一、概述
工業(yè)互聯(lián)網（Industrial Internet）是新一代信息通信技術與工業(yè)經濟深度融合的新型基礎設施、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，構建起覆蓋全產業(yè)鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系，為工業(yè)乃至產業(yè)數字化、網絡化、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)網不是互聯(lián)網在工業(yè)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(yè)數字化、網絡化、智能化轉型的基礎設施，也是互聯(lián)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(yè)態(tài)、新產業(yè)，將重塑企業(yè)形態(tài)、供應鏈和產業(yè)鏈。
二、內涵構成
工業(yè)互聯(lián)網包含了網絡、平臺、數據、安全四大體系，它既是工業(yè)數字化、網絡化、智能化轉型的基礎設施，也是互聯(lián)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(yè)態(tài)、新產業(yè)，將重塑企業(yè)形態(tài)、供應鏈和產業(yè)鏈。
網絡體系是基礎。工業(yè)互聯(lián)網網絡體系包括網絡互聯(lián)、數據互通和標識解析三部分。網絡互聯(lián)實現(xiàn)要素之間的數據傳輸，包括企業(yè)外網、企業(yè)內網。典型技術包括傳統(tǒng)的工業(yè)總線、工業(yè)以太網以及創(chuàng)新的時間敏感網絡（TSN）、確定性網絡、5G等技術。企業(yè)外網根據工業(yè)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(yè)各地機構、上下游企業(yè)、用戶和產品。企業(yè)內網用于連接企業(yè)內人員、機器、材料、環(huán)境、系統(tǒng)，主要包含信息（IT）網絡和控制（OT）網絡。
平臺體系是中樞。工業(yè)互聯(lián)網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)網的“操作系統(tǒng)”，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(yè)互聯(lián)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(yè)智能等技術，對海量數據挖掘分析，實現(xiàn)數據驅動的科學決策和智能應用。三是知識復用。將工業(yè)經驗知識轉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、資源調度等場景，提供各類工業(yè)APP、云化軟件，幫助企業(yè)提質增效。
數據體系是要素。工業(yè)互聯(lián)網數據有三個特性。一是重要性。數據是實現(xiàn)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(yè)性。工業(yè)互聯(lián)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(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)揮數據價值。三是復雜性。工業(yè)互聯(lián)網運用的數據來源于“研產供銷服”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，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)網安全體系涉及設備、控制、網絡、平臺、工業(yè)APP 、數據等多方面網絡安全問題，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)網健康有序發(fā)展。與傳統(tǒng)互聯(lián)網安全相比，工業(yè)互聯(lián)網安全具有三大特點。一是涉及范圍廣。工業(yè)互聯(lián)網打破了傳統(tǒng)工業(yè)相對封閉可信的環(huán)境，網絡攻擊可直達生產一線。聯(lián)網設備的爆發(fā)式增長和工業(yè)互聯(lián)網平臺的廣泛應用，使網絡攻擊面持續(xù)擴大。二是造成影響大。工業(yè)互聯(lián)網涵蓋制造業(yè)、能源等實體經濟領域，一旦發(fā)生網絡攻擊、破壞行為，安全事件影響嚴重。三是企業(yè)防護基礎弱。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)網融合應用推動了一批新模式、新業(yè)態(tài)孕育興起，提質、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、網絡化協(xié)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(yè)互聯(lián)網平臺，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)質量和效率。
智能化制造是互聯(lián)網、大數據、人工智能等新一代信息技術在制造業(yè)領域加速創(chuàng)新應用，實現(xiàn)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(xiàn)機器代替人生產，智能化代表制造業(yè)未來發(fā)展的趨勢。
網絡化協(xié)同是通過跨部門、跨層級、跨企業(yè)的數據互通和業(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、經營等各類信息資源，實現(xiàn)網絡化的協(xié)同設計、協(xié)同生產、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、敏捷產品開發(fā)設計、柔性智能生產、精準交付服務等，實現(xiàn)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(xiàn)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(fā)展的新型產業(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(lián)網金融等。
數字化管理是企業(yè)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(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、產品研發(fā)、生產制造、經營管理、市場服務等業(yè)務活動，構建數據驅動的高效運營管理新模式。
四、行業(yè)應用
工業(yè)互聯(lián)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(yè)各大領域，以及采礦、電力、建筑等實體經濟重點產業(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)是國民經濟支柱產業(yè)，制造流程長、工序多，生產分段連續(xù)，主要面臨生產運營增效難、產能嚴重過剩、節(jié)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(yè)應用工業(yè)互聯(lián)網積極探索生產工藝優(yōu)化、多工序協(xié)同優(yōu)化、多基地協(xié)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(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)作為國民經濟的重要行業(yè)，為建筑、制造、采礦等行業(yè)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(yè)同質化競爭嚴重等行業(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)網加快企業(yè)數字化步伐。通過工業(yè)互聯(lián)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(tài)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(xiàn)“制造+服務”，帶來新的增長空間。
家電行業(yè)具有技術更新速度快、產品研發(fā)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(yè)依托工業(yè)互聯(lián)網開展規(guī)?；ㄖ?、產品設計優(yōu)化、質量管理、生產監(jiān)控分析及設備管理等應用探索，提升用戶交互體驗、品質一次合格率與生產效率，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、技術密集型產業(yè)，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(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)網開展設備可視化管理、產品良率提升、庫存管理優(yōu)化、全流程調度優(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(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)自然界能源或將自然資源加工轉換為燃料、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”，開展智能采掘與生產控制、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。
電力行業(yè)利用“5G+工業(yè)互聯(lián)網”與發(fā)、輸、變、配、用全環(huán)節(jié)融合，形成新型控制監(jiān)測網絡，優(yōu)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(yè)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(fā)電側、電網側和用電側企業(yè)及機構紛紛開展探索，形成發(fā)電側設備預警與節(jié)能增效、電網側調度優(yōu)化與全流程集成管控、用電側服務提質與用電策略優(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、電能量數據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、BIM等技術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，探索數字化協(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(yōu)化、安全應急和訪問控制等需求，部分領先建筑企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網開展能耗管理、資產監(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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