一、概述
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet）是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟深度融合的新型基礎(chǔ)設施、應用模式和工業(yè)生態(tài)，通過對人、機、物、系統(tǒng)等的全面連接，構(gòu)建起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系，為工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展提供了實現(xiàn)途徑，是第四次工業(yè)革命的重要基石。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不是互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)的簡單應用，而是具有更為豐富的內(nèi)涵和外延。它以網(wǎng)絡為基礎(chǔ)、平臺為中樞、數(shù)據(jù)為要素、安全為保障，既是工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)設施，也是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與實體經(jīng)濟深度融合的應用模式，同時也是一種新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)，將重塑企業(yè)形態(tài)、供應鏈和產(chǎn)業(yè)鏈。
二、內(nèi)涵構(gòu)成
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含了網(wǎng)絡、平臺、數(shù)據(jù)、安全四大體系，它既是工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)設施，也是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與實體經(jīng)濟深度融合的應用模式，同時也是一種新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)，將重塑企業(yè)形態(tài)、供應鏈和產(chǎn)業(yè)鏈。
網(wǎng)絡體系是基礎(chǔ)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡體系包括網(wǎng)絡互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通和標識解析三部分。網(wǎng)絡互聯(lián)實現(xiàn)要素之間的數(shù)據(jù)傳輸，包括企業(yè)外網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)。典型技術(shù)包括傳統(tǒng)的工業(yè)總線、工業(yè)以太網(wǎng)以及創(chuàng)新的時間敏感網(wǎng)絡（TSN）、確定性網(wǎng)絡、5G等技術(shù)。企業(yè)外網(wǎng)根據(jù)工業(yè)高性能、高可靠、高靈活、高安全網(wǎng)絡需求進行建設，用于連接企業(yè)各地機構(gòu)、上下游企業(yè)、用戶和產(chǎn)品。企業(yè)內(nèi)網(wǎng)用于連接企業(yè)內(nèi)人員、機器、材料、環(huán)境、系統(tǒng)，主要包含信息（IT）網(wǎng)絡和控制（OT）網(wǎng)絡。
平臺體系是中樞。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系包括邊緣層、IaaS、PaaS和SaaS四個層級，相當于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“操作系統(tǒng)”，有四個主要作用。一是數(shù)據(jù)匯聚。網(wǎng)絡層面采集的多源、異構(gòu)、海量數(shù)據(jù)，傳輸至工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，為深度分析和應用提供基礎(chǔ)。二是建模分析。提供大數(shù)據(jù)、人工智能分析的算法模型和物理、化學等各類仿真工具，結(jié)合數(shù)字孿生、工業(yè)智能等技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)挖掘分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學決策和智能應用。三是知識復用。將工業(yè)經(jīng)驗知識轉(zhuǎn)化為平臺上的模型庫、知識庫，并通過工業(yè)微服務組件方式，方便二次開發(fā)和重復調(diào)用，加速共性能力沉淀和普及。四是應用創(chuàng)新。面向研發(fā)設計、設備管理、企業(yè)運營、資源調(diào)度等場景，提供各類工業(yè)APP、云化軟件，幫助企業(yè)提質(zhì)增效。
數(shù)據(jù)體系是要素。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)有三個特性。一是重要性。數(shù)據(jù)是實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的基礎(chǔ)，沒有數(shù)據(jù)的采集、流通、匯聚、計算、分析，各類新模式就是無源之水，數(shù)字化轉(zhuǎn)型也就成為無本之木。二是專業(yè)性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的價值在于分析利用，分析利用的途徑必須依賴行業(yè)知識和工業(yè)機理。制造業(yè)千行百業(yè)、千差萬別，每個模型、算法背后都需要長期積累和專業(yè)隊伍，只有深耕細作才能發(fā)揮數(shù)據(jù)價值。三是復雜性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)運用的數(shù)據(jù)來源于“研產(chǎn)供銷服”各環(huán)節(jié)，“人機料法環(huán)”各要素，ERP、MES、PLC等各系統(tǒng)，維度和復雜度遠超消費互聯(lián)網(wǎng)，面臨采集困難、格式各異、分析復雜等挑戰(zhàn)。
安全體系是保障。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系涉及設備、控制、網(wǎng)絡、平臺、工業(yè)APP 、數(shù)據(jù)等多方面網(wǎng)絡安全問題，其核心任務就是要通過監(jiān)測預警、應急響應、檢測評估、功能測試等手段確保工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)健康有序發(fā)展。與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)安全相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全具有三大特點。一是涉及范圍廣。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打破了傳統(tǒng)工業(yè)相對封閉可信的環(huán)境，網(wǎng)絡攻擊可直達生產(chǎn)一線。聯(lián)網(wǎng)設備的爆發(fā)式增長和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的廣泛應用，使網(wǎng)絡攻擊面持續(xù)擴大。二是造成影響大。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涵蓋制造業(yè)、能源等實體經(jīng)濟領(lǐng)域，一旦發(fā)生網(wǎng)絡攻擊、破壞行為，安全事件影響嚴重。三是企業(yè)防護基礎(chǔ)弱。目前我國廣大工業(yè)企業(yè)安全意識、防護能力仍然薄弱，整體安全保障能力有待進一步提升。
三、典型模式
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應用推動了一批新模式、新業(yè)態(tài)孕育興起，提質(zhì)、增效、降本、綠色、安全發(fā)展成效顯著，初步形成了平臺化設計、智能化制造、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制、服務化延伸、數(shù)字化管理六大類典型應用模式。
平臺化設計是依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，匯聚人員、算法、模型、任務等設計資源，實現(xiàn)高水平高效率的輕量化設計、并行設計、敏捷設計、交互設計和基于模型的設計，變革傳統(tǒng)設計方式，提升研發(fā)質(zhì)量和效率。
智能化制造是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域加速創(chuàng)新應用，實現(xiàn)材料、設備、產(chǎn)品等生產(chǎn)要素與用戶之間的在線連接和實時交互，逐步實現(xiàn)機器代替人生產(chǎn)，智能化代表制造業(yè)未來發(fā)展的趨勢。
網(wǎng)絡化協(xié)同是通過跨部門、跨層級、跨企業(yè)的數(shù)據(jù)互通和業(yè)務互聯(lián)，推動供應鏈上的企業(yè)和合作伙伴共享客戶、訂單、設計、生產(chǎn)、經(jīng)營等各類信息資源，實現(xiàn)網(wǎng)絡化的協(xié)同設計、協(xié)同生產(chǎn)、協(xié)同服務，進而促進資源共享、能力交易以及業(yè)務優(yōu)化配置。
個性化定制是面向消費者個性化需求，通過客戶需求準確獲取和分析、敏捷產(chǎn)品開發(fā)設計、柔性智能生產(chǎn)、精準交付服務等，實現(xiàn)用戶在產(chǎn)品全生命周期中的深度參與，是以低成本、高質(zhì)量和高效率的大批量生產(chǎn)實現(xiàn)產(chǎn)品個性化設計、生產(chǎn)、銷售及服務的一種制造服務模式。
服務化延伸是制造與服務融合發(fā)展的新型產(chǎn)業(yè)形態(tài)，指的是企業(yè)從原有制造業(yè)務向價值鏈兩端高附加值環(huán)節(jié)延伸，從以加工組裝為主向“制造+服務”轉(zhuǎn)型，從單純出售產(chǎn)品向出售“產(chǎn)品+服務”轉(zhuǎn)變，具體包括設備健康管理、產(chǎn)品遠程運維、設備融資租賃、分享制造、互聯(lián)網(wǎng)金融等。
數(shù)字化管理是企業(yè)通過打通核心數(shù)據(jù)鏈，貫通生產(chǎn)制造全場景、全過程，基于數(shù)據(jù)的廣泛匯聚、集成優(yōu)化和價值挖掘，優(yōu)化、創(chuàng)新乃至重塑企業(yè)戰(zhàn)略決策、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、市場服務等業(yè)務活動，構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的高效運營管理新模式。
四、行業(yè)應用
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目前已延伸至40個國民經(jīng)濟大類，涉及原材料、裝備、消費品、電子等制造業(yè)各大領(lǐng)域，以及采礦、電力、建筑等實體經(jīng)濟重點產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)更大范圍、更高水平、更深程度發(fā)展，形成了千姿百態(tài)的融合應用實踐。
鋼鐵行業(yè)是國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，制造流程長、工序多，生產(chǎn)分段連續(xù)，主要面臨生產(chǎn)運營增效難、產(chǎn)能嚴重過剩、節(jié)能綠色低碳壓力大、本質(zhì)安全水平較低等痛點。中國寶武、鞍山鋼鐵、馬鋼集團等企業(yè)應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)積極探索生產(chǎn)工藝優(yōu)化、多工序協(xié)同優(yōu)化、多基地協(xié)同、產(chǎn)融結(jié)合等典型應用場景，一方面通過數(shù)據(jù)深度分析帶動生產(chǎn)效率、質(zhì)量和效益提升，另一方面實現(xiàn)多區(qū)域、多環(huán)節(jié)、多業(yè)務系統(tǒng)的協(xié)同響應與綜合決策，通過模式創(chuàng)新實現(xiàn)新價值創(chuàng)造和新動能培育。
工程機械行業(yè)作為國民經(jīng)濟的重要行業(yè)，為建筑、制造、采礦等行業(yè)提供生產(chǎn)必需的機械裝備和基礎(chǔ)工具，具有產(chǎn)品復雜多樣、生產(chǎn)過程離散、供應鏈復雜的特征，同時也面臨著生產(chǎn)效率不高、產(chǎn)品運維能力較弱和行業(yè)同質(zhì)化競爭嚴重等行業(yè)痛點。三一重工、徐工集團和中聯(lián)重科等工程機械龍頭企業(yè)積極應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快企業(yè)數(shù)字化步伐。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進行設備預測性維護、遠程可視化管理，不僅降低了設備運維成本，提高了生產(chǎn)資源的動態(tài)配置效率，還在此基礎(chǔ)上延伸出供應鏈金融、融資租賃等服務模式，實現(xiàn)“制造+服務”，帶來新的增長空間。
家電行業(yè)具有技術(shù)更新速度快、產(chǎn)品研發(fā)周期短、產(chǎn)品同質(zhì)化程度高等特點，當前主要面臨個性化需求滿足困難、生產(chǎn)精度效率要求高、訂單交付周期長、質(zhì)量管控力度不足、庫存周轉(zhuǎn)壓力等核心需求痛點。格力、海爾、美的、TCL等輕工家電企業(yè)依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開展規(guī)?；ㄖ啤a(chǎn)品設計優(yōu)化、質(zhì)量管理、生產(chǎn)監(jiān)控分析及設備管理等應用探索，提升用戶交互體驗、品質(zhì)一次合格率與生產(chǎn)效率，節(jié)省設備運維成本，滿足客戶個性化需求。
電子信息行業(yè)屬于知識、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品細分種類多、生產(chǎn)周期短、迭代速度快，對品質(zhì)管控、標準化操作與規(guī)范化管理、市場敏捷化響應等要求較高。中國電子、華為、中興等通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開展設備可視化管理、產(chǎn)品良率提升、庫存管理優(yōu)化、全流程調(diào)度優(yōu)化和多工廠協(xié)同等典型應用探索，一方面通過機器視覺、大數(shù)據(jù)分析等新技術(shù)提升質(zhì)量管理、設備故障診斷、產(chǎn)品庫存管理等環(huán)節(jié)效率，另一方面通過建設互聯(lián)工廠實現(xiàn)企業(yè)級決策優(yōu)化和需求敏捷響應。
采礦行業(yè)是采掘、開發(fā)自然界能源或?qū)⒆匀毁Y源加工轉(zhuǎn)換為燃料、動力的工業(yè)，當前主要面臨資源緊缺、安全監(jiān)管與環(huán)保壓力大、設備實時監(jiān)管、精細化管理要求高等痛點。山西潞安新元煤礦、陜煤集團小保當煤礦、山東黃金三山島金礦、內(nèi)蒙古白云鄂博稀土礦等采礦企業(yè)利用“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，開展智能采掘與生產(chǎn)控制、環(huán)境監(jiān)測與安全防護、井下巡檢等，把人從危險繁重的工作環(huán)境中解放出來，促進了采礦行業(yè)綠色、安全生產(chǎn)。
電力行業(yè)利用“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”與發(fā)、輸、變、配、用全環(huán)節(jié)融合，形成新型控制監(jiān)測網(wǎng)絡，優(yōu)化流程工藝，大幅減少碳排放，降低了清潔能源并網(wǎng)的不確定性，同時提升電動汽車和微電網(wǎng)等主體的接入能力，降低了上下游企業(yè)和用能客戶的成本。中國華能、南方電網(wǎng)、國家電網(wǎng)、正泰集團、特變電工等發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè)企業(yè)及機構(gòu)紛紛開展探索，形成發(fā)電側(cè)設備預警與節(jié)能增效、電網(wǎng)側(cè)調(diào)度優(yōu)化與全流程集成管控、用電側(cè)服務提質(zhì)與用電策略優(yōu)化等典型應用模式，分別實現(xiàn)設備故障提前預測和主動維修、電能量數(shù)據(jù)可測和用電成本降低。
建筑行業(yè)具有項目建設周期長、資金投入大、項目關(guān)聯(lián)方管理復雜、人員流動性強等特點，未來將走向以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、BIM等技術(shù)綜合應用支撐下的工業(yè)化、智能化、綠色化。中建科工、廣聯(lián)達、三一筑工、北京建誼等企業(yè)利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，探索數(shù)字化協(xié)同設計與集成交付、虛實融合的施工協(xié)同管理、裝配式建筑智能制造等應用，實現(xiàn)建設項目全過程的虛擬執(zhí)行和優(yōu)化調(diào)整，大幅提升設計效率、施工質(zhì)量、成本進度控制和安全施工水平。另一方面，面向建筑本身能耗優(yōu)化、安全應急和訪問控制等需求，部分領(lǐng)先建筑企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開展能耗管理、資產(chǎn)監(jiān)測運維、虛擬演練等應用探索，實現(xiàn)智能化安全化運行。
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