傳統網絡的弊病和局限
　　傳統的網絡結構難以全面滿足工業4.0和智能制造大環境下企業、通信載體（運營商）和最終用戶的要求。這在很大程度上是因為在數字通信聯網發展的過程中，為了高性能、可靠地解決某個特定領域的通信問題，定義了許多相互難以兼容的技術和通信協議。而這些協議又繼承了不同的技術源頭，還需要對聯網通信的成本加以考慮。現在回過頭來看，明顯的問題出在：①這些協議都傾向于將問題隔離起來，就事論事解決當時所要解決的通信問題。②在當時的技術發展方法論上，完全沒有意識到基本的抽象將會帶來的利益。③傳統網絡結構缺乏對網絡規模的掌控能力，遠不能滿足今天網絡流量控制方式必須是不可預測且極度動態的要求。這是因為隨著要采集的數據越來越多，建立了越來越多的數據中心，還出現了虛擬化的數據中心。可是傳統網絡結構只能在網絡流量不能滿足要求時，通過擴大網絡的方式去解決問題，于是一方面需要對成百上千的網絡設備進行組態，另方面網絡只能按照預測的流量控制模式運行。④傳統網絡結構十分依賴于制造商，當企業和通信運營商想利用新性能服務，以快速響應變化中的業務需求或用戶的需要，他們只能去求助于制造商。而制造商要提供適應這些要求的設備或許要好幾年的時間，根本跟不上變化。

圖1  

　　顯而易見，要將那么多用適于各個領域的通信設備聯成網絡，把數據送給主系統，使問題變得十分復雜。如何把不同的網速、不同的通信距離、不同的拓撲結構的網絡可靠的連接，如何將原來的網絡的靜態特性改造為今天服務環境所需要的網絡的動態特性，成了難解的事情。

　　傳統網絡結構的策略不一致，導致為聯網必須對成千成萬萬的網絡設備進行組態。這使大規模的聯網實在是復雜至極。充分利用移動通信設備、服務的虛擬化和云服務的出現，這要求重新審視傳統網絡結構。

圖2  分散型服務支撐智慧制造系統

　　傳統的網絡結構基本上是多級的分層遞階系統，采用以太網交換器構成樹形結構。這種靜態結構的設計能滿足客戶端-服務器計算方式占主要地位的應用，但面對今天企業對信息的處理和存貯要求變成動態的時候，這種網絡結構就完全不適應了。
　　新型網絡結構的特點和基本特性
　　由上所述顯而易見，實現工業4.0、智慧工廠和智能制造，必須建立在一類包括實時控制和及時監控在內的、強有力的聯網技術和規范的基礎上。這類聯網技術和規范可以在一定程度上繼承原有的聯網技術和規范，但更重要的是一定要突破原有技術和規范的局限和明顯不能滿足實現工業4.0、智慧工廠和智能制造的架構和思維。
　　新的網絡結構必須具有以下特點：流量控制方式必須是動態的；信息技術必須是“客制化”的，按用戶要求配置智能提升云服務的能力；應對大數據的挑戰，意味著網絡需要更多的帶寬。

圖3  分散智能和集中智能

　　按照智慧制造系統的功能要求，智能功能可以劃分為分散智能和集中智能兩類（見圖3）。這兩類智能對通信的要求是不同的。從時間響應看

　　–分散智能：在1微秒至幾個毫秒–集中智能：在幾個毫秒至10秒從應用場合上看–分散智能：現場、控制、機械裝備–集中智能：機械裝備、工段或生產線、工廠、……
　　也就是說，分散智能要求實時通信，需要保證功能安全，主要應用于狀態監控和實時控制；集中智能要求信息安全，采用OPC UA，集中智能主要應用性能優化、大數據分析、……