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編者按：3月4日，中央政治局常務(wù)委員會(huì)會(huì)議指出，加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。為響應(yīng)中央決策部署，推進(jìn)我國(guó)新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，中國(guó)電子報(bào)特推出“推進(jìn)數(shù)字基建·釋放經(jīng)濟(jì)新動(dòng)能”專(zhuān)欄，圍繞5G、數(shù)據(jù)中心、軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，邀請(qǐng)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家學(xué)者、企業(yè)家撰寫(xiě)文章，從不同視角認(rèn)識(shí)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的內(nèi)涵和意義，準(zhǔn)確把握我國(guó)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀、建設(shè)重點(diǎn)和推進(jìn)路徑，并提出相關(guān)舉措建議。本期為西北工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院院長(zhǎng)鄭江濱的署名文章。

2018年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上，習(xí)近平總書(shū)記圍繞“促進(jìn)形成強(qiáng)大國(guó)內(nèi)市場(chǎng)”重點(diǎn)工作，提出要加快5G商用步伐，加強(qiáng)人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。2020年2月14日，中央全面深化改革委員會(huì)第十二次會(huì)議指出，基礎(chǔ)設(shè)施是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要支撐，要以整體優(yōu)化、協(xié)同融合為導(dǎo)向，統(tǒng)籌存量和增量、傳統(tǒng)和新型基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展，打造集約高效、經(jīng)濟(jì)適用、智能綠色、安全可靠的現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系。2020年3月4日，中央政治局常務(wù)委員會(huì)會(huì)議指出，加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。

數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將在人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算等技術(shù)的推動(dòng)下，在5G應(yīng)用、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、軟件定義基礎(chǔ)建設(shè)等方面激發(fā)經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)，對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生全方位和深層次的影響。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是促進(jìn)中國(guó)智能制造戰(zhàn)略性升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵，在數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中具有舉足輕重的地位。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)軟件建設(shè)包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)和示范項(xiàng)目建設(shè)等內(nèi)容，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)軟件建設(shè)形成的技術(shù)成果及其衍生應(yīng)用，必定會(huì)服務(wù)于社會(huì)各行各業(yè)的發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件建設(shè)將夯實(shí)我國(guó)新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)軟件強(qiáng)國(guó)的重要途經(jīng)。

自明——探工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件關(guān)鍵

我國(guó)工業(yè)軟件在核心技術(shù)、工具和平臺(tái)支持等方面還存在一些亟待突破的技術(shù)點(diǎn)。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件建設(shè)的核心要素中，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和工業(yè)軟件體系化建設(shè)等方面顯得尤為重要。

掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)自動(dòng)化和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)軟件建設(shè)的根本。諸如工業(yè)自動(dòng)化可編程控制器和相關(guān)協(xié)議、嵌入式操作系統(tǒng)軟件等核心技術(shù)，目前仍主要基于國(guó)外。因此，掌握具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，可以催化產(chǎn)業(yè)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，助力國(guó)內(nèi)企業(yè)在新一代工業(yè)革命的浪潮中掌握話(huà)語(yǔ)權(quán)，并推進(jìn)我國(guó)從軟件大國(guó)到軟件強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，它是實(shí)現(xiàn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略性發(fā)展并占領(lǐng)制高點(diǎn)的支撐力。

制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，形成工業(yè)自動(dòng)化和工業(yè)信息化系統(tǒng)等要素之間的協(xié)同建設(shè)，是構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)新生態(tài)的保障。例如，當(dāng)前多數(shù)工業(yè)平臺(tái)軟件、應(yīng)用軟件與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)存在緊耦合，這會(huì)導(dǎo)致某種形式的技術(shù)壟斷或形成行業(yè)壁壘，并在一定程度上制約了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用和實(shí)施。研究并制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)和工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范集，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化硬件設(shè)備軟件平臺(tái)和應(yīng)用軟件之間的松耦合，是構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈新生態(tài)和新模式的助推力。

完善工業(yè)軟件體系，形成在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)架構(gòu)、數(shù)據(jù)應(yīng)用、生產(chǎn)活動(dòng)、產(chǎn)業(yè)鏈條等多維度下的軟件集合，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)的重要支撐。比如，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)維度，系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)為邊緣層、IaaS層、工業(yè)PaaS層和應(yīng)用層等，需要圍繞不同層次的需求建設(shè)軟件產(chǎn)品；在數(shù)據(jù)應(yīng)用維度，需要從數(shù)據(jù)采集傳輸、計(jì)算能力支持、數(shù)據(jù)模型方法和數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用等角度建設(shè)相應(yīng)的軟件產(chǎn)品；在生產(chǎn)活動(dòng)維度，需要從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、數(shù)字孿生、物流供銷(xiāo)等多個(gè)環(huán)節(jié)，以及信息化平臺(tái)等多個(gè)方面建設(shè)軟件產(chǎn)品；從多維度的整體架構(gòu)來(lái)看，健全工業(yè)軟件體系，實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)、智能制造、運(yùn)行維護(hù)的全生態(tài)軟件能力，是推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展和助推智能制造的原動(dòng)力。

自強(qiáng)——煉工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)精華

圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)，根據(jù)工業(yè)軟件方面的技術(shù)和發(fā)展瓶頸，建設(shè)新一代的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)軟件。

在邊緣層，建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心軟件工具、建設(shè)具備支持大規(guī)模智能設(shè)備互聯(lián)互信生產(chǎn)監(jiān)測(cè)等能力的智能制造Edge平臺(tái)。為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)設(shè)備生產(chǎn)商、集成平臺(tái)提供商和應(yīng)用軟件程序開(kāi)發(fā)商之間的高內(nèi)聚、低耦合，建設(shè)智能制造Edge平臺(tái)，需要研究邊緣端的自動(dòng)識(shí)別與發(fā)現(xiàn)技術(shù)，對(duì)邊緣端進(jìn)行多元管理、一鍵部署與升級(jí)；需要面向不同業(yè)務(wù)邏輯，研究邊緣端的規(guī)則制定和公共規(guī)則庫(kù)的建立；需要研究邊緣端虛擬組網(wǎng)、互操作及數(shù)據(jù)處理、共享技術(shù)等。Edge平臺(tái)軟件建設(shè)的核心和關(guān)鍵，是研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“操作系統(tǒng)”，通過(guò)設(shè)計(jì)即插即用的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)通用的工業(yè)自動(dòng)化相關(guān)設(shè)備的物聯(lián)驅(qū)動(dòng)機(jī)制；通過(guò)設(shè)計(jì)面向應(yīng)用端的開(kāi)放服務(wù)接口，形成接口規(guī)范和實(shí)例；通過(guò)建立和推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，屏蔽設(shè)備層的差異性，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的互聯(lián)互信，使上層的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)只需關(guān)注接口而非設(shè)備，大幅降低工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工程難度和復(fù)雜度。

在工業(yè)IaaS層，建立以工業(yè)數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)體系。該體系通過(guò)研發(fā)一套行業(yè)通用、行之有效的工業(yè)數(shù)據(jù)建模管理和挖掘利用軟件，可以充分發(fā)掘傳統(tǒng)工業(yè)中積累的數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合軟件技術(shù)、智能技術(shù)等，建立基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的智能管理與輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，為產(chǎn)業(yè)升級(jí)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

在工業(yè)PaaS層，建立支持服務(wù)定制的工業(yè)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。在智能制造時(shí)代，大至電力監(jiān)測(cè)，小到精細(xì)加工，都離不開(kāi)行業(yè)軟件的支撐。軟件開(kāi)發(fā)在向通用化、平臺(tái)型邁進(jìn)的同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)支撐服務(wù)定制，這不僅可以推進(jìn)軟件工業(yè)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)升級(jí)，也可以推動(dòng)新工業(yè)領(lǐng)域的戰(zhàn)略發(fā)展。

在工業(yè)應(yīng)用層，建立以推進(jìn)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展為目的的工業(yè)APP庫(kù)。該應(yīng)用軟件庫(kù)從產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)研制一批特色明顯、涵蓋豐富、支持跨平臺(tái)使用的工業(yè)APP，反向推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域和軟件開(kāi)發(fā)的共贏局面。

在安全可信方面，建立高置信多層級(jí)的安全生產(chǎn)和權(quán)限管控系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)設(shè)備分布式場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和身份認(rèn)證，提供安全性、隱私性和數(shù)據(jù)完整性等保障，消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和置信查詢(xún)。該系統(tǒng)主要確保數(shù)據(jù)從生產(chǎn)端到交付端的全鏈實(shí)時(shí)、互通可信和安全可用，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模安全應(yīng)用提供新助力。

自主——迎工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)盛世華章

基于新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將在多項(xiàng)新興技術(shù)的聯(lián)合推動(dòng)下，通過(guò)研發(fā)工業(yè)化軟件工具、支撐平臺(tái)和操作系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)核心軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自主化；通過(guò)研發(fā)智能制造Edge平臺(tái)，構(gòu)建通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和工業(yè)信息化應(yīng)用系統(tǒng)之間的解耦，打造工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)新生態(tài)鏈；通過(guò)研發(fā)適配的互聯(lián)互信生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，建立高置信、多層級(jí)的安全生產(chǎn)和權(quán)限管控平臺(tái)；通過(guò)研發(fā)工業(yè)APP庫(kù)，推進(jìn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和軟件產(chǎn)業(yè)鏈的共贏發(fā)展，建設(shè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和安全可信的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和平臺(tái)，推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)和發(fā)展。

暢想——繪工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件藍(lán)圖

暢想數(shù)字化基礎(chǔ)建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，如數(shù)字化、企業(yè)上云、數(shù)據(jù)中心、安全、軟件定義、扁平化、設(shè)備無(wú)關(guān)、數(shù)據(jù)融合和開(kāi)源軟件等可能會(huì)成為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的熱詞。數(shù)字化通過(guò)賦能于傳統(tǒng)基礎(chǔ)“數(shù)字+”的能力，面向社會(huì)開(kāi)放公共基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)服務(wù)，為數(shù)字基礎(chǔ)建設(shè)促進(jìn)新型商業(yè)模式提供豐富的想象空間；鼓勵(lì)企業(yè)上云，助力企業(yè)建設(shè)和發(fā)展；建設(shè)數(shù)據(jù)中心，消除數(shù)據(jù)孤島、加深數(shù)據(jù)融合，構(gòu)建真正意義上的全鏈數(shù)據(jù)可靠可用；建立高置信、多層級(jí)的安全生產(chǎn)和權(quán)限管控系統(tǒng)，確保產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)據(jù)安全以及設(shè)備間的互聯(lián)互信；軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施、軟件定義網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)會(huì)激發(fā)更多的新需求和新應(yīng)用；5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、窄帶通信和低功耗技術(shù)等為實(shí)現(xiàn)新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、數(shù)據(jù)通信和物聯(lián)應(yīng)用等提供了扁平化支持，為構(gòu)建大規(guī)模智能互聯(lián)設(shè)備通信、監(jiān)測(cè)和服務(wù)系統(tǒng)提供了保障；采用和制定設(shè)備無(wú)關(guān)技術(shù)規(guī)范，在一定程度上解決了傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)的軟硬件緊耦合，實(shí)現(xiàn)軟件提供商、設(shè)備供應(yīng)商和系統(tǒng)集成商等之間產(chǎn)業(yè)鏈條新生態(tài)；圍繞數(shù)字基建，建設(shè)能夠創(chuàng)造社會(huì)價(jià)值和商業(yè)價(jià)值的示范性開(kāi)源軟件社區(qū)，是助力數(shù)字基建進(jìn)程的重要方法。

數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將有力支持和帶動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型發(fā)展，釋放經(jīng)濟(jì)新動(dòng)能。