在工業(yè)云的建設和應用過程中，網(wǎng)絡通信技術起到了一個十分關鍵的作用。工業(yè)云相關的網(wǎng)絡通信技術包括工業(yè)網(wǎng)絡IP化、泛在的無線網(wǎng)絡連接、工業(yè)設備網(wǎng)絡互連、工業(yè)網(wǎng)絡靈活組網(wǎng)等多方面。高效的網(wǎng)絡通信技術確保了工業(yè)云提供高可用、高可靠、可擴展的工業(yè)云服務。工業(yè)云相關的網(wǎng)絡通信技術發(fā)展趨勢包括：

1. 工業(yè)網(wǎng)絡IP化趨勢

目前工業(yè)網(wǎng)絡呈現(xiàn)“工業(yè)OT網(wǎng)絡”和“工業(yè)IT網(wǎng)絡”分離，不同管理層級（現(xiàn)場級、車間級、企業(yè)級、協(xié)同級）的分離，且每層之間的技術標準和管理策略相互獨立。這種網(wǎng)絡結構造成了不同層級的信息難以融合互通、工業(yè)生產(chǎn)全流程存在大量的信息死角，并且使得網(wǎng)絡及設備的靜態(tài)配置、剛性組織的方式難以滿足未來用戶定制、柔性生產(chǎn)的需要。

隨著工業(yè)網(wǎng)絡技術的發(fā)展演進，現(xiàn)場總線正在逐步被工業(yè)以太網(wǎng)替代。未來工業(yè)內有線連接將被具有以太網(wǎng)物理接口的網(wǎng)絡主導，同時基于通用標準的工業(yè)以太網(wǎng)逐步取代各種私有的工業(yè)以太網(wǎng)，并實現(xiàn)控制數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)同口傳輸。隨著以太網(wǎng)的廣泛使用，工業(yè)網(wǎng)絡的 IP化趨勢將更為凸顯，IP技術將由IP網(wǎng)絡向OT網(wǎng)絡延伸，實現(xiàn)信息網(wǎng)絡的IP貫通，從而使得IT與 OT 節(jié)點（裝備、物料等生產(chǎn)要素）直接互聯(lián)。為解決大量支持IP的裝備接入問題，IPv6技術將在工業(yè)廣泛應用。

2. 泛在的無線網(wǎng)絡連接

無線網(wǎng)絡通信技術逐步向工業(yè)領域滲透，呈現(xiàn)從信息采集到生產(chǎn)控制，從局部方案到全網(wǎng)方案的發(fā)展趨勢，無線技術將成為現(xiàn)有工業(yè)有線控制網(wǎng)絡有力的補充或替代。目前無線技術主要用于信息的采集、非實時控制和工廠內部信息化，主要的無線技術有Wi-Fi、Zigbee、2G/3G/LTE、WIA-PA等。未來各種工業(yè)生產(chǎn)要素(智能裝備、物料、傳感器等)和智能產(chǎn)品將可以通過各類無線技術實現(xiàn)連接。無線技術在工業(yè)應用領域迅猛發(fā)展，如：對于低功耗、廣覆蓋、大數(shù)據(jù)量連接等工業(yè)信息采集和控制場景，NB-IoT 將會成為較好的技術選擇；5G 已明確將工業(yè)控制作為其低時延、高 可靠的重要應用場景；3GPP 也已開展相關的研究工作，對應用場景、需求、關鍵技術等進行全面的梳理，此外 IEC 正在制定工廠自動化無線網(wǎng)絡 WIA-FA 技術標準。

3. 工業(yè)裝備網(wǎng)絡互聯(lián)

目前工業(yè)裝備的網(wǎng)絡互聯(lián)還處于初步階段，僅實現(xiàn)了裝備數(shù)據(jù)的采集、傳輸和統(tǒng)計分析。

未來工業(yè)裝備的互聯(lián)互通可將生產(chǎn)單元進行靈活重構，智能裝備可在不同的生產(chǎn)單元間遷移和轉換，并在生產(chǎn)單元內實現(xiàn)即插即用。工業(yè)裝備的互聯(lián)將實現(xiàn)全社會資源的優(yōu)化配置。工業(yè)裝備的互聯(lián)互通既需要擁有互聯(lián)能力的智能裝備，又需要統(tǒng)一的裝備間的通訊協(xié)議。如：沈陽機床的i5智能機床、OPC基金會提出的OPC UA設備通訊協(xié)議。

4. 工業(yè)網(wǎng)絡靈活組網(wǎng)

智能制造、云制造、協(xié)同制造等新的制造模式需要通過網(wǎng)絡層資源可編排能力工業(yè)實現(xiàn)網(wǎng)絡的靈活組網(wǎng)。該技術網(wǎng)絡拓撲的變化更加復雜，傳統(tǒng)靜態(tài)防護策略和安全域劃分方法面臨動態(tài)化、靈活化挑戰(zhàn)。目前新的組網(wǎng)技術和概念不斷涌現(xiàn)，如軟件定義網(wǎng)絡（Software Defined Network，SDN），是Emulex網(wǎng)絡一種新型網(wǎng)絡創(chuàng)新架構，是網(wǎng)絡虛擬化的一種實現(xiàn)方式，其核心技術OpenFlow通過將網(wǎng)絡設備控制面與數(shù)據(jù)面分離開來，從而實現(xiàn)了網(wǎng)絡流量的靈活控制，使網(wǎng)絡作為管道變得更加智能。

協(xié)同集成
協(xié)同集成技術是綜合性技術，是將工業(yè)云的各種資源、各種信息聚合起來，形成協(xié)同效應，產(chǎn)生“1+1>2”的效果。工業(yè)數(shù)據(jù)集成技術實現(xiàn)了工業(yè)云平臺數(shù)據(jù)的整合，工業(yè)系統(tǒng)集成技術為基于工業(yè)云的智能化生產(chǎn)提供技術支撐，而基于軟硬件系統(tǒng)集成的供應鏈協(xié)同優(yōu)化技術則是工業(yè)云平臺高效、便捷的集中體現(xiàn)。通過這些技術，使得工業(yè)云得以提供互聯(lián)化、智能化、數(shù)字化、物聯(lián)化、服務化、協(xié)同化和定制化的工業(yè)應用服務。具體來說，工業(yè)云平臺運用的協(xié)同集成技術將有以下發(fā)展趨勢：1. 工業(yè)數(shù)據(jù)集成技術

工業(yè)云平臺產(chǎn)生海量的工業(yè)大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型復雜、數(shù)據(jù)處理實時性要求高等特點，因此，工業(yè)數(shù)據(jù)集成技術的發(fā)展，對以數(shù)據(jù)驅動的工業(yè)云平臺至關重要。工業(yè)數(shù)據(jù)被收集、存儲、分析、應用，基于工業(yè)傳感器、RFID、條形碼、工業(yè)自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成技術，能夠實現(xiàn)高速運轉的數(shù)據(jù)實時傳遞。此外，工業(yè)數(shù)據(jù)的集成應用技術以分析為基礎，除了Hadoop、SPARK等大數(shù)據(jù)處理工具，深度學習是大數(shù)據(jù)分析技術的發(fā)展趨勢之一，主要利用深層神經(jīng)網(wǎng)絡，實現(xiàn)更為優(yōu)越的特征學習，對數(shù)據(jù)進行更有效的分類和可視化展示，數(shù)據(jù)的分析和管理可以更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)全生命周期的管理。基于工業(yè)數(shù)據(jù)的分析，還可以實現(xiàn)設備檢測、預警預測、決策支持、能效優(yōu)化等應用。

2. 工業(yè)系統(tǒng)集成技術

工業(yè)云的產(chǎn)生，對工業(yè)系統(tǒng)的集成提出了更高的要求，工業(yè)系統(tǒng)的管控技術是確保工業(yè)系統(tǒng)的實時性和網(wǎng)絡高效的重要發(fā)展方向，對于工業(yè)系統(tǒng)各節(jié)點的距離和功能關系、對網(wǎng)絡的信息流動管控技術使得工業(yè)控制網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡無縫銜接。此外，裝備是工業(yè)云提供服務的基礎，也是工業(yè)系統(tǒng)的重要組成部分，裝備的集成技術是生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化、柔性化、智能化的基礎。裝備的分布式控制技術發(fā)展使得裝備的網(wǎng)絡化集成和控制更加方便。其次，具有自律能力的機器設備是未來智能裝備的發(fā)展方向，自組織和超融性技術在智能裝備上應用，使得裝備在結構形式和運行方式上都體現(xiàn)出智能特性，另外，裝備的軟硬件模塊化、設備描述語言統(tǒng)一化、開放性、互操作性能更加深入運用，這些集成技術讓以智能裝備為代表的工業(yè)系統(tǒng)能夠更加適應未來復雜的工業(yè)環(huán)境。

3. 基于軟硬件系統(tǒng)集成的供應鏈協(xié)同優(yōu)化技術

工業(yè)云實現(xiàn)的是在研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、物流、產(chǎn)品等各業(yè)務環(huán)節(jié)的廣度覆蓋和深度滲透。因此，基于軟硬件系統(tǒng)集成的供應鏈協(xié)同優(yōu)化技術將是在工業(yè)云環(huán)境下資源優(yōu)化配置、系統(tǒng)高效運行的關鍵技術。基于軟硬件系統(tǒng)集成的供應鏈協(xié)同優(yōu)化技術將逐步朝綜合集成的方向發(fā)展，突破傳統(tǒng)企業(yè)邊界，實現(xiàn)面向市場和客戶的業(yè)務流程和生產(chǎn)經(jīng)營模式變革。上下游企業(yè)進行順暢的原材料預規(guī)劃，并通過軟件實時了解其生產(chǎn)與運輸進度，這是未來供應鏈前端改造升級的重點。此外，客戶的個性化需求被系統(tǒng)采集和分析，及時進行信息共享和反饋，這是供應鏈后端重點突破的方向。

服務能力
工業(yè)云依托研發(fā)設計能力、采購能力、生產(chǎn)制造能力、檢測能力、物流能力、營銷能力、售后能力提供工業(yè)應用服務，依托平臺能力提供平臺服務，依托軟、硬件能力提供基礎設施服務。工業(yè)云業(yè)務能力技術的發(fā)展是為用戶提供更加便捷、優(yōu)質的工業(yè)云服務的基礎。工業(yè)云資源共享和調配技術能夠實現(xiàn)工業(yè)云服務管理，包括工業(yè)云服務的設計、部署、交付、運營、采購、使用等，最后，工業(yè)云服務的計量和評價也是完善工業(yè)云服務管理的關鍵技術。各技術的發(fā)展趨勢如下：

1. 工業(yè)云業(yè)務能力技術發(fā)展

逆向建模、VR虛擬現(xiàn)實/AR增強現(xiàn)實以及快速而有效的新產(chǎn)品、工藝、設備和企業(yè)集成化設計等技術是研發(fā)設計、生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的技術發(fā)展趨勢，這些技術的發(fā)展使得研發(fā)設計、生產(chǎn)制造將更加貼近用戶需求，全程基于用戶體驗，全程用戶可參與。CAX、PDM、MES、ERP等研發(fā)設計、生產(chǎn)管理軟件垂直整合是工業(yè)關鍵技術的發(fā)展方向，數(shù)據(jù)互聯(lián)互通貫穿整個數(shù)字化設計、仿真、加工過程。此外，模塊化的產(chǎn)品設計以及模塊化的產(chǎn)品生產(chǎn)是一個重要發(fā)展趨勢，模塊化技術能在滿足個性化需求的基礎上大大降低設計制造成本，柔性制造技術、虛擬制造技術、敏捷制造技術、增材制造技術將得以深入發(fā)展。依靠先進的傳感器和控制，智能制造單元得以建立，整個制造過程將變得可視化、透明化。同時，隨著相關技術的發(fā)展，采購、物流、營銷、售后等環(huán)節(jié)將打破原來信息不對稱的狀態(tài)，庫存管理技術、遠程監(jiān)控與診斷、預防性維護等技術是未來發(fā)展方向。利用工業(yè)云，將推動這些技術的發(fā)展，促進不同技術的整合，在此基礎上再構建工業(yè)生態(tài)協(xié)同，包括工業(yè)眾籌、工業(yè)眾包和工業(yè)利益共同體的形成，從而推動工業(yè)轉型進程。

2. 工業(yè)云資源共享和調配

在工業(yè)云服務的設計、部署、交付、運營、采購、使用等階段，云端封裝、接入、調用技術是需要優(yōu)先發(fā)展的技術，該技術主要針對各類資源和需求端的封裝、接入、調用，工業(yè)云平臺以在線發(fā)布的形式聚集和共享社會的工業(yè)資源，為用戶提供研發(fā)設計、采購、生產(chǎn)制造、檢測、物理、營銷等全生命周期的服務，海量的服務資源和業(yè)務能力在工業(yè)云平臺被展示、檢索、訪問、匹配、調度、支付等，云端封裝、接入、調用技術為工業(yè)云的服務管理提供技術支撐。其次，針對底層終端物理設備的嵌入式接入技術、云計算互接入技術等也是未來受到廣泛關注的技術。同時，由于工業(yè)云環(huán)境下涉及的資源種類廣、數(shù)量多，尤其是不同類型企業(yè)之間的交互多，因此工業(yè)云資源調度模型的構建技術是未來發(fā)展趨勢，通過該技術提高制造資源利用率。另外，高效的工業(yè)云服務組建、聚合、存儲技術以及工業(yè)云任務動態(tài)構建與部署、分解、資源服務協(xié)同調度優(yōu)化配置技術等也是工業(yè)云資源共享和調配重要的技術發(fā)展趨勢，這些技術將使得工業(yè)云服務實現(xiàn)精益管理。

3. 工業(yè)云服務的計量和評價

工業(yè)云以為用戶提供高效、優(yōu)質的工業(yè)云服務為核心，在提供工業(yè)云服務的過程中需要進行工業(yè)云服務的計量以及評價。自動化計量是未來發(fā)展趨勢，該技術基于工業(yè)云服務計量模型可以同時完成工業(yè)云服務資源和能力兩方面的計量，為保證服務水平協(xié)議的執(zhí)行保駕護航。此外，對于工業(yè)云服務的動態(tài)評價也將得到廣泛應用。基于計量指標、監(jiān)控指標、服務水平協(xié)議（SLA）、能力要求等一系列評價依據(jù)構建的評價模型，能為工業(yè)云服務帶來系統(tǒng)性的、準確的、可靠的評價。

信息安全
信息安全是指信息的保密性、完整性和可用性。此外，信息安全也可包含其他特性，例如，真實性、責任性、抗抵賴性、可靠性。工業(yè)云作為工業(yè)信息化的一種體現(xiàn)，在引領業(yè)務發(fā)展的同時，也要保障安全控制風險。信息安全技術依照其保護的資產(chǎn)包括物理、網(wǎng)絡、主機、應用、數(shù)據(jù)5個層面。其中關鍵技術及發(fā)展趨勢包括：

1. 工業(yè)裝備的安全技術

工控領域與傳統(tǒng)IT領域相比，包含一些在工業(yè)領域專業(yè)應用的控制器、傳感器、執(zhí)行器等工控設備。不當?shù)南到y(tǒng)配置、安全管理的薄弱使這部分設備對攻擊者來說有機可乘，并在全球范圍內造成了部分的安全事件。工控設備的安全事件造成的影響，引發(fā)了全球范圍內對工控設備安全的關注。我國十三五期間信息安全企業(yè)積極開展網(wǎng)絡空間安全搜索的規(guī)劃研發(fā)，旨在網(wǎng)絡空間中識別、標記、監(jiān)測工業(yè)設備和系統(tǒng)資產(chǎn)與安全狀態(tài)。工控設備對應的安全評估、加固技術的研究也被各研究機構提上日程。 設備的安全技術重要發(fā)展方向為設備安全設備內嵌安全機制，通過安全芯片、安全固件、可信計算等技術，提供內嵌的安全能力，防止設備被非授權控制或功能安全失效。

2. 工業(yè)網(wǎng)絡通訊協(xié)議的安全機制

工業(yè)網(wǎng)絡通訊協(xié)議在設計之初主要應用于生產(chǎn)內網(wǎng)環(huán)境，能夠滿足當時通訊在內網(wǎng)環(huán)境下的安全需要。隨著工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)在應用場景與技術上的融合，這部分通訊協(xié)議的安全機制與系統(tǒng)配置就顯露出其在安全方面的不足。目前信息安全行業(yè)已逐步開展對工控系統(tǒng)相關的通訊協(xié)議的關注和分析工作。主要的發(fā)展方向為針對工業(yè)網(wǎng)絡的安全防護需求，實現(xiàn)安全策略和安全域的動態(tài)調整，同時通過增加輕量級的認證、加密等安全機制保障無線網(wǎng)絡的傳輸安全。

3. 工業(yè)領域惡意代碼檢測和處置

國際范圍內已經(jīng)出現(xiàn)了針對這些特有設備、協(xié)議和系統(tǒng)的惡意代碼。快速有效地識別這部分惡意代碼并進行處置，就成為惡意代碼檢測防護領域的趨勢。針對惡意流量或代碼的識別也逐步由工具預設策略向人工智能拓展。

4. 數(shù)據(jù)的完整性、保密性

工業(yè)數(shù)據(jù)對業(yè)務和生產(chǎn)安全均造成較大影響。識別并分類工業(yè)領域中的重要數(shù)據(jù)，在工業(yè)設備、生產(chǎn)網(wǎng)絡、管理網(wǎng)絡、各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的存儲和傳輸過程中進行加密，并平衡加密要求與性能要求之間的矛盾是目前工業(yè)數(shù)據(jù)安全急需彌補的一項要點。加強對工業(yè)數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)的標準化和安全管理，開展工業(yè)領域的數(shù)據(jù)安全治理是未來工業(yè)信息安全發(fā)展的必然趨勢。主要的技術方向為對海量的工業(yè)數(shù)據(jù)進行分類分級，并采用不同的技術進行分級保護，通過數(shù)據(jù)標簽、簽名等技術實現(xiàn)對重要數(shù)據(jù)流動過程的監(jiān)控審計，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)全生命周期的保護，如區(qū)塊鏈技術。

5. 工業(yè)信息系統(tǒng)整體安全防護

長期以來，工業(yè)信息系統(tǒng)缺乏信息安全的規(guī)劃設計，由于意識和成本問題，并未進行安全防護、檢測和必要的響應措施。將IT的安全控制措施移植到工控領域，就成為近年來的一個工作趨勢，而充分考慮工業(yè)系統(tǒng)高可用性、高性能、專業(yè)應用和協(xié)議差別就成為了在工業(yè)領域安全保障工作的特點。風險管理由關注脆弱性向關注威脅轉變，逐步開展工業(yè)威脅情報系統(tǒng)的建立，完善工業(yè)安全態(tài)勢感知，建立縱深、協(xié)同的工業(yè)安全防御體系，并嘗試探索自適應安全、數(shù)據(jù)驅動安全、人工智能安全等新的信息安全發(fā)展方向。