工联网消息(IItime) 工业网络作为各类工业应用和设备间的信息通道，通过构建工业现场“人、机、物”全要素以及全流程贯通的通信交互体系，成为实现新型工业化的关键基础设施，也是我国网络强国建设的重要战略支点。当前，传统工业网络面临国外协议垄断导致的数据互通壁垒、供应链脆弱引发的风险及核心设施被远程操控等系统性安全风险。而新型工业网络深度融合5G、TSN（时间敏感网络）、工业PON（无源光网络）、NB-IoT（窄带物联网）、云计算、AI等新一代信息技术，在柔性部署、移动互联、确定传输、应用扩展及通信速率等核心性能上实现全面突破。

目前，新型工业网络正处于规模应用的关键窗口期。我国依托工业体系全产业链优势，在该领域与发达国家保持“并跑”竞争态势，有望开辟工业网络产业新赛道，为我国工业自立自强创造新机遇。本文旨在剖析传统工业网络面临的风险隐患，阐释发展新型工业网络的必要性和紧迫性，为进一步推动我国新型工业网络发展提供参考。

传统工业网络面临风险隐患

技术垄断与供应链安全风险

欧美日厂商凭借Profinet、Ethernet/IP、EtherCAT等专有协议的垄断地位，掌控全球67%的工业网络市场份额。例如，西门子的Profinet协议深度绑定其PLC（可编程逻辑控制器），迫使中国工厂在设备选型时依赖进口芯片与软件，形成“技术锁定效应”。芯片和高端传感器作为新型工业网络的核心部件，对外依存度仍然很高，我国80%的高端传感器、90%的传感器芯片依赖进口，导致关键基础设施面临“卡脖子”风险。例如，华为因美国禁令无法获取赛灵思FPGA芯片，导致其5G基站生产一度受阻；美国Seabird公司限制向我国出口CTD传感器产品，致使我国水下移动平台普遍无法采购该类产品，严重影响相关领域应用。

传统封闭协议导致数据互联互通难

当前工业网络协议体系存在显著的技术封闭性和生态壁垒，以Profinet、Ethernet/IP为代表的国外主流工业协议，其核心技术架构由特定厂商或组织控制，技术细节不完全公开，且接口授权费用高昂。例如，Profinet协议由PROFIBUS & PROFINET International（PI）开发并控制，其高性能实时通信（IRT）等功能对第三方限制开放。国内企业若要将支持Modbus TCP或国产协议的传感器设备接入Profinet网络，单点接口授权费用高达数万元。这种技术封闭性进一步引发跨厂商设备交互中的多协议并存问题，导致设备间难以直接通信，显著增加了系统集成成本。

工业网络受制引发系统性安全风险

工业网络正成为国际政治博弈的新战场。我国工业控制系统（如DCS、SCADA、PLC等）的国产化率仅为30%~40%，在电力、石化、轨道交通等关键领域，核心设备仍高度依赖进口。与单一器件或装备产生的“点式故障”不同，工业网络作为连接工业要素的中枢，一旦遭遇外部技术封锁或恶意攻击，可能导致整条生产线、整个园区的生产秩序陷入瘫痪，形成“链式崩塌”风险，给产业安全造成极大威胁。例如，地区冲突爆发后，德国某企业通过机床内置的远程管理系统，对出口至俄罗斯的高端精密机床实施远程定向锁死。这些机床内置GPS定位和定时自锁程序，须定期连接厂商服务器进行授权验证，德国方面以“不得用于军事和加工军事零部件”为由切断服务，导致俄罗斯精密加工生产遭受重创。

新型工业网络催生新机遇

驱动工业网络代际更新

新型工业网络以5G、光网络、TSN、AI、边缘计算等技术为核心，构建覆盖全要素、全流程的智能化体系，从协议兼容性、传输稳定性、算力协同性、智能决策能力到安全可控性实现全面突破。

构建全域互联的生态协同网络。构建覆盖“人、机、料、法、环、测”全要素的互联体系，突破传统工业协议壁垒，实现跨设备、跨系统、跨厂商的无缝对接。海尔COSMOPlat平台的典型案例展现了多协议兼容（Profinet、OPC UA等）与5G云边协同能力，支撑从车间级设备到云端AI的全数据贯通，实现5G专网至云端AI平台的数据传输，形成开放协同的工业生态系统，为智能制造提供底层互联基座。

打造确定性与智能化的网络基座。依托5G与TSN协同技术、算网一体化架构创新，着力打造具备超低时延通信能力与弹性算力供给的新型工业网络基础设施，通过“云、网、柜”集中部署实现控制平面融合，支撑远程实时控制与云边端资源动态调度，满足工业图形设计、AI类应用和数采类应用需求。在具体实践中，中兴通讯通过引入5G TSN网络为智能PLC的实时控制提供低时延、低抖动的确定性连接，授时精度偏差在300ns以内；中国联通通过MEC（边缘计算）的开放式架构，以具体工业业务场景为导向，推出5G工业边缘算网一体机解决方案。

构建内生安全的智慧化运营体系。构建“防御—检测—自愈”三位一体安全架构，实现设备预测性维护、资源智能化管理等功能，通过工业防火墙、入侵检测等主动防护手段，形成覆盖通信网络、区域边界、计算环境的多维防护。例如，天融信围绕安全通信网络、安全区域边界、安全计算环境及安全管理中心等维度，通过实时感知与算法自进化，在保障数据全流程可控的基础上，达成质量管控与安全防护的双重智能化升级，全维度构建工业生产网络纵深安全防御体系。

新型工业网络全面发展

从技术体系看，呈现融合创新与自主突破并举的发展态势。通过网联、工控、算力三大核心领域的系统性革新，工业网络体系正发生深刻变革与重构。在网联技术层面，5G、TSN和工业PON协同融合，构建具备低时延、高可靠、广覆盖特征的新型工业通信基础设施；在工控技术领域，通过软件定义控制、边缘计算等关键技术，加速构建自主可控的工业控制体系；在算力支撑方面，依托面向工业场景定制的异构计算和存算一体技术，为工业智能化提供强大算力保障。三者相互赋能、迭代演进，共同构建起现代工业网络“连接—控制—计算”全链条的技术闭环。

从行业应用看，正经历从基础设施建设到产业生态重构的深度演进。在基础设施建设阶段，通过生产设备数字化改造和网络化连接，构建覆盖工厂全要素的工业物联网体系，为工业数据采集与远程运维筑牢基础。随着5G、边缘计算等新一代信息技术的应用，工业网络开始加速向生产制造核心环节渗透，支撑柔性化生产、设备预测性维护等复杂应用场景，逐步实现从传统分层网络到扁平化、互联互通的新型工业网络的演进，呈现出网络架构与连接模式全面升级、计算控制与通信能力深度融合、协议体系开放与分层解耦三大显著特征。

从标准化看，正从单一技术标准制定迈向跨技术域协同标准体系建设新阶段。早期聚焦新型工业网络核心技术，形成覆盖网络互联、数据互通、安全防护的标准集群，通过统一接口规范、通信协议和数据格式解决工业设备互联互通难题。随着多技术耦合应用需求深化，跨技术域、跨系统层的协同标准体系建设的迫切性凸显。近期，国内首次发布的TSN与5G融合技术标准《工业互联网时间敏感网络与移动前传网络融合部署技术要求》，规范了工业互联网场景下融合TSN特性的移动前传网络的典型场景、架构要求、业务需求、网络部署、网元要求等核心要素，标志着从单一技术标准“分立式建设”迈向“网络化协同标准”融合式发展新阶段。

从产业生态构建看，呈现多维度协同演进态势。国际产业组织持续推进标准研制进程并着力构建开放生态：国际电工委员会（IEC）、开放流程自动化论坛等机构坚持标准先行，围绕工业控制系统等领域构建开放自动化标准体系，推动全球产业协作；同时基于开放化理念重塑产业格局，通过软硬件解耦等技术加速构建低成本的集成工业控制系统，以突破传统绑定限制。AI与工业网络不断融合赋能产业升级，生成式AI可针对工业场景提供代码自动生成、生产流程优化、设备故障诊断等服务，因此全球自动化领军企业与AI科技厂商开展深度战略合作，联合开发模块化解决方案，相关应用正处于规模化推广探索阶段，进而推动新型工业网络生态体系持续向智能化、协同化方向演进。

面临三大挑战

一是新型工业网络核心技术成熟度存在差异。5G技术在工业领域的应用已从生产外围辅助环节逐步向生产核心控制环节渗透，但仍无法完全满足高精度运动控制需求；TSN技术虽在理论层面具备优势，但仍需解决网络延迟、稳定性优化、跨厂商设备兼容性、与现有工业以太网互操作性等问题，尚处于工业场景适配验证与工程测试阶段；工业PON技术则受限于重点行业场景应用的复杂性，不同行业数字化转型需求不同，对工业PON的技术和应用需求存在较大差异，其在实际应用中面临的网络安全问题、与现有工业系统的兼容性等仍存挑战。

二是行业应用呈现点状特征，深层矛盾亟待破解。新型工业网络面临与传统工业网络体系的系统性衔接挑战，即如何在保障生产连续性的前提下，完成网络架构迭代升级、协议转换适配及生产流程重构等复杂改造任务。当前缺乏成熟的新旧体系衔接机制与分阶段实施方法论，易引发技术应用断层与业务协同断点风险。同时，能源化工等领域长期受国外标准影响，在底层协议互操作性、系统架构兼容性等方面存在显著壁垒，导致跨厂商设备与异构系统集成效率低、协议与标准衔接适配困难的问题，直接制约新型工业网络在垂直行业的深度渗透与生态构建。

三是产业链协同生态尚未系统性构建。新型工业网络发展涉及产业链上中下游多领域协同创新：上游涵盖工业芯片、标识解析、核心协议、软硬件模组等底层技术研发，中游包括现场控制设备、边缘计算节点、网络传输设备、算力基础设施、安全防护装置等硬件制造与系统开发，下游涉及行业解决方案集成、应用场景定制与运维服务保障等。鉴于产业生态的技术复杂度与关联性，这一体系的构建绝非单一行业或供应商能够独立完成。当前产业发展仍处于初期阶段，通信技术企业、工业制造企业、学术科研机构等主体间尚未形成技术攻关、标准互认、场景验证的高效协作机制，亟待强化国家层面统筹规划与顶层设计，从而推动跨行业技术共享、标准统一及生态共建。

对我国发展新型工业网络的建议

当前，我国新型工业网络的发展即将进入技术验证与场景适配的关键阶段，为更好促进其发展，笔者提出三大建议。

一是强化关键技术创新。聚焦5G、TSN、工业PON等核心领域开展技术与产品攻关，推动工业交换机、工业控制器、工业操作系统等更新换代，加快我国自主可控技术标准研制，推动国产工业协议尽快纳入国际标准。同时，依托我国在信息通信领域的领先优势，充分发挥5G技术的聚合赋能效应，推动工业通信向移动性与确定性融合、移动网络与固网深度融合的方向演进。

二是加快推进重点行业应用。推动新型工业网络与工业互联网标识解析节点、工业互联网平台一体部署、一体应用，加速在电力、电子、石化、采矿等重点行业推广落地，加快设备互联、产线协同、远程运维等场景规模化应用；引导企业分阶段升级改造工业网络基础设施，鼓励面向汽车制造、高端装备等领域开展融合应用研究，形成可复制的行业解决方案，持续挖掘典型应用场景。

三是深化产业链生态合作。鼓励“产学研用”各方深度协同，支持高校、科研院所、通信设备商、工业制造企业等联合开展核心技术攻关；鼓励龙头企业开放场景资源与技术能力，通过联合实验室、技术联盟等形式促进技术共享与成果转化；加强政策引导与市场培育，支持产业集聚发展，构建“研发—验证—应用”的产业闭环，加速技术与产业深度融合，开拓新型工业网络换道发展新局面。