工业网络：行业现状与趋势洞察

《未来工业网络调查》核心发现

本文所述观点均源自 HMS Networks 开展的《未来工业网络调查》。来自整个自动化行业的受访者共同分享了其现行部署的技术、对未来网络演进的预期以及当前面临的技术瓶颈。

调查结果表明市场现实更为复杂。工业企业并非简单地从一代网络转换到下一代。他们正在学习管理更广泛的通讯格局， 在此格局中， 既有的工业以太网保持强劲势头，传统现场总线也依然重要。同时，IIoT技术正向设备端延伸， 无线通信在特定且重要的场景中得到应用，网络安全正成为设计阶段的考量因素，而非后期 IT 关注的事项。

结果并未趋向于单一网络， 而是聚焦于一项新需求： 在漫长的产品生命周期中，工业通信必须更易集成、更易扩展、更易保障安全且更易维护。

这一转变在目前的调查结果中清晰可见。

现状与趋势：既有工业以太网依旧稳固，面向信息层的技术未来重要性日益凸显。

工业以太网仍是骨干，但边缘端更趋多元

调查中最常用的网络依然是熟知的工业以太网领跑者。PROFINET、EtherNet/IP 和 EtherCAT 在当前使用率中名列前茅， 证实了核心自动化网络格局仍高度由协议驱动并受地域影响。

这并不令人意外。这些网络已深度嵌入自动化架构、机器设计、PLC生态系统、认证流程和客户规范中。对于机器制造商和设备制造商而言，它们是必选项。支持正确的工业网络仍是进入诸多市场的基本要求。

然而，更具启发性的发现在于受访者对未来的展望。

在对未来五年网络重要性的预期中，­PROFINET、EtherNet/IP 和 EtherCAT 依然占据领先位置，但 OPC UA 和 MQTT 的重要性也显著上升。这两项技术并非旨在取代实时自动化网络，而是明确代表了另一个工业企业预计将更多部署的通讯层。

这表明市场正呈现分层化趋势。

在控制层， 具备确定性的工业以太网依旧不可或缺；而在信息层，OPC UA 和 MQTT 等技术在数据访问、监控、分析、服务模式以及向上级系统集成方面正发挥着日趋重要的作用。

换言之， 未来的工业网络并非单一协议， 而是由不同通讯需求构成的技术栈。

**挑战非关速度，而在实现无缝互联

人们很容易认为工业网络所面临的挑战主要集中在技术层面，例如：延迟、带宽、性能或实时行为表现。尽管这些指标依然重要，但它们并非本次调查中受访者最关心的核心问题。

排在首位的挑战是不同供应商之间的兼容性问题，网络安全紧随其后。此外， 安装与维护的复杂性也是一个主要议题。

这是一个重要的信号。

工业通讯技术已发展至成熟阶段，纯粹的性能指标不再是衡量成功的**标准。更具难度的挑战在于，如何让通讯在不同设备、供应商、协议、世代以及安全预期之间保持稳定可靠的运行。

对于设备制造商而言，这引发了棘手的权衡难题：他们的客户期望产品能支持特定的网络；其研发团队需要确保产品的可靠性与成本效益；产品经理需要保障产品能如期上市；而技术支持团队则必须应对可能持续运行数十年的安装系统。

与此同时，网络格局并未趋于简化。即便某些传统现场总线在衰退，新的技术需求仍在不断涌现。工业以太网、现场总线、IIoT通信、无线、网络安全以及云/边缘集成并非作为独立的独立项目依次出现，而是相互叠加、同时并存。

正是这种多重技术的交织与累积，大幅推高了复杂性成本。

调查结果表明，企业现在不仅在问“我们应该支持哪种网络？”，他们更在深入思考：“如何支持所有需要的网络， 同时又不至于使我们的产品、开发流程以及全生命周期承诺变得过于复杂？”

未来技术备受关注，但价值必须立足务实

本次调查还要求受访者对几项面向未来的技术评定其潜在效益，包括：TSN、高级物理层、单对以太网、千兆以太网、OPC UA / OPC UA FX 以及 5G。受访者的反馈表明，行业对此虽表现出明确的兴趣，但并未盲目跟风。

其中，千兆以太网和 OPC UA 获得的效益反馈最为强烈。这表明受访者更看重更高带宽、更强信息模型以及更高效能通讯架构所带来的实际应用价值。TSN和单对以太网也吸引了实质性的关注，但同时也伴随着更多的不确定性。5G

被部分受访者视为具有潜在价值，但并非普适性的解决方案。

这一区别至关重要。市场并非排斥新技术，而是要求技术必须具备相关性与实用性。

工业用户和设备设计师极其务实。只有当一项技术能够解决实际的应用难题——如处理更多数据、实现更佳的同步性能、简化布线、改善诊断、降低集成难度或赋能全新的机器概念时，它才会真正受到青睐。相反，如果一项技术仅被包装成一场缺乏清晰落地路径的通用型技术革命，其吸引力便会大打折扣。

市场态度明确：企业正逐步理清实际应用价值与技术炒作之间的界限。

这种务实态度在5G的调查结果中尤为明显。尽管部分受访者认为5G 具有价值，但多数人仍持观望态度，或认为它无法解决眼下紧迫的工业网络问题。这并不意味着5G 缺乏潜力，而是表明其价值更可能取决于具体的应用场景，尤其是在移动性、大型场区、远程资产或私有网络有着强需求的关键场景中。

这一规律同样适用于更广泛的技术领域。在工业通信领域，**胜出的往往并非纸面技术指标**进的协议，而是那些能够在实际机器和设备中真正落地、易于维护、具备安全保障且能带来明确投资回报的技术。

IIOT加速向设备端与机器侧延伸

IIoT 通信如今已不再局限于云端层面的讨论。绝大多数受访者指出，IIoT 在其实际应用中已是“重要”或“至关重要”的存在。

推动这一趋势的动因虽是老生常谈，但依然分量十足：预测性维护、获取更多生产数据以及提升生产质量是最常见的驱动力。这些并非抽象的数字化愿景，而是实实在在的业务运营目标。

告别纯粹连接时代，安全、可扩展与可维护成为新痛点。

格外引人注目的是受访者对 IIoT 通信落地位置的预期。调查结果不仅指向车间级系统或云平台，还直接指向了驱动器、传感器、I/O 模块等自动化底层设备，以及机器侧的 PLC 和边缘网关。这表明 IIoT 正呈现出更明显的分布式特征。

工业数据的采集不再仅仅局限于上层系统。更多的智能、诊断与通信能力正在向机器和设备层下沉。这给设备制造商带来了全新的产品期望：过去只需要交换周期性控制数据的产品，现在可能还需要对外开放诊断、资产、能耗、状态及配置等多元化信息。

在这些 IIoT 应用中，MQTT 和 OPC UA是计划中最常部署的技术。这一组合十分耐人寻味：MQTT 代表着轻量级的发布/ 订阅数据传输，常用于云和边缘架构；而 OPC UA 则长于结构化的工业信息交换。两者并存表明，工业企业既需要高效的数据传输通道，也需要有实际意义的数据模型。

这要求设备制造商必须在产品定义初期就做出抉择：产品究竟应当具备多大程度的通信能力？

尽管各产品类别的应对方案不尽相同，但整体大局已定：通信的本质已不再只是连接PLC，而是要让设备在更广阔的工业数据架构中做到透明可视、逻辑可懂、高效可用。

无线通信：解决布线难题

在工业环境中，行业对无线通信向来持审慎态度，本次调查结果也印证了这一常态。受访者并未将无线技术视为工厂内有线网络的全面替代者；相反，他们更倾向于将其应用于能够解决特定布线痛点的实际场景。

最常见的应用场景包括：机器连接到工厂基础设施、移动或行驶车辆（如 AGV和AMR）、新的 IoT 传感器，以及布线困难或昂贵的旋转或移动应用。

Wi-Fi 是受访者中最常用的无线技术，IO-Link Wireless、RFID 和蓝牙紧随其后。这再次表明了行业务实而非盲目颠覆的发展模式——工业无线的落地并非孤立的单一技术，而是针对不同核心诉求所采用的一系列技术组合。

与之相对的，是同样务实的准入门槛。对连接稳定性以及实时通信表现的顾虑是受访者面临的**挑战。此外，网络安全、数据吞吐量以及安装专业知识也被频繁提及。

这意味着，无线技术的普及仍将继续，但将是选择性的局部延伸。其优势在应用痛点显著的场景中最具爆发力：例如移动设备、临时安装、难以布线的资产、传感器改造以及机器与基础设施之间的通信。

简而言之，无线技术的成长空间，在于消除物理边界的限制；而如果将其定位为稳定有线电缆的通用替代品，则很难在工业现场真正立足。

网络安全正成为连接决策的一部分

本次调查中，最具战略意义的转变无疑是网络安全所扮演的角色。

网络安全早已不再只是IT 部门的专属话题，也不再仅仅是项目交付前的**一步合规审查。受访者指出，在法规政策、客户预期以及企业内部安全倡议的共同驱动下，网络安全正在直接影响工业网络连接的决策。

与此同时，企业面临的挑战也显露无疑。内部专业人才匮乏、开发资源受限、需求不明确、流程限制以及额外的实施成本，共同构成了阻碍安全落地的重重壁垒。

这向我们透露了当前市场的一个关键现状：企业已经充分意识到网络安全的重要性，但多数仍在摸索如何高效地将其落地实施。

对于设备制造商而言，这一挑战尤为棘手。安全机制必须被植入到产品设计之中，而这些产品往往面临着生命周期长、协议变体多、客户需求差异大以及硬件资源受限等现实制约。因此，仅仅简单地增加某项安全功能是远远不够的。企业需要建立起涵盖安全开发流程、生命周期更新策略、漏洞处理机制、完整技术文档在内的全套体系，并清晰掌握相关法规对自身产品的具体要求。

调查同样表明，行业对OT 安全的预期正在演变。受访者普遍预见到，未来的工业通信将具备更高的安全性，底层设备将内置更强韧的软硬件安全特性，单一的网络保护将不再是万能药。

当然，这并不意味着所有工业设备会一夜之间全部实现全量加密、直连云端并取得安全认证。工业市场的演进向来更为审慎。但这确实意味着，安全正成为连接架构的一部分。

过去，关于通信的痛点往往是：“我们需要支持哪种网络协议？”而现在，核心问题已经转变为：“我们该如何支持所需的网络，并在未来的长期运行中，确保其同时满足安全性、可维护性与合规性要求？”

设备制造商正在优化时间、风险和可扩展性

设备制造商的反馈具有极高的参考价值，因为它们揭示了产品研发内部是如何做出通信决策的。

外部网关、多协议芯片、现成模块、单协议 ASIC 芯片以及协议栈均在受访者的选项中有所体现。这证实了市场上并不存在单一首选的集成模式。不同的企业会根据产品类型、产量规模、成本压力、工程能力以及生命周期策略，选择截然不同的应对方案。然而，企业在决策标准的权衡上展现出了高度的一致性。

在评估将通信功能集成到设备中哪些因素最关键时，旨在缩短上市周期的“快速集成”是核心考量因素之一；旨在降低风险的“易集成性”同样位居前列；此外，对现有协议的兼容性以及面向未来需求的扩展能力也表现得格外突出。

网络安全虽受重视，落地能力面临瓶颈。

这是一个关键的洞察。工业通信解决方案的价值，不仅在于网络接口本身，更在于其能够降低该接口带来的不确定性。

• 产品能否更快投入市场？
• 工程团队能否在避免不必要的协议复杂性的同时，确保产品在整个生命周期内持续更新并满足合规要求？
• 同一种方案能否扩展至多个产品系列？
• 未来的网络与安全需求能否在不重构整体设计的前提下得以解决？
• 供应商在产品生命周期内的服务是否足够可靠、值得信赖？

随着通信需求的增加，这些问题变得愈发重要。

对于许多设备制造商而言，工业网络接入已变得举足轻重，不容忽视，但其复杂度之高，也让人无法再将其视作一项简单的边缘任务。它正处于一个尴尬的定位：对获取市场准入而言至关重要，却鲜少能成为产品本身的核心差异化竞争优势。

市场并未简化——因此解决方案必须简化

本次调查的总体结论非常明确：工业网络并未变得更加简单。

主流的工业以太网依旧保持强势；传统网络在诸多环境中依然不可或缺；OPC UA 与 MQTT 的应用权重正在持续上升；IIoT 通信正加速向设备端下沉；无线技术在特定应用场景中不断扩展；网络安全已然成为核心产品与架构设计必须考量的关键因素。与此同时，TSN、SPE、千兆以太网、OPC UA FX 以及5G等新技术正在接受业界的评估，但市场对其预期普遍务实。

这催生出了一个要求更为严苛的网络连接环境。

对于工业用户而言， 这意味着必须选择具备演进能力的架构。

对于机器制造商而言，这意味着所设计的机器必须能够跨客户环境进行顺畅通信。

对于设备制造商而言，这意味着打造的产品不仅要支持正确的网络、开放正确的数据，还要满足安全预期，并在漫长的生命周期中保持易维护性。

工业网络的未来不是单一网络。它是一个更互联、更安全、更分层的工业通信格局。在这样的格局中，企业真正的核心竞争力，将在于把复杂性转化为可控、可管理的能力。

行业声音

为了探寻数据背后的深层洞察，HMS 邀请了部分行业**人物分享他们对工业网络未来的看法。以下是 Fortress Safety 技术总监 Rob Johnson 对未来趋势的展望。

“随着机器复杂度的提升以及生产环境对更高吞吐量和灵活性的要求，诸如安全联锁等安全相关设备，在主流工业现场总线上进行通信的需求正日益增长。在 Fortress Safety，我们观察到近年来市场正明显向网络化解决方案转变，这不仅带来了运营优势，还为维护和诊断提供了宝贵的数据。

时至今日，安全早已不再局限于单纯的关停机器，而是要确保互联系统能够有效通信，从而实时降低风险。随着工业机器人的普及以及移动设备的广泛应用，市场迫切需要能够兼顾跨平台交互的解决方案。

IO-Link Safety 有望通过标准化的连接器和设备描述来实现更简便的集成，同时支持实时数据访问并简化维护流程。随着安全主站投入市场，我们看到业界对于安全联锁将如何集成到这些系统中展现出了浓厚的兴趣。

与此同时，无线通信（包括工业 Wi-Fi 和 5G）正变得愈发重要，特别是在AMR 和 AGV 加速增长的背景下。随着这些技术的日趋成熟，我们预计无线通信将在支撑更安全、更互联的工业环境方面发挥重要作用。”

                                                                Rob Johnson，Fortress Safety 创新总监