工业设备网联化技术与实践白皮书

工业设备网联化现状及趋势

工业互联网体系架构中，网络是基础，数据采集是第一步。当前工业企业面临网联化程度低、数据沉淀的问题，设备联网率仅为23%，且通信协议不统一，形成“烟囱式”封闭格局。

技术发展趋势

工业设备网联化技术发展路线主要包括：

1. 技术协议发展路线：从工业总线 -> 工业以太网 -> TSN时间敏感型网络，最终实现广域IP化，实现IT与OT融合通信。
2. IT/OT融合发展路线：随着业务数字化、云化发展，IT网络将进一步下移，最终实现IT与OT网络融合。
3. 连接方式发展路线：从有线连接 -> 无线连接，如5G、Wi-Fi6、Zigbee等，满足柔性制造和移动性需求。

解决方案

目标网络架构及方案

目标网络架构包括现场控制网络、生产OT信息网络和制造IT网络，最终实现IT/OT融合一张网，承载数据采集网、能环网、制造网和OA网络。

设备数采方案

制造数据可分为设备/工艺数据、生产过程数据和质量数据，采集方式包括：

1. 手动数据采集：适用场景广，但受制于人的主动性。
2. 设备非侵入式改造数据采集：安装传感器进行数据采集，适用大多数设备。
3. 接口转换网关数据采集：针对不具备网口但支持RS232、RS485等接口的设备。
4. 边缘协议网关数据采集：进行数据转换和设备端数据采集断线缓存。
5. 设备自动采集：通过网卡或PLC输出接口进行数据采集。

设备网联安全方案

建议通过生态合作，终端采用二次认证，最终实现端到端的安全准入，保障设备通信安全。

产业实践

1. 上汽宁德工厂：采用Wi-Fi6覆盖整个工厂，实现全系统全要素互联互通，提升生产线节拍和柔性化水平。
2. 华为南方工厂：基于Wi-Fi6实现全连接，提高产线柔性，降低人力成本，提升设备综合效率。
3. 宁波舟山港：基于5G连接实现智能化，实现吊车远程操作和AGV自动驾驶，提升港口智能化水平。

未来展望

工业互联网网络建设目标是构建全要素全系统全产业链互联互通，以“设备网联化、联接IP化、网络智能化”为特征的先进工业网络，将成为企业数字化转型的目标网络。IPv6技术将成为工业网络主流协议，IT与OT网络将高度融合，基于AI能力实现网络的智能管理与运维。