一、案例概述

1.1 案例实施背景

以制造业与互联网+、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的深度融合发展为基础，实现制造企业内部资源优化配置与跨企业社会化协同制造的工业互联网平台建设和应用，已成为促进工业转型升级的关键抓手。然而，随着各类传感器和智能工业设备的爆发式增长，传统IPv4协议下的IP资源越发紧张，另外工业大数据具有实时高并发的特点，使得传统的工业控制网络无法满足工业互联网平台应用的现实需要。基于IPv6的工业互联网平台为解决上述问题提供了新的解决方案。

此外，国家加快实施网络强国战略，基于IPv6的工业互联网平台作为新一代信息基础设施的关键技术，具有广泛的应用前景，能够推进工业“万物互联”，同时提高制造企业系统、设备、人等的交互即时性及效率，有效提升制造企业的智能互联互通能力。

1.2 案例实施目标

开展基于IPv6的工业互联网平台建设及应用，主要实现以下目标。

（1）构建基于IPv6的工业互联网服务平台，开展工业互联网应用建设，形成万物互联、实时云端协同的云制造模式。

（2）实现基于高性能网络的虚拟协同制造云平台建设，构建云端虚拟工厂，开展基于高性能网络、虚实结合的企业间协同制造应用。

（3）实现智能云工厂建设，通过开展工厂内、外网络改造及基于IPv6的工业互联网平台应用，促进IPv6网络与制造业的深入融合，推动IPv6应用产业发展。

二、实施方案与经验

2.1 项目实施方案

该项目实施方案可以概括为三个“一”、一个“二”：

（1）一个平台

建设一个支持IPv6和IPv4“双栈+互通”的工业互联网平台（即IPv6互联互通云中心平台），提供涵盖IaaS、DaaS、PaaS和SaaS的完整工业互联网服务功能，适合不同层次、类型、规模的企业；支持各种工业设备接入、集成各类工业应用服务，构建良性工业生态体系。

图1 支持双栈的工业互联网平台系统架构

（2）一个应用验证环境

搭建一个基于MSTP的单栈IPv6物联接入的工业应用验证环境，在骨干段依托于骨干SDH网络进行传输，各接入段采用MSTP设备进行汇聚接入，通过构建双链路基础传输网络，形成安全性、稳定性以及可靠性高的广域以太网专线，覆盖北京、河南、广东、四川等多个省市，实现工业数据的高效联通测试环境，支持完成智能制造中IPv6应用的开发和验证。

图2 基于IPv6的工业互联网平台网络拓扑图

（3）一个应用样板间

打造一个基于IPv6互联互通云中心的工业互联网综合技术验证示范测试床，具备开放的工控接口、网络接口和云端接口，快速响应和适应不同的生产工艺，满足设备、资源、能力、人员的接入需求，实现工厂与云平台之间的状态、指令、文件、模型等数据信息高速互联与交换，支持基于云平台的协同设计、云端驱动的柔性生产等应用，实现端到端的互通。

图3 工业互联网综合技术验证示范测试床总体框架

（4）两类应用示范

①面向航天产品全生命周期的跨企业协同制造应用

以航天复杂产品为对象，基于IPv6的工业现场改造，开展面向航天总体设计部、制造厂和配套厂的产品生命周期跨企业协同制造应用，涉及产品的设计、生产、装配及供应链各环节。

②基于IPv6与高性能网络的工业机器人行业云应用

建设基于IPv6与高性能网络的智慧云制造服务平台，开展面向华数机器人远程动态接入、健康管理及运行监测、交互式远程诊断、远程技术支持以及专家系统应用示范。

图4 基于IPv6工业互联网平台的应用示范场景

2.2 项目组织管理经验

项目团队成立了“两总”体系，明确项目指挥体系和技术体系，采用高效的产学研合作模式，引导学校、科研机构的创新能力在实际产业中快速落地：

图5 项目组织架构

2.3 项目实施保障措施

按照“总体规划，分步实施；统筹建设，资源共享；流程优化，系统集成；加强应用，务求实效”的原则，制定项目实施总体架构，采取“整体策划、领域牵头”的实施方式协同管理多专业团队，项目管理团队对负责领域项目的建设经费进行管理；各团队负责分管项目的全生命周期管理，负责方案论证、厂商调研、合同谈判、招标、合同签订、到货验收、合同验收、经费拨付、资料整理等的组织管理工作。

2.4 项目经验与创新

项目覆盖了工业互联网建设中的网络、平台、应用、终端等各层面的IPv6升级改造的关键技术和应用模式研究，提供了基于云制造+智能制造的“多品种、小批量、定制化”柔性生产解决方案，并开展了示范验证，形成了可复制推广的产品及应用模式；支撑了工业互联网的演进升级，形成国内领先的下一代互联网技术产业体系。

三、项目成效与亮点

本项目将IPv6技术和智能云工厂建设相结合，构建了直达设备、万物互联的智能云工厂，并形成了相关行业标准；构建了基于XR技术的虚拟协同制造云平台，实现基于智能虚拟样机的跨企业协同设计生产和精准服务；同时，通过搭建基于IPv6的工业互联网平台，开展面向航天产品全生命周期的跨企业协同制造和基于IPv6与高性能网络的工业机器人行业云应用，探索构建融合新一代网络技术和云制造技术的工业互联网新生态系统。