按照德國工業(yè) 4.0 的頂層設計的思路明顯可見，工業(yè)4.0 的基礎是在工業(yè)生產(chǎn)價值鏈各個環(huán)節(jié)所發(fā)生的所有實例的全部信息，都應該通過面向應用的聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成信息的高可用性。信息的可用性越高，價值增值的可能性越大。這表示RAMI4.0 參考模型的通信層需要確保不同工業(yè) 4.0 基本單元之間及時、可靠、安全的信息傳輸。同時，這些通信技術(shù)也必須完全支持 RAMI4.0 參考模型的遞階（hierarchy）維度各層級內(nèi)和各層級間的通信要求。由此可以推斷，相關的通信系統(tǒng)（包括商用的技術(shù)、網(wǎng)絡和協(xié)議）也是工業(yè) 4.0 中的關鍵資產(chǎn)。為了使各種工業(yè) 4.0 的基本單元能進行符合工業(yè)4.0 要求的端對端通信，它們也需要一個管理殼。

通信作為工業(yè)4.0的自動化系統(tǒng)中至關重要的子系統(tǒng)，其主要挑戰(zhàn)不是通信系統(tǒng)的實時性能，而是把通信要求所涵蓋 范圍的所有網(wǎng)絡進行無縫的集成，這些網(wǎng)絡包括從有嚴格確 定性要求的就地控制網(wǎng)絡，到工廠內(nèi)部的運行操作管理網(wǎng)絡，到企業(yè)生產(chǎn)的計劃調(diào)度網(wǎng)絡，并延伸到全球連接的跨企業(yè)的 通信；以及基于網(wǎng)絡通信的自組態(tài)和各類網(wǎng)絡管理的集成。還有的挑戰(zhàn)是，在生產(chǎn)技術(shù)的生命周期和信息技術(shù)的生命周 期存在巨大差異的情況下，如何制定不同以往的升級遷移、集成和維護的策略。

當前通信在推進工業(yè) 4.0 發(fā)展面臨的問題是，現(xiàn)有的工業(yè)通信技術(shù)雖然打下了良好的基礎，但仍遠遠不能在技術(shù)和成本上滿足工業(yè) 4.0 的要求；而正在發(fā)展中的技術(shù)如 5G、NFV（網(wǎng)絡功能虛擬化）等還有待于試驗驗證和推廣，至少在近期內(nèi)還不會在工業(yè)制造中產(chǎn)生實際上的影響。

盡管如此，這也沒有妨礙工業(yè) 4.0 中的通信技術(shù)的有效發(fā)展，德國工業(yè)界正在多頭推進。首先是德國工業(yè) 4.0 平臺作為德國工業(yè)界協(xié)調(diào)推進工業(yè) 4.0 國策的組織機構(gòu)，其下的第一工作組（負責參考架構(gòu)）下設一個小組，專門針對“基于網(wǎng)絡的通信”，為基于網(wǎng)絡的通信解決方案未來的發(fā)展和標準化進行規(guī)劃。明確基于網(wǎng)絡通信的主要要求，評估現(xiàn)有的有關標準和規(guī)范，或者正在開發(fā)中的標準和規(guī)范。為了構(gòu)造基于網(wǎng)絡通信的各種場景和要求，該小組勾畫了有關的推薦和參考模型，作為 RAMI4.0 的一個補充。其次是由 DIN、DKE 和 VDE 聯(lián)合發(fā)布的工業(yè) 4.0 標準化路線圖的第三版，專門開辟通信章節(jié)，討論有線通信和無線通信的現(xiàn)狀，實現(xiàn)工業(yè) 4.0 意義的通信需要在標準化方面開展的工作及建議。還有由 Fraunhofer 和 VDMA 發(fā)布專門針對中小型企業(yè)的工業(yè)4.0 通信導則（基于開放平臺通信統(tǒng)一架構(gòu) OPC UA），幫助他們選擇正確的方法和步驟實施工業(yè)通信的升級遷移。

用于工業(yè) 4.0 的基于網(wǎng)絡的通信

用于工業(yè) 4.0 的基于網(wǎng)絡的通信定義如下：為賦予兩個或多個工業(yè)4.0 基本單元建立通信關系的能力，用于工業(yè)4.0 的基于網(wǎng)絡的通信需要把所有有關的的技術(shù)、網(wǎng)絡和協(xié)議都加以涵蓋。工業(yè) 4.0 的基于網(wǎng)絡的通信，其應用必須經(jīng)由符合工業(yè) 4.0 的界面，使端對端的通信具備信息交換和對話的能力。網(wǎng)絡資源的利用也可以通過非符合工業(yè) 4.0 的界面加以配置。

值得注意的是，在RAMI4.0內(nèi)分析基于網(wǎng)絡的通信有兩個視角：1）從使用通信的視角看，出于用戶數(shù)據(jù)傳輸功能 的通信需要，在此情形下與管理殼的接口承擔通信設施支持有關數(shù)據(jù)存取的組態(tài)。2）從如何實施通信的視角看，作為 數(shù)據(jù)傳輸功能提供者的通信能力的體現(xiàn)，并為信息交流提供服務質(zhì)量QoS，在此情形下管理殼將通信設施加以隱藏。

將基于網(wǎng)絡通信作為工業(yè)4.0必須使用的“科目“，實 際上就是通信的使用。這體現(xiàn)在RAMI4.0的兩個維度，即生產(chǎn)組織及其設備按其層級遞階的維度和生命周期和價值流 的維度。正如圖1所示，表現(xiàn)為哪些科目需要通信交換數(shù)據(jù)。

為了交換數(shù)據(jù)和信息，或者為提供和使用遠程設備的功能，工業(yè)4.0的基本單元必須具有通信能力。為此必須對工業(yè)4.0的基本單元規(guī)定描述應用通信要求的特性。這些特性是要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和長度、要求的性能、所提供的或所期望的信息／功能層之間的接口，以及基于網(wǎng)絡的通信（串行或并行、緩沖區(qū)或FIFO先進先出、服務或協(xié)議）。這些特性是工業(yè)4.0基本單元管理殼中通信子模型的元素項?；谶@些工業(yè)4.0基本單元通信子模型的特性值，可以實現(xiàn)適當?shù)幕诰W(wǎng)絡的通信系統(tǒng)。至于網(wǎng)絡中的各種設備，并沒有必要作為工業(yè)4.0的基本單元。然而，由工業(yè)4.0基本單元所提供的特性， 譬如說在物聯(lián)網(wǎng)的意義上，也可以支持涉及具有相當寬泛應用范圍的基于網(wǎng)絡的通信。

圖1 基于網(wǎng)絡的通信是RAMI4.0必須使用的科目

將基于網(wǎng)絡的通信作為工業(yè)4.0的“目標”，實際上就是基于網(wǎng)絡的通信必須承擔工業(yè)4.0需要的通信。這體現(xiàn)在RAMI4.0的另一維度，即如何實現(xiàn)由實體資產(chǎn)及其功能集合映射為虛擬表達制造過程的維度。正如圖2所示，在此維度 中表述怎樣來實施通信的目標。

基于網(wǎng)絡的通信系統(tǒng)的設計、集成和生命周期管理系統(tǒng)， 將被看作與其它資產(chǎn)一樣，與符合工業(yè)4.0要求的工業(yè)自動化 系統(tǒng)相關。因此，為了開發(fā)管理殼AS的內(nèi)容，將按照RAMI4.0 的模型的組成元素考慮。這使得網(wǎng)絡的持久穩(wěn)固的管理和應 用，會按照生產(chǎn)過程經(jīng)常變化的要求賦能。這僅僅是在基于網(wǎng)絡通信作為工業(yè)自動化系統(tǒng)的一部分的場合所要求的。

圖2 基于網(wǎng)絡通信作為工業(yè)4.0必須實施的目標

如上所述在工業(yè)4.0的環(huán)境中，對于有關管理殼的問題， 有兩種視角觀察基于網(wǎng)絡的通信。那么就需要為通信資產(chǎn)也 建立管理殼，以便將這兩種視角所觀察的問題集成起來。

在工業(yè)4.0面向服務架構(gòu)的環(huán)境中，基于網(wǎng)絡的通信的管理殼需要考慮以下先決條件：1）有關工業(yè)4.0管理殼的概念包括描述工業(yè)4.0的基本單元特性的公用模型和有關服 務質(zhì)量的信息交換能力；2）工業(yè).4.0服務架構(gòu)的概念。圖3 示出工業(yè)4.0服務架構(gòu)的概念圖。圖中自上而下分別是：平臺管理服務、信息服務、通信服務，所有這些服務均建立在通信基礎架構(gòu)/資產(chǎn)數(shù)字化和服務參與者的基礎之上。表1概括 了上述的目標，給出工業(yè)4.0服務層級與自動化、ICT和通信管理殼的關系。

圖3工業(yè)4.0服務遞階層級的概念圖

表1 工業(yè)4.0服務層級與自動化、ICT和通信管理殼的關系

工業(yè) 4.0 中基于網(wǎng)絡的通信的模型和要求

為了能以結(jié)構(gòu)化的形式確切描述 RAMI4.0 通信層的相關要求、功能和接口，需要把基于網(wǎng)絡的通信的模型設計為RAMI4.0 的擴展和補充。圖 4 給出的兩維模型中，一個維度是 RAMI4.0 中所謂的“遞階層級”及其包含的對通信的潛在要求；另一個維度是對通信的時間響應的要求。用在基于網(wǎng)絡的通信中的不同的通信系統(tǒng)，在這兩個維度都有描述。這些 不同的通信系統(tǒng)的區(qū)別在于它們被用于不同的遞階層級，因而對網(wǎng)絡有著不同的時間響應要求。圖4中用圓柱體表示工業(yè) 4.0 基本單元，這些工業(yè)4.0基本單元之間經(jīng)由特定的網(wǎng)絡相互通信。圓柱體的高度表示所要求的數(shù)據(jù)傳輸率。圖中處在企業(yè)間通信（ Connected World ） 層和企業(yè)層（Enterprise）的工業(yè) 4.0 基本單元，使用I4.0 網(wǎng)絡3（即時間響應大于 100ms 的網(wǎng)絡），它們的數(shù)據(jù)傳輸率的要求顯然是很高的。而那些處于現(xiàn)場設備層（Field Device）和控制設備層（Control Device）的工業(yè)4.0基本單元，運用I4.0 網(wǎng)絡 1（即時間響應小于 1ms 的網(wǎng)絡），它們的數(shù)據(jù)傳輸率就很低。在這個模型中要點是連接不同網(wǎng)絡的網(wǎng)關（圖中用紅色矩形表示），這種網(wǎng)關起到將公司內(nèi)部的局域網(wǎng)連接到網(wǎng)絡提供商的全球網(wǎng)絡的作用。符合工業(yè)4.0要求的端對端的連接，就是通過網(wǎng)關在工業(yè)4.0網(wǎng)絡內(nèi)構(gòu)成。

圖 4RAMI4.0 中通信層的模型

表2列舉了工業(yè)4.0環(huán)境下主要的通信應用場景，包括工廠自動化FA、過程自動化PA、操作運營管理、遠程操作、第三方服務以及包羅全部通信網(wǎng)絡的網(wǎng)管。在典型的自動化應用中所呈現(xiàn)的這些場景，參照了所規(guī)定的具有基于網(wǎng)絡通信能力的資產(chǎn)，如物理的或邏輯的通信網(wǎng)絡、端對端的通信關系、任意管理殼的主體（即支持符合工業(yè)4.0通信的基本單 元）、網(wǎng)絡管理和控制系統(tǒng)聯(lián)接等等。這些場景的特點將會在管理殼中所需要的功能中體現(xiàn)。

表2 工業(yè)4.0環(huán)境下主要的通信應用場景

根據(jù)這些參照場景可以歸納出對于基于網(wǎng)絡的通信的基本要求是：信息安全、可用性和服務質(zhì)量QoS。信息安全包括：1）網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)安全，2）信息安全的識別，3）功能信息安全（參見IEC 61784-3現(xiàn)場總線的功能安全）?？捎眯允侵高^程和數(shù)據(jù)適時可用的性能，以及將過程和數(shù)據(jù)進行適當運用的能力。得到授權(quán)的用戶不可拒絕對信息和系統(tǒng)進行存取。工業(yè)4.0要求的服務質(zhì)量可分為三類，即延遲要求（包括抖動），數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕ɡ缬米畲蟮奈换驇某鲥e率），數(shù)據(jù)傳輸率的要求。此外，對于無線通信系統(tǒng)還有在解決所用頻譜的共存性問題的同時，還需滿足上述QoS的參 數(shù)。表3給出幾種有關的服務質(zhì)量要求的數(shù)量范圍。為了在RAMI4.0的環(huán)境下把這些要求轉(zhuǎn)換為符合工業(yè)4.0的功能，必須通過管理殼來加以表達。

表3 不同應用場合對服務質(zhì)量的要求

目前通信技術(shù)與基于網(wǎng)絡的通信要求的差距

從大的方面來看，工業(yè)4.0所需要的基于網(wǎng)絡的通信與 目前所能提供的通信技術(shù)之間還存在著明顯的差距。主要表現(xiàn)在以下四個方面：

1）對無線聯(lián)網(wǎng)解決方案的需求強烈工業(yè)4.0要求生產(chǎn)過程不能固定在某個一成不變的場合，它必須能夠適應靈活 的組織生產(chǎn)的要求，具有足夠的移動性；還要求生產(chǎn)工具和 裝備適應性更強，以及物流的組織必須滿足動態(tài)而非靜態(tài)的 要求。較之有線通信系統(tǒng)來說，無線系統(tǒng)顯然能快速突破技 術(shù)和經(jīng)濟上的限制。未來會在工業(yè)生產(chǎn)中運用數(shù)量巨大的傳 感器和執(zhí)行器，除了使用有效的無線系統(tǒng)，別無替代辦法。如此大規(guī)模的商業(yè)應用的前景，導致藍牙和無線局域網(wǎng)正在 開發(fā)低成本的結(jié)構(gòu)，但至今為止僅有非常有限的機制來解決 抗干擾、信息安全和響應時間等問題。目前單一的無線工業(yè) 解決方案局限于很少的頻帶，由于只能容納數(shù)量不多的傳感 器和執(zhí)行器，所以不可能有很好的經(jīng)濟效應。預計未來5至10年內(nèi)5G將會在工業(yè)應用中起到巨大作用。

2）靈活而且安全質(zhì)量有保證的端對端的通信 工業(yè)4.0 對于端對端通信的核心要求是靈活、盡可能的安全，以及最廣闊的通信質(zhì)量保證范圍。通常需要跨越不同的網(wǎng)絡以及不同的網(wǎng)絡運營商，才能完成端對端的通信，并且還要保證最佳的連續(xù)性。采用TSN技術(shù)的OPC UA（IEC 62541）顯然是很好的選擇，但考慮到OPC UA本質(zhì)上是為解決設備與設備的聯(lián)接而開發(fā)的，遠不能滿足工業(yè)4.0對軟件與軟件、復雜數(shù)據(jù)與復雜數(shù)據(jù)、人與系統(tǒng)等的聯(lián)接性的要求，還需要有其它的聯(lián)接性協(xié)議（如DDS、oneM2M、HTTP）加以完善和互補。

鑒于在端對端通信中網(wǎng)關起著重要作用，在工廠的局域 網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間符合工業(yè)4.0要求的網(wǎng)關必須具有以下屬性： 可組態(tài)，且具備基于應用而建立通道的安全協(xié)議；以盡可能 短的時間建立聯(lián)接和斷開聯(lián)接；提供監(jiān)控和分析功能的便捷 而靈活的工具；對每個應用程序進行優(yōu)先級別的管理；在各 個不同的網(wǎng)絡運營商之間保***oS參數(shù)的轉(zhuǎn)化。特別是從中 長期來看，與5G的聯(lián)接運用網(wǎng)絡分割和網(wǎng)絡功能虛擬化（network function virtualization，NFV），將會大大有助于提高靈活性。

3）基于網(wǎng)絡的通信的管理殼 要實現(xiàn)工業(yè)4.0參考架構(gòu)模型RAMI4.0中的通信層能力的安全靈活的應用，必須在工業(yè)4.0基本單元的管理殼中表達通信基礎結(jié)構(gòu)的功能，這樣才能通過符合工業(yè)4.0的通信執(zhí)行具體應用的請求和重發(fā)。因此管理殼必須支持兩種基本的用例：

工業(yè)4.0基本單元之間的端對端連接路徑的請求和/或信 息交換，具有完善定義的服務質(zhì)量和信息安全性能，最好是不依賴于所用的特定通信協(xié)議。

對新加入的工業(yè)4.0基本單元的初始化組態(tài)（自動引導） 要在第一時間獲得通信基礎架構(gòu)管理殼的存取，最好是 具有最小的預組態(tài)輸入。

4）標準化的國際化問題到目前為止在生產(chǎn)技術(shù)和自動化技術(shù)中用了許多不同的標準，但大都是國家標準和專業(yè)標準。工業(yè)4.0要在全球競爭中取勝，建立基于網(wǎng)絡的通信國際化的標準是當務之急。

僅從通信技術(shù)的標準化集成的期望來看，目前用于工業(yè)4.0的解決方案，明顯存在以下問題：通信裝置的組態(tài)接口還無法擺脫對供應商的依賴；缺乏不依賴于通信物理介質(zhì)的端對端通信的接口（這里可考慮基于意圖的聯(lián)網(wǎng)方法）；缺乏共存管理的接口，尤其是對于無線網(wǎng)絡沒有共存接口。關鍵是需要與通信網(wǎng)絡建立以下接口：與使用通信層資產(chǎn)的信息交流的接口，與監(jiān)控信息交換使用狀態(tài)的接口，發(fā)現(xiàn)符合工業(yè)4.0服務主機的接口。

基于意圖聯(lián)網(wǎng)（intent-based networking，IBN）是一項正在發(fā)展中的技術(shù)，可能是今后30年內(nèi)得以廣泛運用的網(wǎng)絡技術(shù)，其核心是結(jié)合運用人工智能和機器學習，來實現(xiàn)網(wǎng)絡管理的自動化，極大提高網(wǎng)絡的可用性和靈活性，使最終用戶的網(wǎng)絡業(yè)務策略實際實現(xiàn)。根據(jù)Gartner的分析，基于意圖 的網(wǎng)絡系統(tǒng)是提升網(wǎng)絡基礎設施可用性和敏捷性的中間件產(chǎn)品，其中包含對網(wǎng)絡基礎設施的設計、實施、運行、保障等完整生命周期的管理。

據(jù)悉，目前至少 70%以上的網(wǎng)絡還是依靠人工通過命令行接口進行管理。IBN 的終極目的是建立和實現(xiàn)自管理網(wǎng)絡（self-managing networks）?；谝鈭D聯(lián)網(wǎng)以應用為中心，聚焦于滿足應用軟件從網(wǎng)絡中獲得它所需要的服務。在基于意圖聯(lián)網(wǎng)中，網(wǎng)絡配置（provisioning），或網(wǎng)絡自動化與運行沒有任何關系，它只選擇網(wǎng)絡為應用軟件提供所需要的服務。源于美國的 IETF 互聯(lián)網(wǎng)工程專責小組和 ETSI 歐洲電信標準化研究所都致力于發(fā)展這項新技術(shù)。而美國的思科已于 2018 年 6 月推出了基于意圖的聯(lián)網(wǎng)的軟件平臺。

通信作為工業(yè) 4.0 的資產(chǎn)

在工業(yè) 4.0 的環(huán)境下把通信考慮為資產(chǎn)，通過其管理殼在信息世界中進行表達。換言之，通信也是工業(yè) 4.0 的一種基本單元（見圖 5）。按照德國標準 DIN Spec 91345，管理殼的內(nèi)容是以子模型表示其特征的，那么在通信資產(chǎn)管理殼 中的各種子模型，將包含符合工業(yè) 4.0 的通信的所有信息。

圖 5通信作為工業(yè) 4.0 的一種基本單元

在圖6中示出通信資產(chǎn)子模型細節(jié)。數(shù)據(jù)層為工業(yè)4.0的通信（數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)格式的完善補充）提供服務，而控制層通過精細粒度（附有有關性能）的通信子模型來表達管理服務。如圖6所示通信網(wǎng)絡的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)是管理殼的可 能的接口。而目前網(wǎng)管系統(tǒng)通常復雜，部分是專用的，而且與其下的網(wǎng)絡架構(gòu)和網(wǎng)絡設備綁定，沒有必要的靈活性。

圖6 工業(yè)4.0基本單元中有關通信子模型的細節(jié)

今后，通信網(wǎng)絡將從面向硬件轉(zhuǎn)向面向軟件。網(wǎng)絡的功能將在統(tǒng)一的傳輸、計算和存貯的基礎架構(gòu)的基礎上，以虛擬的方式生成，即網(wǎng)絡功能虛擬化（Network Function Virtualization, NFV）。計算和存貯的基礎架構(gòu)可以由集中的或分布式數(shù)據(jù)中心（云基生產(chǎn)） 所控制和掌握。再與軟件定義聯(lián)網(wǎng) SDN 架構(gòu)和功能組合起來，則有了新的機會建立靈活的通信網(wǎng)絡，并能邁向?qū)崿F(xiàn)實時網(wǎng)絡和服務管理。

圖7示出的方法是在通過管理殼運行網(wǎng)絡的概念模型中， 運用軟件定義聯(lián)網(wǎng)SDN的架構(gòu)。圖中可見，工業(yè)4.0的應用使 用網(wǎng)絡通信管理殼與SDN控制器互動，在無需了解SDN技術(shù)的情況下，基本上完成SDN的任務。這樣，工業(yè)4.0網(wǎng)絡通信提供對網(wǎng)絡管理服務的存取，而這個網(wǎng)絡管理提供諸如網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn)、對其它網(wǎng)絡的存取進行控制，以及處理鏈接要求等服務。從IT的角度看，管理殼中的通信子模型對應于SDN的應用，通信資產(chǎn)中的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)其下的控制層所執(zhí)行的控制細節(jié)，相當于由SDN控制器承擔；而數(shù)據(jù)層的任務由網(wǎng)絡和標準的網(wǎng)絡技術(shù)（如TSN）執(zhí)行，這對應于SDN控制器與SDN 的數(shù)據(jù)路徑之間的增強發(fā)現(xiàn)。

圖7 工業(yè)4.0基本單元通信子模型SDN的實現(xiàn)方案

如果在真實的工業(yè)4.0環(huán)境中采用SDN應用表達虛擬的RAMI4.0通信管理殼，那么實行RAMI4.0管理殼的要求必須 通過信息交流和交換來實現(xiàn)。這就要求在未來的公共網(wǎng)絡支持基于SDN的信息交流和交換的過程和步驟。傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡中由專門的路由器和交換機實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡控制。SDN通過一個單獨的基于軟件的SDN控制器實現(xiàn)網(wǎng)絡控制功 能的集中化，而路由器和交換機只負責轉(zhuǎn)發(fā)，減少了轉(zhuǎn)發(fā)的成本。SDN控制器可監(jiān)控絕大部分網(wǎng)絡，輕松識別最優(yōu)報文 路由，在網(wǎng)絡擁堵或者部分癱瘓的情況下尤其有用。由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡中的路由器和交換機的路由決策，只局限于部分網(wǎng)絡而不是所有網(wǎng)絡的運行情況，相比而言，SDN控制器的路由 決策能力就強得多。

NFV和SDN推動了網(wǎng)絡現(xiàn)代化的發(fā)展，軟件化和云化則定義了網(wǎng)絡現(xiàn)代化的路徑。未來通信網(wǎng)絡另一個重要的方法是網(wǎng)絡分割（network slicing），這是5G中一個關鍵的概念?；赟DN和NFV的原理，可以在相同的物理基礎架構(gòu)下，運用網(wǎng)絡分割的概念建立不同的邏輯網(wǎng)絡切片。每個網(wǎng)絡切片邏輯上都是一個自給自足的網(wǎng)絡，每項業(yè)務都可以擁有一個獨立的網(wǎng)絡切片。例如專門的視頻網(wǎng)絡切片、IoT網(wǎng)絡切片， 或者關鍵通信網(wǎng)絡切片（如工業(yè)4.0專用網(wǎng)絡切片）等等。 當然，也可以將多個相似業(yè)務放在一個網(wǎng)絡切片上。這一體現(xiàn)在公共的物理網(wǎng)絡基礎架構(gòu)上，運行多個虛擬且獨立業(yè)務運行的邏輯網(wǎng)絡的概念，其高效率且成本低廉的效果，將徹底改變了現(xiàn)行的實現(xiàn)方法，也使得5G更能適應網(wǎng)絡外部環(huán)境的變化，動態(tài)調(diào)節(jié)的性能更佳?？傊?G與網(wǎng)絡分割的組合會使業(yè)務客戶與運營商在簽訂服務級別協(xié)議（Service Level Agreement，SLA）的前提下，享有其專有的聯(lián)接性和數(shù)據(jù)處理性能，包括數(shù)據(jù)速度、通信質(zhì)量、延遲、可靠性、信息安全和服務。

可以預見，工業(yè) 4.0 專用的網(wǎng)絡切片將靈活地建立在工業(yè) 4.0 專用要求的基礎上。網(wǎng)絡分割的詳細機制，包括建立網(wǎng)絡分割存取運行范圍和域，目前正在研究中。德國 ZVEI（電氣電子協(xié)會）已在內(nèi)部新設立 5G-ACIA（5G 連接工業(yè)和自動化聯(lián)盟，5G Alliance for Connected Industry andAutomation），正在策劃一個有關 IMT-2020 頻帶（5G 技術(shù)）和非 IMT 頻帶（5.8 GHz ISM band）向國際電信聯(lián)盟 ITU-R 聯(lián)合體的提議，并將通過德國聯(lián)邦網(wǎng)絡代理機構(gòu) German Federal Network Agency 提交?？磥碛锌赡茉谒泄泊娴膽弥g進行有序合作的基礎上，在 5G 頻帶中專門開辟為工業(yè)自動化的專用頻譜。

結(jié)束語

從目前的推進形勢觀察，符合工業(yè) 4.0 要求的通信要獲得全面成熟的應用，或許還要十年左右的時間。這不僅僅是因為許多相關的技術(shù)還處于開發(fā)、試驗階段，因為許多標準尚待開發(fā)制定和國際化，還因為涉及各主要工業(yè)國家和新興工業(yè)國家相關法律的制定和通信運營商之間的協(xié)商。工業(yè)4.0 所要求的通信畢竟是前所未有的通信集成，牽涉到萬物（包括軟件和硬件）和企業(yè)、人員的互聯(lián)。當然還有政治因素，全球化和反全球化的斗爭目前大有愈演愈烈之勢，可能對此也會產(chǎn)生難以預料的影響。