一、概述
工業互聯網（Industrial Internet）是新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的新型基礎設施、應用模式和工業生態，通過對人、機、物、系統等的全面連接，構建起覆蓋全產業鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系，為工業乃至產業數字化、網絡化、智能化發展提供了實現途徑，是第四次工業革命的重要基石。
工業互聯網不是互聯網在工業的簡單應用，而是具有更為豐富的內涵和外延。它以網絡為基礎、平臺為中樞、數據為要素、安全為保障，既是工業數字化、網絡化、智能化轉型的基礎設施，也是互聯網、大數據、人工智能與實體經濟深度融合的應用模式，同時也是一種新業態、新產業，將重塑企業形態、供應鏈和產業鏈。
二、內涵構成
工業互聯網包含了網絡、平臺、數據、安全四大體系，它既是工業數字化、網絡化、智能化轉型的基礎設施，也是互聯網、大數據、人工智能與實體經濟深度融合的應用模式，同時也是一種新業態、新產業，將重塑企業形態、供應鏈和產業鏈。
網絡體系是基礎。工業互聯網網絡體系包括網絡互聯、數據互通和標識解析三部分。網絡互聯實現要素之間的數據傳輸，包括企業外網、企業內網。典型技術包括傳統的工業總線、工業以太網以及創新的時間敏感網絡（TSN）、確定性網絡、5G等技術。企業外網根據工業高性能、高可靠、高靈活、高安全網絡需求進行建設，用于連接企業各地機構、上下游企業、用戶和產品。企業內網用于連接企業內人員、機器、材料、環境、系統，主要包含信息（IT）網絡和控制（OT）網絡。
平臺體系是中樞。工業互聯網平臺體系包括邊緣層、IaaS、PaaS和SaaS四個層級，相當于工業互聯網的“操作系統”，有四個主要作用。一是數據匯聚。網絡層面采集的多源、異構、海量數據，傳輸至工業互聯網平臺，為深度分析和應用提供基礎。二是建模分析。提供大數據、人工智能分析的算法模型和物理、化學等各類仿真工具，結合數字孿生、工業智能等技術，對海量數據挖掘分析，實現數據驅動的科學決策和智能應用。三是知識復用。將工業經驗知識轉化為平臺上的模型庫、知識庫，并通過工業微服務組件方式，方便二次開發和重復調用，加速共性能力沉淀和普及。四是應用創新。面向研發設計、設備管理、企業運營、資源調度等場景，提供各類工業APP、云化軟件，幫助企業提質增效。
數據體系是要素。工業互聯網數據有三個特性。一是重要性。數據是實現數字化、網絡化、智能化的基礎，沒有數據的采集、流通、匯聚、計算、分析，各類新模式就是無源之水，數字化轉型也就成為無本之木。二是專業性。工業互聯網數據的價值在于分析利用，分析利用的途徑必須依賴行業知識和工業機理。制造業千行百業、千差萬別，每個模型、算法背后都需要長期積累和專業隊伍，只有深耕細作才能發揮數據價值。三是復雜性。工業互聯網運用的數據來源于“研產供銷服”各環節，“人機料法環”各要素，ERP、MES、PLC等各系統，維度和復雜度遠超消費互聯網，面臨采集困難、格式各異、分析復雜等挑戰。
安全體系是保障。工業互聯網安全體系涉及設備、控制、網絡、平臺、工業APP 、數據等多方面網絡安全問題，其核心任務就是要通過監測預警、應急響應、檢測評估、功能測試等手段確保工業互聯網健康有序發展。與傳統互聯網安全相比，工業互聯網安全具有三大特點。一是涉及范圍廣。工業互聯網打破了傳統工業相對封閉可信的環境，網絡攻擊可直達生產一線。聯網設備的爆發式增長和工業互聯網平臺的廣泛應用，使網絡攻擊面持續擴大。二是造成影響大。工業互聯網涵蓋制造業、能源等實體經濟領域，一旦發生網絡攻擊、破壞行為，安全事件影響嚴重。三是企業防護基礎弱。目前我國廣大工業企業安全意識、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
工業互聯網融合應用推動了一批新模式、新業態孕育興起，提質、增效、降本、綠色、安全發展成效顯著，初步形成了平臺化設計、智能化制造、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸、數字化管理六大類典型應用模式。
平臺化設計是依托工業互聯網平臺，匯聚人員、算法、模型、任務等設計資源，實現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，變革傳統設計方式，提升研發質量和效率。
智能化制造是互聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術在制造業領域加速創新應用，實現材料、設備、產品等生產要素與用戶之間的在線連接和實時交互，逐步實現機器代替人生產，智能化代表制造業未來發展的趨勢。
網絡化協同是通過跨部門、跨層級、跨企業的數據互通和業務互聯，推動供應鏈上的企業和合作伙伴共享客戶、訂單、設計、生產、經營等各類信息資源，實現網絡化的協同設計、協同生產、協同服務，進而促進資源共享、能力交易以及業務優化配置。
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、敏捷產品開發設計、柔性智能生產、精準交付服務等，實現用戶在產品全生命周期中的深度參與，是以低成本、高質量和高效率的大批量生產實現產品個性化設計、生產、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展的新型產業形態，指的是企業從原有制造業務向價值鏈兩端高附加值環節延伸，從以加工組裝為主向“制造+服務”轉型，從單純出售產品向出售“產品+服務”轉變，具體包括設備健康管理、產品遠程運維、設備融資租賃、分享制造、互聯網金融等。
數字化管理是企業通過打通核心數據鏈，貫通生產制造全場景、全過程，基于數據的廣泛匯聚、集成優化和價值挖掘，優化、創新乃至重塑企業戰略決策、產品研發、生產制造、經營管理、市場服務等業務活動，構建數據驅動的高效運營管理新模式。
四、行業應用
工業互聯網目前已延伸至40個國民經濟大類，涉及原材料、裝備、消費品、電子等制造業各大領域，以及采礦、電力、建筑等實體經濟重點產業，實現更大范圍、更高水平、更深程度發展，形成了千姿百態的融合應用實踐。
鋼鐵行業是國民經濟支柱產業，制造流程長、工序多，生產分段連續，主要面臨生產運營增效難、產能嚴重過剩、節能綠色低碳壓力大、本質安全水平較低等痛點。中國寶武、鞍山鋼鐵、馬鋼集團等企業應用工業互聯網積極探索生產工藝優化、多工序協同優化、多基地協同、產融結合等典型應用場景，一方面通過數據深度分析帶動生產效率、質量和效益提升，另一方面實現多區域、多環節、多業務系統的協同響應與綜合決策，通過模式創新實現新價值創造和新動能培育。
工程機械行業作為國民經濟的重要行業，為建筑、制造、采礦等行業提供生產必需的機械裝備和基礎工具，具有產品復雜多樣、生產過程離散、供應鏈復雜的特征，同時也面臨著生產效率不高、產品運維能力較弱和行業同質化競爭嚴重等行業痛點。三一重工、徐工集團和中聯重科等工程機械龍頭企業積極應用工業互聯網加快企業數字化步伐。通過工業互聯網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，提高了生產資源的動態配置效率，還在此基礎上延伸出供應鏈金融、融資租賃等服務模式，實現“制造+服務”，帶來新的增長空間。
家電行業具有技術更新速度快、產品研發周期短、產品同質化程度高等特點，當前主要面臨個性化需求滿足困難、生產精度效率要求高、訂單交付周期長、質量管控力度不足、庫存周轉壓力等核心需求痛點。格力、海爾、美的、TCL等輕工家電企業依托工業互聯網開展規模化定制、產品設計優化、質量管理、生產監控分析及設備管理等應用探索，提升用戶交互體驗、品質一次合格率與生產效率，節省設備運維成本，滿足客戶個性化需求。
電子信息行業屬于知識、技術密集型產業，產品細分種類多、生產周期短、迭代速度快，對品質管控、標準化操作與規范化管理、市場敏捷化響應等要求較高。中國電子、華為、中興等通過工業互聯網開展設備可視化管理、產品良率提升、庫存管理優化、全流程調度優化和多工廠協同等典型應用探索，一方面通過機器視覺、大數據分析等新技術提升質量管理、設備故障診斷、產品庫存管理等環節效率，另一方面通過建設互聯工廠實現企業級決策優化和需求敏捷響應。
采礦行業是采掘、開發自然界能源或將自然資源加工轉換為燃料、動力的工業，當前主要面臨資源緊缺、安全監管與環保壓力大、設備實時監管、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、內蒙古白云鄂博稀土礦等采礦企業利用“5G+工業互聯網”，開展智能采掘與生產控制、環境監測與安全防護、井下巡檢等，把人從危險繁重的工作環境中解放出來，促進了采礦行業綠色、安全生產。
電力行業利用“5G+工業互聯網”與發、輸、變、配、用全環節融合，形成新型控制監測網絡，優化流程工藝，大幅減少碳排放，降低了清潔能源并網的不確定性，同時提升電動汽車和微電網等主體的接入能力，降低了上下游企業和用能客戶的成本。中國華能、南方電網、國家電網、正泰集團、特變電工等發電側、電網側和用電側企業及機構紛紛開展探索，形成發電側設備預警與節能增效、電網側調度優化與全流程集成管控、用電側服務提質與用電策略優化等典型應用模式，分別實現設備故障提前預測和主動維修、電能量數據可測和用電成本降低。
建筑行業具有項目建設周期長、資金投入大、項目關聯方管理復雜、人員流動性強等特點，未來將走向以工業互聯網、BIM等技術綜合應用支撐下的工業化、智能化、綠色化。中建科工、廣聯達、三一筑工、北京建誼等企業利用工業互聯網，探索數字化協同設計與集成交付、虛實融合的施工協同管理、裝配式建筑智能制造等應用，實現建設項目全過程的虛擬執行和優化調整，大幅提升設計效率、施工質量、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化、安全應急和訪問控制等需求，部分領先建筑企業通過工業互聯網開展能耗管理、資產監測運維、虛擬演練等應用探索，實現智能化安全化運行。
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