亞寵展、全球寵物產業風向標——亞洲寵物展覽會深度解析
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2025-04-04
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文 小米集團 陳長林 李澤霖
打造具有國際競爭力的制造業,是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路。推進以智能制造為核心的智能工廠建設是實現這一目標的重點方向,是我國邁進世界強國大門的關鍵一環。而信息安全是保障智能工廠系統能夠順利運轉的根基。
小米作為一家互聯網 科技 制造公司,一直走在創新的前列。在小米十周年的演講中,創始人雷軍對小米的過去十年進行了總結和復盤,也對未來十年提出了三個發展策略:重新創業、互聯網 + 制造、行穩致遠。在“互聯網 + 制造”這條路線上,小米經過過去三年的努力,已經建成了百萬臺級的全自動化智能工廠(即“黑燈”工廠),致力于超高端手機的自動化生產。對于這條自動化水平極高的生產線,信息安全是其重要根基,是保證整個工廠安全、高效、穩定運轉的關鍵一環。小米把信息安全體系建設作為智能工廠穩健運營的基石,在信息安全管理體系建設與實踐上也下足了功夫。
小米智能工廠的信息安全管理體系包括三道防線:
第一道防線——安全技術體系,包括設備層、網絡層、系統層和應用層。
第二道防線——安全管理體系,包括安全制度與全員安全意識培訓。
第三道防線——安全審計,以攻擊方藍軍視角對系統進行滲透測試。
第一道防線——安全技術體系
小米智能工廠安全防護體系主要通過應用層、系統層、網絡層、設備層 4 個層面組成,通過縱深防御體系,最大程度保障小米智能工廠的安全。
一、設備層防護
智能工廠中,不僅有機器人、工業攝像頭、AGV 等工業智能設備,同時還會配備監控攝像頭、門禁系統、智能儲物柜等常規的 IoT 設備。這些設備在生產之初更多考慮的是設備功能的實現以及設備性能的穩定性,而在安全性的設計考量上往往較為匱乏。
近幾年來,行業內智能設備被攻擊的案例層出不窮。據各大安全廠商的不完全統計,在所受到的DDoS 攻擊中,黑客操縱僵尸網絡從而發起的攻擊占總數量的一半以上。而互聯網中海量缺乏安全性設計的物聯網設備就成為這些攻擊的“重災區”。2017 年,由 Mirai 僵尸程序組成的僵尸網絡發起的大規模 DDoS 攻擊,導致美國、中國、巴西等國家大面積的網絡癱瘓。而感染的主要設備有監控攝像頭、數字視頻錄像機及路由器等大量物聯網設備。
小米擁有全球最大的消費級物聯網,對物聯網的安全尤為重視,也為此在 2018 年正式成立了 AIoT安全實驗室,實驗室的組成成員均在 IoT 安全、網絡安全等方面有著豐富的經驗和實踐。利用這一優勢,小米針對智能工廠中的智能設備進行了全面地安全審計,挖掘設備本身存在的潛在安全隱患,并在第一時間聯系相應的廠商進行分析、修復和整改。這一舉措將從源頭上盡可能地消除設備的安全隱患,縮減可能遭受攻擊時的攻擊面,在設備層面上做到安全性的提升。
二、網絡層防護
智能工廠主要由生產網、集成系統網、辦公網三大網絡組成。
生產網中的設備主要有數控機臺、機器人、傳感器等;集成系統網中的設備主要有 MES、SAP、MOM 等;辦公網中的設備主要為工廠員工辦公使用的 PC。這三大網絡分別具有不同的特征屬性。
生產網是實際生產線所在的網絡環境,該網絡需要具備極高的穩定性和可靠性,一般會劃分為多個產線,不同產線承擔不同的生產需求。而由于生產網的極高可靠性要求,一些安全變更(如操作系統補丁、安全策略變更、防護變更等)需要一定周期,不能收到更新時立即進行。所以,對生產網的網絡層防護就變得格外重要。有效的網絡層防護能夠阻擋外部黑客、病毒的攻擊,為生產網建立完備的安全屏障。小米在生產網的防護中,采用了單向隔離的安全策略,并對生產網的單向訪問策略也做了嚴格的限制,從網絡層面上阻斷了可能的攻擊路徑。同時,在生產網內部,也對高危端口(如 TCP135/139/445/1433/3306/5985/5986 等)進行了禁用,避免病毒利用這些高風險端口在生產網中擴散。
集成系統網中擁有大量工業控制應用系統,這些系統與傳統的應用系統類似,通常會開放 Web、遠程桌面、SSH 等服務。小米搭建了全套零信任防護體系,對集成系統網中所有服務都實施了訪問控制,僅允許授權用戶訪問,將非法攻擊者拒之門外。對所有集成系統中的服務器,小米通過部署自研的HIDS(主機型入侵檢測系統),實時監控服務器的安全狀況,并對外部攻擊進行阻斷和攔截。對于系統本身,小米安全團隊會對其產品全流程進行安全把控,在研發、測試、上線階段進行安全評估,及早地發現問題,提升系統整體安全性。
辦公網主要是工廠員工日常辦公所使用的網絡。由于辦公網中環境復雜,為了避免對其對核心生產網造成不良影響,辦公網與核心生產網完全隔離。而為了保障辦公網的安全性,小米在每一名員工的辦公 PC 都強制安裝了殺毒軟件和安全合規檢測軟件,以保障 PC 的安全性和合規性。為了能夠及時發現辦公網中的安全隱患和潛在的安全風險,小米在網絡出口側部署了威脅檢測系統,實時發現存在隱患和威脅的 PC,并采取相應的安全策略進行緊急處理和防護。
三、系統層防護
生產網中有大量的工控上位機,這些工控機來自多家供應商,存在操作系統不統一、安全防護水平參差不齊的問題。而在工控行業,經常會出現一機中毒、全廠遭殃的情況,給整個生產造成嚴重的影響。
為了解決這些問題所帶來的安全風險,小米針對生產網制作了標準的操作系統鏡像,在操作系統鏡像中加入了 IP 安全策略、系統補丁、殺毒軟件等安全模塊,拉齊系統安全基線。工控電腦終端統一加入工廠專用域,便于管理人員進行集中地安全管理和操作審計。
四、應用層防護
在工業網絡中,文件傳輸是常見的一個應用場景。但是,不恰當的文件傳輸方式極易造成病毒的傳播與擴散,對正常生產造成影響。
文件傳輸的需求主要分為產線內傳輸、產線間傳輸和外部交換等。為了滿足這一正常業務需求,我們構建了專用文件擺渡服務。
在文件擺渡服務的設計上,主要分為幾個部分:文件服務器上部署實施病毒監控服務,保證文件服務器上所有文件的安全性。文件服務器上開啟審計策略,對文件交換行為進行記錄和審計。向生產網開放 SMB 文件共享接口,并與產線專用域賬號打通,用于產線內和產線間的文件傳輸需求。向辦公網開放 Web 文件共享接口,并接入零信任防護系統,用于產線與辦公網的文件擺渡。通過統一的文件傳輸管控,不僅僅解決了業務的使用需求,同時也增強了文件的安全性。
第二道防線——安全管理體系
人員安全意識是安全防護中重要的一環,往往也是安全防護體系中的薄弱環節。近幾年,針對企業員工的安全攻擊手段層出不窮,從傳統的釣魚郵件、人員滲透到新型的 BadUSB、釣魚 Wi-Fi 等,都對智能工廠的安全產生巨大的威脅。
小米在員工信息安全意識方面,定期進行釣魚郵件演練,提升員工對釣魚郵件的識別能力。定期舉辦安全意識培訓,介紹業內常見的安全攻擊和滲透手段,從而提升員工安全意識,降低類似攻擊發生的概率。
第三道防線——安全審計
僅從技術層面和人員意識方面進行防護仍然不夠,小米藍軍通過模擬真實黑客攻擊,對整個安全防護體系進行檢驗,發現其中的薄弱之處,然后加以修復和整改。
實踐是檢驗真理的唯一標準,在安全防護領域也是如此,一個優秀的安全防護體系必須能夠經得起攻擊的檢驗。小米藍軍是一支擁有豐富經驗的企業網絡攻擊團隊,通過模擬真實黑客的攻擊手法,對整個安全防護體系進行攻擊模擬,以評判其在應對攻擊時的安全表現。
小米藍軍的滲透測試不僅僅需要對安全方案中提到的四大層面進行安全評估,同時也會結合最新的安全攻擊技術,對安全方案未覆蓋到的風險點進行挖掘,推動整體安全建設。
除了定期的滲透測試外,小米藍軍還擁有實時漏洞監控與掃描平臺,7 24 小時不間斷對工廠網絡進行安全掃描,及時發現安全問題,規避安全風險。
展 望
李克強總理在考察制造業企業時指出“中國制造 2025 的核心就是實現制造業智能升級”。未來,小米將會緊跟國家《中國制造 2025》的發展方向,將企業的發展與中國制造業的未來綁在一起。當前,我們已經進入了“5G+AIoT”的時代,消費端產品能力的實現對企業的技術創新能力和保障信息安全的能力提出了更為嚴苛的要求。所以,如果沒有安全這一“夯實基礎”,就無法搭建起一直追求高精尖的中國制造業這一“上層建筑”。
在小米十周年演講中,創始人雷軍對“互聯網 +制造”方向也提出了更高的要求和目標。在智能工廠的第二階段,希望建成千萬臺級別的超高端智能手機生產線,該工廠將實現極高的自動化,同時也會具備更為嚴苛的安全標準以保障生產線的高效運轉。未來,小米將會繼續深耕智能制造業,努力推動中國制造走在更為安全、先進、穩健的前進道路上,為實現“中國制造 2025”這一偉大的十年計劃做出應有的貢獻。
(本文刊登于《中國信息安全》雜志2021年第1期)
智能制造跟人工智能有很大的相似之處,但是在其基礎上又有了相應的發展,可以利用人工智能技術獲取相應的備制造能力。未來的就業前景還是非常廣闊的,前社會上對于該類型人才缺口非常大。但是目前有一個弊端,那就是智能制造的前身人工智能還沒有比較大的突破,所以他受限于技術發展的原因。并沒有辦法大范圍的應用在社會當中。
第一,智能制造有哪些特點?我們可以把智能制造分為兩個區域進行探討,第一個是人工智能,第二個是設備制造。想要完成整個產業鏈,首先就是要對人工智能進行整合。可以讓他進行獨立的思考以及進行一些簡單的邏輯思維運算能力。只有在這樣的基礎上,他才能夠將學到的知識融會貫通,并且應用于制造方面,開發新的應用技術。而且相比較于人類的學習,他的學習速度要更快,同時也更為的高效,便捷。
第二智能制造所面臨的困境。目前智能制造面臨兩個困境,第一個就是如何讓人工智能獲取足夠多的知識,并且讓他學習消化,變成自己的邏輯思維能力。第二點就在于他們如何去創造這些知識,要知道人工智能在計算的過程當中是需要海量知識儲備,同時也要給他足夠的應用場景。而這些都是需要花費海量資金的,一般的科研單位都沒有辦法支撐。
第三,未來的就業前景是非常廣泛的。智能制造除了要更好的看待一些精細化的制造過程,對其進行分辨,并且給出解決方案。甚至在一些比較優秀的人工智能上,他們還可以對設計進行改善,同時能夠給出一些疑難雜癥的解決方案。以目前的情況來看的話,智能制造方面的人才不僅工資高待遇好,同時未來的就業工作崗位也會越來越多。
廣義而論智能制造與生產安全管理,智能制造是一個大概念,是先進信息技術與先進制造技術的深度融合,貫穿于產品設計、制造、服務等全生命周期的各個環節及相應系統的優化集成,旨在不斷提升企業的產品質量、效益、服務水平,減少資源消耗,推動制造業創新、綠色、協調、開放、共享發展。
數十年來,智能制造在實踐演化中形成了許多不同的相關范式,包括精益生產、柔性制造、并行工程、敏捷制造、數字化制造、計算機集成制造、網絡化制造、云制造、智能化制造等,在指導制造業技術升級中發揮了積極作用。但同時,眾多的范式不利于形成統一的智能制造技術路線,給企業在推進智能升級的實踐中造成了許多困擾。面對智能制造不斷涌現的新技術、新理念、新模式,有必要歸納總結提煉出基本范式。
智能制造的發展伴隨著信息化的進步。全球信息化發展可分為三個階段智能制造與生產安全管理:從20世紀中葉到90年代中期,信息化表現為以計算、通信和控制應用為主要特征的數字化階段;從20世紀90年代中期開始,互聯網大規模普及應用,信息化進入了以萬物互聯為主要特征的網絡化階段;當前,在大數據、云計算、移動互聯網、工業互聯網集群突破、融合應用的基礎上,人工智能實現戰略性突破,信息化進入了以新一代人工智能技術為主要特征的智能化階段。
綜合智能制造相關范式,結合信息化與制造業在不同階段的融合特征,可以總結、歸納和提升出三個智能制造的基本范式(圖1),也就是:數字化制造、數字化網絡化制造、數字化網絡化智能化制造——新一代智能制造。
(一)數字化制造
數字化制造是智能制造的第一個基本范式,也可稱為第一代智能制造。
智能制造的概念最早出現于20世紀80年代,但是由于當時應用的第一代人工智能技術還難以解決工程實踐問題,因而那一代智能制造主體上是數字化制造。
20世紀下半葉以來,隨著制造業對于技術進步的強烈需求,以數字化為主要形式的信息技術廣泛應用于制造業,推動制造業發生革命性變化。數字化制造是在數字化技術和制造技術融合的背景下,通過對產品信息、工藝信息和資源信息進行數字化描述、分析、決策和控制,快速生產出滿足用戶要求的產品。
數字化制造的主要特征表現為:第一,數字技術在產品中得到普遍應用,形成“數字一代”創新產品;第二,廣泛應用數字化設計、建模仿真、數字化裝備、信息化管理;第三,實現生產過程的集成優化。
需要說明的是,數字化制造是智能制造的基礎,其內涵不斷發展,貫穿于智能制造的三個基本范式和全部發展歷程。這里定義的數字化制造是作為第一種基本范式的數字化制造,是一種相對狹義的定位。國際上也有若干關于數字化制造的比較廣義的定義和理論。
(二)數字化網絡化制造
數字化網絡化制造是智能制造的第二種基本范式,也可稱為“互聯網+制造”,或第二代智能制造。
20世紀末互聯網技術開始廣泛應用,“互聯網+”不斷推進互聯網和制造業融合發展,網絡將人、流程、數據和事物連接起來,通過企業內、企業間的協同和各種社會資源的共享與集成,重塑制造業的價值鏈,推動制造業從數字化制造向數字化網絡化制造轉變。
數字化網絡化制造主要特征表現為:第一,在產品方面,數字技術、網絡技術得到普遍應用,產品實現網絡連接,設計、研發實現協同與共享;第二,在制造方面,實現橫向集成、縱向集成和端到端集成,打通整個制造系統的數據流、信息流;第三,在服務方面,企業與用戶通過網絡平臺實現連接和交互,企業生產開始從以產品為中心向以用戶為中心轉型。
德國“工業4.0戰略計劃”報告和美國GE公司“工業互聯網”報告完整地闡述了數字化網絡化制造范式,精辟地提出了實現數字化網絡化制造的技術路線。
(三)新一代智能制造——數字化網絡化智能化制造
數字化網絡化智能化制造是智能制造的第三種基本范范式,也可稱為新一代智能制造。
近年來,在經濟社會發展的強烈需求以及互聯網的普及、云計算和大數據的涌現、物聯網的發展等信息環境急速變化的共同驅動下,大數據智能、人機混合增強智能、群體智能、跨媒體智能等新一代人工智能技術加速發展,實現了戰略性突破。新一代人工智能技術與先進制造技術深度融合,形成新一代智能制造——數字化網絡化智能化制造。新一代智能制造將重塑設計、制造、服務等產品全生命周期的各環節及其集成,催生新技術、新產品、新業態、新模式,深刻影響和改變人類的生產結構、生產方式乃至生活方式和思維模式,實現社會生產力的整體躍升。新一代智能制造將給制造業帶來革命性的變化,將成為制造業未來發展的核心驅動力。
智能制造的三個基本范式體現了智能制造發展的內在規律:一方面,三個基本范式次第展開,各有自身階段的特點和重點解決的問題,體現著先進信息技術與先進制造技術融合發展的階段性特征;另一方面,三個基本范式在技術上并不是絕然分離的,而是相互交織、迭代升級,體現著智能制造發展的融合性特征。對中國等新興工業國家而言,應發揮后發優勢,采取三個基本范式“并行推進、融合發展”的技術路線。
思想價值決定企業命運的時代已經到來。
在日益全球化和移動互聯、人工智能技術日趨普及的趨勢下,優勢企業之間的最高階段的競爭,不能局限于硬技術的競爭,而是體現在企業軟實力的競爭,亦即思想的競爭。面對今天的市場格局及為未來趨勢,你的企業應該有什么樣的價值判斷,應該有什么樣的思想基礎,應該發出什么樣的聲音,這才是關鍵。
巴黎高科路橋大學秉承法國精英式高等教育體系,針對工業發展需求,將技術、人文與管理相結合,教學內容具有更新快,目的性強的特點,在學術科研上以項目為主線,擁有強大的企業合作背景和資源。學校注重全球發展和國際合作,在四大洲共有67個合作伙伴院校。
ENPC?DBA(IM)項目關注學員成長,更關注學員背后企業和行業發展,旨在為學員提供前沿的學術思想,科學的理論支持,同時結合中國當前制造業發展,為學員提供理論與實踐之間科學轉換的視角、方法和工具。
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