工业互联网层次（工业互联网层次结构划分）

一、工业互联网的发展背景

（一）起源：工业数字化、网络化、智能化的客观要求

现代工业的发展经历了“机械化、电气化、自动化”三次工业革命。以数控机床、PLC等为代表的控制系统实现了工业自动化，以CAD、ERP等为代表的工业软件加速了工业信息化的普及。当前，我们正在进入以数字化、网络化、智能化为核心，以数据和知识为驱动的第四次工业革命。要在自动化、信息化的基础上实现更高层次的智能化。

同时，近年来经济社会发展对制造系统不断提出新的要求，包括更加敏捷地应对复杂的市场变化、更加充分地满足个性化、多样化的产品需求、更加广泛地实现绿色集约化生产。但基于当前自动化信息系统对工业流程和系统的优化是片面的，智能化还初级，工业系统不够灵活敏捷，应对快速迭代和复杂多变的新需求的能力不足。

当前，互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的大规模应用，成为产业发展转型的重要机遇，将为制造业智能化转型创造条件。在技术和需求驱动下，制造业将从自动化信息化向自动化3.0阶段迈向智能化4.0阶段：制造能力正在从基于经验和规则的自动化制造向数据、生产驱动的智能生产转变方式正在从集中式制造向网络化协同组织转变，商业模式从同步定性产品销售转变为个性化定制服务，企业形态从传统金字塔向平台化协同生态转变，产业系统已从单线产业链价值链转变为智能产业网络链。

在此背景下，融合新一代网络技术、覆盖全系统、全价值链、全产业链、全生命周期的工业互联网应运而生。通过全面对接产业体系，推动信息技术与工业深度融合，带动产业发展。生产体系、资源组织方式、商业服务模式的变革充分支撑新工业革命的不断深入。

（二）发展：工业互联网是数字化转型、智能化升级的基础设施和使能系统。

工业互联网通过新型传感、通信网络和计算技术，将人、设备、生产和信息系统以及整个工业体系连接起来，汇集工业设备和产品、研发、生产和销售服务等全流程和产业等各种资产。来自整个价值链的数据，利用大数据和人工智能技术，结合行业知识和经验，实现建模分析和决策反馈，构建数据驱动的智能优化闭环，实现生产设备、生产线、车间、企业、产业链价值链上下游动态优化，推动制造体系向服务体系智能化转型。

总体而言，工业互联网不仅构成了工业数字化转型的基础设施，而且带动了新的应用模式和工业生态的形成。它是数字化转型的路径和基石。工业互联网的核心功能主要包括以下部分：

工业互联网通过新型网络连接，连接全产业链、全价值链。以5G、TSN、工业PON等为代表的有线和无线网络连接着工业环境中的人员、生产设备、软件系统等各个环节和要素，让数据在各个环节和要素之间自由流动。从企业层面来说，企业管理层可以通过终端设备快速了解特定设备的运行状态、仓储状态等信息。从产品价值链的角度，产品设计者可以通过平台实时了解用户使用习惯和产品原材料市场价格走势，实现不同业务部门之间的信息互通。

工业互联网通过标识解析系统建立全要素编码认证和数字映射。数据采集并通过网络传输后，需要建立数据、模型等虚拟资产与设备、产品等实物资产之间的连接，提高资产管理水平。这时就需要给实物资产分配一个唯一的编码，通过对唯一编码的分析识别，就可以查询到该实物资产对应的虚拟信息。如果为压缩机分配了识别码，则它充当压缩机的“身份证”。通过扫描“身份证”，可查询压缩机的工艺参数、运行状态、维护档案等信息。

工业互联网通过平台实现数据集成分析、模型构建管理和创新应用。来自设备和软件的海量工业数据汇聚到平台后，需要通过云计算、大数据等技术对数据进行分析，发现数据背后的规律，然后通过工业APP开展各种工业服务，只是像我们的网购、出行、就餐过程中都会产生购物习惯、用户体验、出行路线等各种数据。互联网平台收集并分析这些数据，基于移动平台上部署的各种移动应用程序提供购物推荐和旅行路线规划。餐厅预订等服务。

工业互联网通过全面的安全防护，保障工业系统的可靠运行。随着工业系统数字化水平越来越高，IT与OT的融合越来越深入，产生的数据越来越多，工业生产将面临更多的安全问题。建立工业互联网安全体系显得尤为重要。要制定包括设备安全、控制安全、网络安全、应用安全和数据安全等威胁防护、监控、感知和处理恢复能力，全面解决开放创新带来的安全风险。

（三）体系：工业互联网顶层设计引领工业数字化实践协同推进

可见，工业互联网体系庞大、涉及领域广泛、技术集成度高。如果没有相对统一的认识和顶层设计，各界对工业互联网认识的差异将导致技术选择和标准化路线的差异化，从而大大增加互操作性。部署难度和成本。为推动行业形成认知共识，为工业互联网的实践提供基础，需要进行工业互联网的顶层设计。

为此，在政策层面，国家相继出台了多项相关战略政策文件，形成了以《关于深化“互联网+先进制造”发展工业互联网的指导意见》和《工业互联网发展指导意见》为基础的顶层设计。工业互联网创新发展》