新發展，2018年2月，在國家制造強國建設領導小組下設立了工業互聯網專項工作組，工業和信息化部部長苗圩任組長，國家發改委副主任林念修、科技部副部長徐南平、工業和信息化部副部長陳肇雄、財政部副部長劉偉任副組長。教育部、人力資源和社會保障部、環境保護部、交通運輸部、商務部、衛生計生委、人民銀行、國資委、稅務總局、工商總局、質檢總局、安全監管總局、知識產權局、工程院、銀監會、證監會、保監會、能源局、國防科工局、外專局等相關部委領導擔任工業互聯網專項工作組成員。
在各項國家政策的引導下，我國的製造業信息化水平大幅提升，重點行業數字化、網絡化、智能化取得明顯進展。據工信部統計，2017年規模以上工業企業數字化研發設計工具普及率、關鍵工序數控化率、生產設備數字化率、數字化設備聯網率已分別達到63.3%、46.4%、44.8%和39%，培育了一批工業互聯網平臺，製造業智能主導的特徵日趨明顯，我國工業互聯網蓬勃發展。
二、 工業互聯網的網絡連接
工業互聯網的一個顯著特徵就是，通過構建泛在互聯、低時延高可靠的網絡，將工廠內的各種設備、物料、系統、勞動者以及工廠外的產品、倉儲、物流、用戶等供應鏈的各個環節連接在一起，實現各環節的泛在互聯與數據順暢流通，從而形成一個智能高效的工業生態系統。
工業互聯網的網絡連接離不開各類通信技術。目前，工業領域中使用的絕大多數通信技術仍然是有線技術，包括各種專用工業以太網技術和現場總線技術；在一些特殊的工業場景下，無線技術以其良好的移動性成為了有線技術的重要補充。瑞典工業網絡公司HMS在對2017年全球工業網絡市場份額統計的基礎上，發佈了2018年全球工業網絡市場份額預測報告。報告顯示，2018年工業以太網市場份額將佔到全球工業網絡市場份額的52%、現場總線市場份額為42%，工業無線網絡將佔整個市場份額的6%。
無線技術是降低工業測控系統成本、擴展應用範疇的革命性技術，通過無線技術傳遞信息具有低成本、易使用、靈活度高等優點，更加適合應用在高溫、高噪聲、偏遠地區等不適宜工人操作的環境下，能夠大幅提高生產效率。據艾默生的測算，無線技術可以降低60%的設備成本、減少65%的設備管理時間並且能夠節省95%的佈線空間。無線技術是對各類工業有線技術的重要補充，已成為工業互聯網網絡連接的一個重要發展方向。
三、 無線技術助力工業互聯網發展
目前，工業互聯網應用的無線技術總的來看可以分為兩大類：一類是短距離通信技術，另一類是廣域網通信技術。
（一）短距離通信技術
短距離通信技術是目前工業領域應用最廣泛的無線通信技術，主要包括WLAN、藍牙以及RFID等傳統短距離通信技術和以WirelessHART、ZigBee、ISA100.11a 、WIA-PA等為代表的面向工業應用的專用短距離通信技術兩類。
微功率短距離無線發射設備一般用於單向或雙向的低功率短距離通信，具有覆蓋頻率寬、使用範圍廣、設備數量大的特點，同時又具有價格低、移動靈活、易於組網等優點，因此被廣泛應用在工業生產製造的多個環節。隨著工業生產製造的自動化水平不斷提升、智能化需求不斷髮展，微功率短距離無線發射設備在工業互聯網中的應用將變得越來越廣泛。
（二）廣域網通信技術
隨著工業領域各類無線通信需求的不斷增加，蜂窩移動通信技術以及基於蜂窩技術的低功耗廣域網技術也開始應用在工業領域中。
目前已經在工業領域應用的廣域網通信技術包括2G/3G/4G蜂窩移動通信技術，以及以NB-IoT、eMTC、Multefire、LoRa等為代表的低功耗廣域網技術。低功耗廣域網是一種可以實現低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯網通信技術，其最大的特點是實現了遠距離、低功耗。
此外，第五代移動通信技術標準還規劃了低功耗大連接（mMTC）和低時延高可靠（URLLC）兩類場景，主要是面向未來大規模物聯網和工廠自動化等對時間敏感及高可靠性的要求，重點解決傳統移動通信技術無法很好支持地物聯網及垂直行業應用。隨著5G技術標準的不斷推進發展，工業互聯網可以積極將5G技術作為通信和連接的手段，伴隨著5G技術的發展浪潮，推動無線技術在工業互聯網中更加廣泛的應用。
四、 結語
工業互聯網是推進製造強國和網絡強國建設的重要基礎，是全面建成小康社會和建設社會主義現代化強國的有力支撐。未來隨著工廠信息化和智能化的發展，將會有越來越多的工業場景需要採用無線技術和無線設備。無線技術的不斷髮展和進步，也將進一步推動製造業的發展，為工業互聯網的發展帶來新的動力。
聯繫人
李曉帆，中國信息通信研究院產業與規劃研究所工程師，北京郵電大學碩士。主要研究方向為工業互聯網無線技術發展與應用、無線電頻譜管理與規劃等。
聯繫方式：[email protected]
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