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編者按：3月4日，中央政治局常務委員會會議指出，加快5G網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心等新型基礎設施建設進度。為響應中央決策部署，推進我國新型數(shù)字基礎設施建設，中國電子報特推出“推進數(shù)字基建·釋放經(jīng)濟新動能”專欄，圍繞5G、數(shù)據(jù)中心、軟件定義基礎設施、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領域，邀請業(yè)內專家學者、企業(yè)家撰寫文章，從不同視角認識數(shù)字基礎設施的內涵和意義，準確把握我國數(shù)字基礎設施發(fā)展現(xiàn)狀、建設重點和推進路徑，并提出相關舉措建議。本期為西北工業(yè)大學軟件學院院長鄭江濱的署名文章。

2018年中央經(jīng)濟工作會議上，習近平總書記圍繞“促進形成強大國內市場”重點工作，提出要加快5G商用步伐，加強人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎設施建設。2020年2月14日，中央全面深化改革委員會第十二次會議指出，基礎設施是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要支撐，要以整體優(yōu)化、協(xié)同融合為導向，統(tǒng)籌存量和增量、傳統(tǒng)和新型基礎設施發(fā)展，打造集約高效、經(jīng)濟適用、智能綠色、安全可靠的現(xiàn)代化基礎設施體系。2020年3月4日，中央政治局常務委員會會議指出，加快5G網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心等新型基礎設施建設進度。

數(shù)字化基礎設施建設將在人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、邊緣計算等技術的推動下，在5G應用、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、軟件定義基礎建設等方面激發(fā)經(jīng)濟新增長點，對社會和經(jīng)濟產(chǎn)生全方位和深層次的影響。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設是促進中國智能制造戰(zhàn)略性升級和高質量發(fā)展的關鍵，在數(shù)字基礎設施建設中具有舉足輕重的地位。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關軟件建設包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡、平臺和示范項目建設等內容，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關軟件建設形成的技術成果及其衍生應用，必定會服務于社會各行各業(yè)的發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件建設將夯實我國新型數(shù)字基礎設施建設基礎，是實現(xiàn)軟件強國的重要途經(jīng)。

自明——探工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件關鍵

我國工業(yè)軟件在核心技術、工具和平臺支持等方面還存在一些亟待突破的技術點。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件建設的核心要素中，具有自主知識產(chǎn)權、標準規(guī)范和工業(yè)軟件體系化建設等方面顯得尤為重要。

掌握自主知識產(chǎn)權的工業(yè)自動化和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關軟件建設的根本。諸如工業(yè)自動化可編程控制器和相關協(xié)議、嵌入式操作系統(tǒng)軟件等核心技術，目前仍主要基于國外。因此，掌握具有自主知識產(chǎn)權的核心技術，可以催化產(chǎn)業(yè)升級和產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化，助力國內企業(yè)在新一代工業(yè)革命的浪潮中掌握話語權，并推進我國從軟件大國到軟件強國的轉變，它是實現(xiàn)國家經(jīng)濟戰(zhàn)略性發(fā)展并占領制高點的支撐力。

制定國家標準規(guī)范，形成工業(yè)自動化和工業(yè)信息化系統(tǒng)等要素之間的協(xié)同建設，是構建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)新生態(tài)的保障。例如，當前多數(shù)工業(yè)平臺軟件、應用軟件與工業(yè)自動化系統(tǒng)存在緊耦合，這會導致某種形式的技術壟斷或形成行業(yè)壁壘，并在一定程度上制約了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用和實施。研究并制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)和工業(yè)自動化系統(tǒng)等相關技術、行業(yè)標準和規(guī)范集，實現(xiàn)自動化硬件設備軟件平臺和應用軟件之間的松耦合，是構建工業(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)的平臺架構、數(shù)據(jù)應用、生產(chǎn)活動、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)基礎建設的重要支撐。比如，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構維度，系統(tǒng)通常設計為邊緣層、IaaS層、工業(yè)PaaS層和應用層等，需要圍繞不同層次的需求建設軟件產(chǎn)品；在數(shù)據(jù)應用維度，需要從數(shù)據(jù)采集傳輸、計算能力支持、數(shù)據(jù)模型方法和數(shù)據(jù)挖掘應用等角度建設相應的軟件產(chǎn)品；在生產(chǎn)活動維度，需要從產(chǎn)品設計、生產(chǎn)管理、數(shù)字孿生、物流供銷等多個環(huán)節(jié)，以及信息化平臺等多個方面建設軟件產(chǎn)品；從多維度的整體架構來看，健全工業(yè)軟件體系，實現(xiàn)工業(yè)設計、智能制造、運行維護的全生態(tài)軟件能力，是推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展和助推智能制造的原動力。

自強——煉工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術精華

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

在邊緣層，建立具有自主知識產(chǎn)權的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心軟件工具、建設具備支持大規(guī)模智能設備互聯(lián)互信生產(chǎn)監(jiān)測等能力的智能制造Edge平臺。為實現(xiàn)物聯(lián)設備生產(chǎn)商、集成平臺提供商和應用軟件程序開發(fā)商之間的高內聚、低耦合，建設智能制造Edge平臺，需要研究邊緣端的自動識別與發(fā)現(xiàn)技術，對邊緣端進行多元管理、一鍵部署與升級；需要面向不同業(yè)務邏輯，研究邊緣端的規(guī)則制定和公共規(guī)則庫的建立；需要研究邊緣端虛擬組網(wǎng)、互操作及數(shù)據(jù)處理、共享技術等。Edge平臺軟件建設的核心和關鍵，是研制具有自主知識產(chǎn)權的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“操作系統(tǒng)”，通過設計即插即用的驅動技術，實現(xiàn)通用的工業(yè)自動化相關設備的物聯(lián)驅動機制；通過設計面向應用端的開放服務接口，形成接口規(guī)范和實例；通過建立和推進行業(yè)標準，屏蔽設備層的差異性，實現(xiàn)跨平臺的互聯(lián)互信，使上層的應用軟件開發(fā)只需關注接口而非設備，大幅降低工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工程難度和復雜度。

在工業(yè)IaaS層，建立以工業(yè)數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化為目標的數(shù)字經(jīng)濟體系。該體系通過研發(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，并結合軟件技術、智能技術等，建立基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的智能管理與輔助設計系統(tǒng)，為產(chǎn)業(yè)升級奠定堅實的技術基礎。

在工業(yè)PaaS層，建立支持服務定制的工業(yè)應用軟件開發(fā)平臺。在智能制造時代，大至電力監(jiān)測，小到精細加工，都離不開行業(yè)軟件的支撐。軟件開發(fā)在向通用化、平臺型邁進的同時，也應當支撐服務定制，這不僅可以推進軟件工業(yè)優(yōu)化和結構升級，也可以推動新工業(yè)領域的戰(zhàn)略發(fā)展。

在工業(yè)應用層，建立以推進重點產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展為目的的工業(yè)APP庫。該應用軟件庫從產(chǎn)業(yè)特點出發(fā)，通過研制一批特色明顯、涵蓋豐富、支持跨平臺使用的工業(yè)APP，反向推進產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，實現(xiàn)工業(yè)領域和軟件開發(fā)的共贏局面。

在安全可信方面，建立高置信多層級的安全生產(chǎn)和權限管控系統(tǒng)。實現(xiàn)對工業(yè)設備分布式場景下的數(shù)據(jù)存儲和身份認證，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，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和置信查詢。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時、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

基于新一代移動通信網(wǎng)絡的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將在多項新興技術的聯(lián)合推動下，通過研發(fā)工業(yè)化軟件工具、支撐平臺和操作系統(tǒng)等，實現(xiàn)核心軟件知識產(chǎn)權的自主化；通過研發(fā)智能制造Edge平臺，構建通用的技術標準體系，實現(xiàn)工業(yè)自動化系統(tǒng)和工業(yè)信息化應用系統(tǒng)之間的解耦，打造工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)新生態(tài)鏈；通過研發(fā)適配的互聯(lián)互信生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)，建立高置信、多層級的安全生產(chǎn)和權限管控平臺；通過研發(fā)工業(yè)APP庫，推進工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和軟件產(chǎn)業(yè)鏈的共贏發(fā)展，建設具有自主知識產(chǎn)權和安全可信的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡和平臺，推動國民經(jīng)濟的建設和發(fā)展。

暢想——繪工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件藍圖

暢想數(shù)字化基礎建設工業(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、設備無關、數(shù)據(jù)融合和開源軟件等可能會成為數(shù)字基礎設施的熱詞。數(shù)字化通過賦能于傳統(tǒng)基礎“數(shù)字+”的能力，面向社會開放公共基礎設施數(shù)據(jù)服務，為數(shù)字基礎建設促進新型商業(yè)模式提供豐富的想象空間；鼓勵企業(yè)上云，助力企業(yè)建設和發(fā)展；建設數(shù)據(jù)中心，消除數(shù)據(jù)孤島、加深數(shù)據(jù)融合，構建真正意義上的全鏈數(shù)據(jù)可靠可用；建立高置信、多層級的安全生產(chǎn)和權限管控系統(tǒng)，確保產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)據(jù)安全以及設備間的互聯(lián)互信；軟件定義基礎設施、軟件定義網(wǎng)絡協(xié)議設計技術等創(chuàng)新技術會激發(fā)更多的新需求和新應用；5G網(wǎng)絡建設、窄帶通信和低功耗技術等為實現(xiàn)新網(wǎng)絡架構、數(shù)據(jù)通信和物聯(lián)應用等提供了扁平化支持，為構建大規(guī)模智能互聯(lián)設備通信、監(jiān)測和服務系統(tǒng)提供了保障；采用和制定設備無關技術規(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，實現(xiàn)軟件提供商、設備供應商和系統(tǒng)集成商等之間產(chǎn)業(yè)鏈條新生態(tài)；圍繞數(shù)字基建，建設能夠創(chuàng)造社會價值和商業(yè)價值的示范性開源軟件社區(qū)，是助力數(shù)字基建進程的重要方法。

數(shù)字基礎設施建設將有力支持和帶動我國經(jīng)濟社會轉型發(fā)展，釋放經(jīng)濟新動能。