2023工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實踐

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實踐

1.第一章概述

2.第二章L業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù)

3.第三章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)

4.第四章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)

5.第五章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與CPS、智能制造的關(guān)系

6.第六章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用解決方案

7.第七章國內(nèi)外主流工'業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺分析

8.第八章航天云網(wǎng)

9.第九章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例

10.第十章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)展望

II.參考文獻

12.幽

第一章概述

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與影響

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與特征

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實踐是全球范圍內(nèi)正在進行的人與機器、機器與機器連接的新一輪技術(shù)

革命。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在美、德、中三大主要制造業(yè)國家依據(jù)各自產(chǎn)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢沿著不同

的演進路徑迅速擴散。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實踐則以全面互(物)聯(lián)與定制化為共性特點形成制造

范式，深刻影響著研發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)等各個環(huán)節(jié)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵口漸豐富，傳感器互

聯(lián)(物聯(lián))與綜合集成、虛擬化技術(shù)、大規(guī)模海量數(shù)據(jù)挖掘預(yù)測等信息技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)出更

為多樣的工業(yè)系統(tǒng)智能化特征?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)與管理創(chuàng)新所集聚形成的產(chǎn)業(yè)生態(tài)

將構(gòu)建新型的生產(chǎn)組織方式，也將改變產(chǎn)品的技術(shù)品質(zhì)和生產(chǎn)效率，進而從根本上顛覆制

造業(yè)的發(fā)展模式和進程。

1.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與影響

1.1.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的誕生

2012年以來，美國政府將重塑先進制造業(yè)核心競爭力上升為國家戰(zhàn)略。美國政府、企業(yè)及

相關(guān)組織發(fā)布了《先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》、《高端制造業(yè)合作伙伴計劃》

(AdvancedManufacturingPartnership,AMP)等一系列綱領(lǐng)性政策文件，旨在推動建立

本土創(chuàng)新機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，借助新型信息技術(shù)和自動化技術(shù)，促進及增強本國企業(yè)研發(fā)活動和制

造技術(shù)方面的創(chuàng)新與升級。在此背景下，深耕美國高端制造業(yè)多年的美國通用電氣公司

(GeneralElectricCompany,GE)提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),'的新概念。GE公司將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

視為物聯(lián)網(wǎng)之上的全球性行業(yè)開放式應(yīng)用，是優(yōu)化工業(yè)設(shè)施和機器的運行和維護，提升資

產(chǎn)運營績效、實現(xiàn)降低成本目標(biāo)的重要資產(chǎn)。［1］

透過技術(shù)看本質(zhì)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅連接人、數(shù)據(jù)、智能資產(chǎn)和設(shè)備，而且融合了遠程控制

和大數(shù)據(jù)分析等模型算法，同時建立針對傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備制造業(yè)提供增值服務(wù)的完整體系，

有著應(yīng)用工業(yè)大數(shù)據(jù)改善運營成本、運營回報等清晰的業(yè)務(wù)邏輯。應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的企

.業(yè)，正在開始新一輪的工業(yè)革命。［2,3］縱觀裝備制造行業(yè)，建立工業(yè)知識儲備和軟件分

析能力已經(jīng)成為核心技術(shù)路徑，提供分析和預(yù)測服務(wù)獲得新業(yè)務(wù)市場則是戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的新模

式。

1.1.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)源自GE航空發(fā)動機預(yù)測性維護模式。在美國政府及企業(yè)的推動下，GE為航

空、醫(yī)療，生物制藥、半導(dǎo)體芯片、材料等先進制造領(lǐng)域演繹了提高制造業(yè)效率、資產(chǎn)和

運營優(yōu)化的各種典型范例。其中的基礎(chǔ)支撐和動力，正是GE整合AT&T、思科、IBM、

英特爾等信息龍頭企業(yè)資源，聯(lián)手組建了帶有鮮明“跨界融合”特色的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，隨

后吸引了全球制造、通信、軟件等行業(yè)159家骨干企業(yè)加入。這些企業(yè)資源覆蓋了電信服

務(wù)、通信設(shè)備、工業(yè)制造、數(shù)據(jù)分析和芯片技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品和服務(wù)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟利用新一代信息通信技術(shù)的通用標(biāo)準(zhǔn)激活傳統(tǒng)工業(yè)過程，突破了GE一家

公司的業(yè)務(wù)局限，內(nèi)涵拓寬至整個工業(yè)領(lǐng)域。

GE已經(jīng)推出了24種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案，包括石油、天然氣平臺的監(jiān)控和醫(yī)療等。該方

案目前已上升到美國的國家戰(zhàn)略層面，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院牽頭組織產(chǎn)業(yè)界制定工

業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。

2013年4月，德國在漢諾威工業(yè)博覽會上發(fā)布《實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略建議書》，正式將工業(yè)

4.0作為強化國家優(yōu)勢的戰(zhàn)略選擇。作為支撐《德國2020高科技戰(zhàn)略》實施的組織保障，

由德國政府統(tǒng)一支持、西門子公司牽頭成立協(xié)同創(chuàng)新體系，并由德國電氣電子和信息技術(shù)

協(xié)會發(fā)布了工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化路線圖。德國在傳統(tǒng)制造業(yè)方面優(yōu)勢明顯，包括控制系統(tǒng)、設(shè)

備制造以及嵌入式控制設(shè)備制造等領(lǐng)域，而在信息技術(shù)方面對比美國并不突出。許多德國

企業(yè)在全球享有較高的知名度。例如西門子、奔馳、寶馬以及博世等大型企業(yè)，因具有領(lǐng)

先的技術(shù)和研發(fā)能力而廣為人知；此外每個行業(yè)中都存在一些優(yōu)秀的中小型企業(yè)，擁有獨

特的技術(shù)和優(yōu)秀人才。

2015年，中國政府工作報告提出“互聯(lián)網(wǎng)+”和《中國制造2025》戰(zhàn)略，進一步豐富了工業(yè)

互聯(lián)網(wǎng)的概念。工信部在對《中國制造2025》戰(zhàn)略實施的闡述中指出，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一

輪工業(yè)革命和產(chǎn)業(yè)變革的重點發(fā)展行'也，其應(yīng)用及發(fā)展可以從智能制造以及將互聯(lián)網(wǎng)引入

企業(yè)、行業(yè)中這兩個方面切入，最終達到融合發(fā)展。

作為當(dāng)今世界上制造業(yè)三大主體的中、美、德，幾乎在相同時間提出的三大戰(zhàn)略，無論在

具體做法和關(guān)注點上有何區(qū)別，其整體目標(biāo)是一致的，都是在平臺上將人、機器、設(shè)備信

息進行有效的結(jié)合，并且通過工業(yè)生產(chǎn)力和信息生產(chǎn)力的融合，最終創(chuàng)造新的生產(chǎn)力，推

進工業(yè)革命發(fā)展進程。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0平臺互聯(lián)互補、相互增強。工業(yè)4.0重在構(gòu)造

面向下一代制造價值鏈的詳細模型；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的跨領(lǐng)域與互操作性。

它們的終極目標(biāo)都是要增強互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟時代企業(yè)、行業(yè)乃至國家的競爭力。

中國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與中國經(jīng)濟社會發(fā)展現(xiàn)狀結(jié)合，呈現(xiàn)出自身特有的戰(zhàn)略重點。我國

的業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”就是“互聯(lián)網(wǎng)業(yè)”，具內(nèi)涵不僅包含利用工業(yè)設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)實

現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化（德國工業(yè)4.0描述的智能工廠），還包括利用互

聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與工業(yè)融合創(chuàng)新，搭建網(wǎng)絡(luò)云平臺，構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，實現(xiàn)產(chǎn)品的個性化定

制。因此，我國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵更為豐富，通過重塑生產(chǎn)過程和價值體系，推動制造業(yè)

的服務(wù)化發(fā)展。

1.1.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的影響

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)利用新一代信息技術(shù)，滿足制造業(yè)發(fā)展亟須提升效率、優(yōu)化資產(chǎn)和運營的迫切

需求，促進全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的資源整合與優(yōu)化，形成新型業(yè)務(wù)模式，改變工業(yè)的生產(chǎn)

模式，為產(chǎn)品設(shè)計、制造、管理等方面提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)輔助服務(wù)。

例如，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)可以更好地了解到用戶的使用習(xí)慣以及產(chǎn)品偏好等，幫助企

業(yè)更好地了解用戶需求，不僅有利于企業(yè)對產(chǎn)品進行設(shè)計改型，而且企業(yè)還能根據(jù)用戶的

興趣和喜好推送相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)，實現(xiàn)精準(zhǔn)營銷。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的影響將滲透到制造業(yè)的各維度，概括起來有交互智能化、產(chǎn)品個性化、制造

服務(wù)化、組織分散化、網(wǎng)絡(luò)生態(tài)化五個方面。[4]

（1）交互智能化。

信息智能化交互技術(shù)，將成為未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要模式。智能交互帶來產(chǎn)品和制造

過程的智能化變革。智能平臺以數(shù)據(jù)為核心，采用數(shù)據(jù)流、軟件、硬件不同層級的智能交

互技術(shù)。在設(shè)備層，應(yīng)用智能設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)采集數(shù)據(jù)，并將分析后的反饋數(shù)據(jù)存儲于設(shè)備

中。在軟件層采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，開展海量數(shù)據(jù)挖掘，將生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)進行可視化處理

和決策判斷。企業(yè)可通過建設(shè)專用數(shù)據(jù)中心，形成對生產(chǎn)過程管理軟件的數(shù)據(jù)支持，達到

對底層設(shè)備資源的優(yōu)化使用；產(chǎn)業(yè)體系可基于數(shù)據(jù)分析與趨勢預(yù)測，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供

實時的決策依據(jù)。在人、數(shù)據(jù)、設(shè)備和軟件之間，采用智能辦網(wǎng)技術(shù)，跨時空整合不同專

業(yè)背景的人員，讓更多利益相關(guān)人參與到生產(chǎn)與管理過程中。智能化交互產(chǎn)品基于軟件控

制、嵌入式硬件技術(shù)，可實現(xiàn)對產(chǎn)品功能開啟、關(guān)閉、操作過程的智能化、遠程化管控。

（2）產(chǎn)品個性化。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，用戶對產(chǎn)品的需求呈現(xiàn)出多樣化的特征，并且在不斷地發(fā)展變化，這使

得創(chuàng)新的作用主要體現(xiàn)在客戶共創(chuàng)和快速迭代兩個方面。

通過采集工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)備和裝備信息，企業(yè)可以分析產(chǎn)品的運行狀況、客戶的使用習(xí)慣以

及故障出現(xiàn)的頻次和地點等，通過深入分析數(shù)據(jù)，企業(yè)能夠從中了解和掌握客戶的潛在需

求，有助于企業(yè)對產(chǎn)品的設(shè)計改型。在互聯(lián)網(wǎng)時代，與客戶共創(chuàng)的重點領(lǐng)域是大數(shù)據(jù)和智

能控制。客戶共創(chuàng)和客戶使用的結(jié)果是智能設(shè)備本身的升級和進一步的功能提升，這同時

也依賴于企業(yè)對整個過程的深入了解。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，初創(chuàng)企業(yè)更看重快速迭代，然而，大企業(yè)卻要避免自身創(chuàng)新力不足的

問題。例如，大企業(yè)在看準(zhǔn)一個市場機會后，經(jīng)過一段調(diào)研、論證、研發(fā)和推出的漫長周

期，最后卻可能與市場機會失之交臂。

快速迭代的概念其實來源于萊斯所著的《精益創(chuàng)業(yè)》，該書中表明了新產(chǎn)品開發(fā)理念其實

與軟件企業(yè)開發(fā)產(chǎn)品的方式大同小異，都是將一個基本的功能推向市場，然后基于用戶的

使用反饋不斷對產(chǎn)品進行更新迭代。

過去，成熟的家電企業(yè)制造一臺冰箱的過程周期長達3?5年，前期要先經(jīng)過用戶需求的調(diào)

研、需求報告的編寫，研發(fā)部門開發(fā)產(chǎn)品，最后推向市場。通過精益創(chuàng)業(yè)的方法快速迭

代，不僅可以將整個周期縮短至6個月，而且更能精確找準(zhǔn)客戶的定位，掌握客戶的需

（3）制造服務(wù)化。

由于市場上競爭愈發(fā)激烈和同質(zhì)化的出現(xiàn)，客戶的需求已經(jīng)不能僅僅靠產(chǎn)品本身來滿足，

更重要的是通過產(chǎn)品的最終價值來吸引客戶。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和軟件技術(shù)的介入，可以形成原

有產(chǎn)品的增值服務(wù)價值，在工業(yè)產(chǎn)品制造過程的全生會周期中，幫助客戶在他們創(chuàng)造價值

的全過程進行優(yōu)化，并創(chuàng)造新的商業(yè)價值。因此，企業(yè)創(chuàng)造競爭優(yōu)勢和差異化的價值主張

具有多重選擇主要是由于交付結(jié)果的復(fù)雜性和多樣性。最終，企業(yè)的贏利模式將不再是依

靠設(shè)備和產(chǎn)品，而是服務(wù)，企業(yè)出售的產(chǎn)品和設(shè)備也將被服務(wù)所替代。

所有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的設(shè)計，開始可能是軟件加設(shè)備和硬件的組合，而最終將歸結(jié)到以服

務(wù)的方式交付出去。產(chǎn)品和軟件的服務(wù)交付，是未來的大勢所趨，任何一個企業(yè)在設(shè)計和

思考工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新型商業(yè)模式的時候，必須將服務(wù)創(chuàng)新納入其中。

（4）組織分散化。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，帶有強烈的分散化和個體化行動特征的創(chuàng)客方式興起，使傳統(tǒng)工作和

協(xié)同的方式發(fā)生了革命性變化。生產(chǎn)方式由大規(guī)模集中生產(chǎn)轉(zhuǎn)向分布式生產(chǎn)，中小企業(yè)獲

得廣闊的發(fā)展空間，個體制造正在借助互聯(lián)網(wǎng)崛起。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)積累了以往無法匹敵的產(chǎn)

業(yè)供應(yīng)鏈，開源硬件正在逐步形成，在質(zhì)量控制和成本把控上也積累了很多經(jīng)驗。

（5）網(wǎng)絡(luò)生態(tài)化。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的搭建和資源的匯聚，形成面向不同行業(yè)的產(chǎn)業(yè)整合、面向不同

企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈整合、跨越時空地域的產(chǎn)業(yè)布局、跨越行業(yè)的融合創(chuàng)新，最終實現(xiàn)社會資源

的高效利用。網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展更依賴于雄厚的設(shè)計和開發(fā)資源，這些資源以適合的生

態(tài)結(jié)構(gòu)，分布在互聯(lián)網(wǎng)上。未來這些資源分布在行業(yè)云端，就可以為其他設(shè)計者共享，設(shè)

計者可以根據(jù)不同的產(chǎn)品、開源的模型對其進行改造然后創(chuàng)造新的產(chǎn)品。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)筑的生態(tài)圈中，客戶可以利用平臺網(wǎng)絡(luò)與工廠直接相連，生產(chǎn)出擁有自己

個性化色彩的產(chǎn)品。定制產(chǎn)品具有的小型客戶可以帶來更高的利潤，而競爭程度也隨之減

弱，這個市場就是長尾市場。創(chuàng)客式的生產(chǎn)方式，正在解構(gòu)原有的生產(chǎn)體系，客戶的需求

可以得到高效的匹配。

1.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與特征

1.2.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的準(zhǔn)確定義眾說紛紜，本書試圖從多個層面剖析和探討工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵。正

如從字面的理解一樣，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵核心在于“工業(yè)”和“互聯(lián)網(wǎng)”。“工業(yè)''是基本對

象，是指通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)互通與共享協(xié)同的工業(yè)全生命周期活動中所涉及的各類

人/機/物/信息/數(shù)據(jù)資源與T'巾能力："互聯(lián)網(wǎng)''是關(guān)鍵手段,是綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、信息通

信、云計算、大數(shù)據(jù)等互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)推動各類工業(yè)資源與能力的開放接入，進而支撐由

此而衍生的新型制造模式與產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

更進一步地，正如筆者主要參與并發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本1.0）》［5］所描述

的一樣，可以從構(gòu)成要素、核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用三個層面去認識它的內(nèi)涵。

第一，從構(gòu)成要素角度看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是機器、數(shù)據(jù)和人的融合。工業(yè)生產(chǎn)中，各種機

器、設(shè)備組和設(shè)施通過傳感器、嵌入式控制器和應(yīng)用系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)建形成基于“云

—網(wǎng)—端，，的新型復(fù)雜體系架構(gòu)。隨著生產(chǎn)的推進，數(shù)據(jù)在體系架構(gòu)內(nèi)源源不斷地產(chǎn)生和

流動，通過采集、傳輸和分析處理，實現(xiàn)向信息資產(chǎn)的轉(zhuǎn)換和商業(yè)化應(yīng)用。人既包括企業(yè)

內(nèi)部的技術(shù)，人、領(lǐng)導(dǎo)者和遠程協(xié)同的研究人員等，也包括企業(yè)之外的消費者，人員彼此

間建立網(wǎng)絡(luò)連接并頻繁交互，完成設(shè)計、操作、維護以及高質(zhì)量的服務(wù)。

第二，從核心技術(shù)角度看，貫徹工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)始終的是大數(shù)據(jù)。從原始的雜亂無章到最有價

值的決策信息，經(jīng)歷了產(chǎn)生、收集、傳輸、分析、整合、管理、決策等階段，需要集成應(yīng)

用各類技術(shù)和各類軟硬件，完成感知識別、遠近距離通信、數(shù)據(jù)挖掘、分布式處理、智能

算法、系統(tǒng)集成、平臺應(yīng)用等連續(xù)性任務(wù)。簡而言之，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值的

技術(shù)集成。

第三，從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用角度看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建了龐大復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)制造生態(tài)系統(tǒng)，為企業(yè)提供

了全面的感知、移動的應(yīng)用、云端的資源和大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)各類制造要素和資源的信息

交互和數(shù)據(jù)集成，釋放數(shù)據(jù)價值。這有效驅(qū)動了企業(yè)在技術(shù)研發(fā)、開發(fā)制造、組織管理、

生產(chǎn)經(jīng)營等方面開展全向度創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)間的融合與產(chǎn)業(yè)生態(tài)的協(xié)同發(fā)展。這個生態(tài)系

統(tǒng)為企業(yè)發(fā)展智能制造構(gòu)筑了先進的組織形態(tài)，為社會化大協(xié)作生產(chǎn)搭建了深度互聯(lián)的信

息網(wǎng)絡(luò)，為其他行業(yè)智慧應(yīng)用提供了可以支撐多類信息服務(wù)的基礎(chǔ)平臺。

1.2.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的特征

1.2.2.1基于互聯(lián)互通的綜合集成

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的第一個特征是基于互聯(lián)互通的綜合集成。

互聯(lián)互通包括人與人（比如消費者與設(shè)計師）、人與設(shè)備（比如移動互聯(lián)操控）、設(shè)備與

設(shè)備（資源共享）、設(shè)備與產(chǎn)品（智能制造）、產(chǎn)品與用戶（動態(tài)跟蹤需求）、用戶與廠

家（定制服務(wù)）、用戶與用戶（信息共享）、廠家與廠家（制造能力協(xié)同），以及虛擬與

現(xiàn)實（線上線下）的互聯(lián)等，簡單說就是把傳統(tǒng)資源變成“數(shù)字化”資源。在此基礎(chǔ)上通過

傳統(tǒng)的縱向集成、現(xiàn)代的橫向集成，以及互聯(lián)網(wǎng)特色的端到端的集成等方式實現(xiàn)綜合集

成，打破資源壁壘，使這些"數(shù)字化''的資源高效地流動運轉(zhuǎn)起來。⑹

對于制造業(yè)而言，上述過程的實現(xiàn)需要基于“數(shù)字化”資源構(gòu)建一個復(fù)雜的研發(fā)鏈、生產(chǎn)

鏈、供應(yīng)鏈、服務(wù)鏈，以及保證這些鏈條順暢運轉(zhuǎn)的社會化網(wǎng)絡(luò)大平臺。|7]

波音787有600多萬個零部件，由幾百個一級供應(yīng)商負責(zé)研發(fā)和制造，一級供應(yīng)商又按照統(tǒng)

?規(guī)則分別管理各自的供應(yīng)商，涉及全球千萬以上的供應(yīng)商。這些供應(yīng)商旗下的6000多名

物流管理工程師24小時不間斷地運轉(zhuǎn)、管理著整個供應(yīng)鏈，若干套類似的專業(yè)性工程師隊

伍在一個統(tǒng)一的信息平臺上協(xié)同工作，最終成就了波音787飛機。[8]

1.2.2.2海量工業(yè)數(shù)據(jù)的挖掘與運用

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的第二個特征是海量工業(yè)數(shù)據(jù)的挖掘與運用。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，企業(yè)的競爭力已經(jīng)不再是單純的設(shè)備技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)。通過傳感器收集

數(shù)據(jù)，進而將經(jīng)過分析后的數(shù)據(jù)反饋到原有的設(shè)備并進行更好的管理，甚至創(chuàng)造新的商業(yè)

模式，將成為企業(yè)新的核心能力。例如，特斯拉公司就是基于軟件和傳感器、利用數(shù)據(jù)分

析技術(shù)改造原有電池技術(shù)的移動互聯(lián)網(wǎng)公司。

目前，傳統(tǒng)企業(yè)既要從原有的運營效率中挖掘潛力，更重要的是要站在數(shù)據(jù)分析和整合的

更高層面去創(chuàng)造新的商業(yè)模式?？缃绲母偁帉κ钟锌赡軘y數(shù)據(jù)分析和大數(shù)據(jù)應(yīng)用的利器顛

覆原有的產(chǎn)業(yè)格局。數(shù)據(jù)資產(chǎn)的重要程度不僅不亞于原有的設(shè)備和生產(chǎn)資料為基礎(chǔ)的資

產(chǎn)，其作用和意義更具有戰(zhàn)略性，以數(shù)據(jù)資產(chǎn)和大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)會成為每一個工業(yè)互

聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的核心。[9]

1.2.2.3商業(yè)模式和管理的廣義創(chuàng)新

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的第三個特征是廣義的創(chuàng)新，即商業(yè)模式和管理的創(chuàng)新。

傳統(tǒng)企業(yè)的企業(yè)家們最關(guān)注的是財務(wù)績效或投資收益率，怎樣使得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在短期

內(nèi)為企業(yè)產(chǎn)生直接可量化的效益，是他們采用這種新技術(shù)的主要動力，也是讓更多人接受

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)必須實施的關(guān)鍵步驟。在此基礎(chǔ)上，企業(yè)會逐步考慮用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來重塑

原有的商業(yè)模式，甚至進一步創(chuàng)造新的商業(yè)模式，來顛覆原有的市場格局。|10］這種情況

使得更多通過跨界的方式進入到原有行業(yè)的顛覆者出現(xiàn)。舉例來說，無人駕駛汽車的出

現(xiàn)，以及和電動車結(jié)合出現(xiàn)的新的模式創(chuàng)新，有可能會使汽車行業(yè)最終演變成一個徹底的

服務(wù)行業(yè)，而非如今的制造業(yè)。商'業(yè)模式的創(chuàng)新有其自身的演進路徑，除了賦予產(chǎn)品新的

功能、創(chuàng)造新的模式之外，在整個價值鏈上也會產(chǎn)生巨大的裂變，甚至產(chǎn)生平臺級、系統(tǒng)

級的顛覆。

1.2.2.4制造業(yè)態(tài)更新和新生態(tài)形成

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的第四個特征是支撐制造業(yè)態(tài)更新和新生態(tài)形成。

當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)不是一個行業(yè)，而是一個時代，“互聯(lián)網(wǎng)+一切”(AllinInternet),或者

“一切+互聯(lián)網(wǎng)”(AllonInternet)是時代大潮，誰也逃不掉。各種因素的綜合作用，使業(yè)

態(tài)的更新成為必然，使新生態(tài)的形成成為可能?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)對于資源“數(shù)字藩籬”的破

除，使得共享經(jīng)濟新生態(tài)逐漸形成。對于制造業(yè)企業(yè)而言，以生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、科技服務(wù)業(yè)

等為典型的制造業(yè)服務(wù)化已經(jīng)成為'隊?wèi)B(tài)更新的重要方向。越來越多的制造企業(yè)已經(jīng)從傳統(tǒng)

的制造“產(chǎn)品”轉(zhuǎn)型為提供“產(chǎn)品+服務(wù)”，如沈陽機床的i5云制造系統(tǒng)，將傳統(tǒng)機床產(chǎn)品銷

售轉(zhuǎn)型為基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的按時租用機床加工服務(wù)的全新業(yè)態(tài)，并進一步吸引生產(chǎn)線物流

服務(wù)商、機床維修服務(wù)提供商等生態(tài)伙伴，形成更有活力的生產(chǎn)性服務(wù)生態(tài)。

1.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

1.3.1主要國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)引起了美國、德國、中國等制造業(yè)大國在國家戰(zhàn)略層面的高度重

視。各國普遍以產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟方式快速推動木國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)的發(fā)展〃以

美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟、德國工業(yè)4.0平臺、中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等為代表的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

組織在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面迅速推進。主要進展情況如下。

1.3.1.1美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)

GE公司聯(lián)合另外四家IT巨頭組建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IndustrialInternetConsortium,

IIC),將這一概念大力推廣開來。HC成立于2014年3月，由GE聯(lián)合AT&T、思科、IBM

和英特爾發(fā)起。HC致力于構(gòu)建涵蓋工業(yè)界、信息與通信技術(shù)(Informationand

CommunicationsTechnology,ICT)界和其他相關(guān)方的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推動傳感、連接、大數(shù)

據(jù)分析等在工業(yè)領(lǐng)域的深度應(yīng)用，協(xié)同其他機構(gòu)尤其是標(biāo)準(zhǔn)組織解決標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等問題。截

至2015年底，HC已經(jīng)發(fā)展了200多名成員，成員分布于29個國家和地區(qū)。

美國IIC以參考架構(gòu)、測試床、應(yīng)用案例為工作抓手，從企業(yè)案例階段向產(chǎn)業(yè)推廣階段快

速推進，強化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在大型工業(yè)企業(yè)中開展廣泛應(yīng)用，同時建立面向行業(yè)的測試床，

以此為基礎(chǔ)向全球范圍開展產(chǎn)業(yè)輻射與標(biāo)準(zhǔn)推廣。

(1)整體實施方面。在國家工業(yè)制造戰(zhàn)略框架下，由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院

(NIST)牽頭，產(chǎn)業(yè)界參與，共同制定以數(shù)據(jù)共通為核心的標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建包括機器、產(chǎn)

品、系統(tǒng)4人在內(nèi)的工業(yè)互聯(lián)體系，實現(xiàn)美國先進制造戰(zhàn)略。

(2)資金支持方面。2013年開展“先進制造技術(shù)支撐專項”(AMTech),先后投入900萬

美元支撐了19個標(biāo)準(zhǔn)化項巨的研發(fā)推進。以2014—2015年3月支撐美國國家國防制造與加

工中心(NCDMM)的項目為例，其內(nèi)容是建立開放式的機器互操作標(biāo)準(zhǔn)，簡化機器、裝

置和軟件應(yīng)用的接口。

(3)具體推進組織方面。以美國HC為代表的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟代表整合主要企業(yè)的需

求，圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展展開一系列研究。參考架構(gòu)、測試床、應(yīng)用案例是IIC關(guān)鍵工作抓手。

IIC正以參考架構(gòu)為牽引，通過企業(yè)自主設(shè)立的應(yīng)用案例組織垂直領(lǐng)域的應(yīng)用研究，支持

測試床的設(shè)立來提供檢驗支撐，并借力其他標(biāo)準(zhǔn)組織的力量，加快推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的落地

進程。

?牽頭搭建并完善參考架構(gòu)，指引企業(yè)進行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實踐。HC發(fā)布了參考獎構(gòu)V1.0

版，其功能架構(gòu)涉及商業(yè)、運營、信息、應(yīng)用和控制五大功能范疇，以及系統(tǒng)安全、信息

安全、彈性、互操作性、連接性、數(shù)據(jù)管理、高級數(shù)據(jù)分析、智能控制、動態(tài)組合九大系

統(tǒng)特征。nc在功能架構(gòu)的基礎(chǔ)上，進一步建立了由邊緣層、平臺層和企業(yè)層組成的系統(tǒng)

架構(gòu)，確定了各層涵蓋的軟硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。目前，I1C正著力于完善和細化參考架構(gòu)，

涉及包括整體架構(gòu)、安全、分布數(shù)據(jù)管理、工業(yè)數(shù)據(jù)分析、連接性、互操作性等關(guān)鍵通用

技術(shù)領(lǐng)域。

?廣泛收集應(yīng)用案例，著重關(guān)注工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的需求和存在的問題。nc目前設(shè)立搜集了22個

應(yīng)用案例，涵蓋先進制造服務(wù)業(yè)、智能電網(wǎng)和安全等多個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，各案例的牽頭負責(zé)單

位有GE、英特爾和富士通這樣的國際巨頭，也有一些不那么知名的行業(yè)專業(yè)性企業(yè)。nc

正構(gòu)建垂直領(lǐng)域的應(yīng)用案例分類分析表，以便體系化地在參考架構(gòu)下進一步推進應(yīng)用。

?支持設(shè)立測試床，提供參考架構(gòu)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全方案的驗證支撐。目前已立項批準(zhǔn)了

十余個測試床項目，涵蓋高速網(wǎng)絡(luò)、半自動貨車運輸和自動駕駛、廠房設(shè)備和工具跟蹤、

預(yù)測性維護、生產(chǎn)質(zhì)量管理等；待審批項目一個，為針對柔性制造的時間敏感網(wǎng)絡(luò)

(TSN)；nc同時啟動了智能電網(wǎng)、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域的測試床項目。IIC正考慮在歐洲、

日本和中國設(shè)立分支機構(gòu)并推進測試床項目落地，以此來擴展聯(lián)盟的影響力。測試床安全

成為關(guān)注，HC要求測試床根據(jù)C2M2模型(信息安全能力和成熟度模型)進行安全性評

估，評估結(jié)果和改進效果將向安全工作組進行匯報。

?nc還積極推進與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的協(xié)作。IIC側(cè)重分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化需求，并將

這些需求通過聯(lián)絡(luò)函方式告知相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定。nc設(shè)有聯(lián)絡(luò)函工作

組，目前梳理了20多個關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化組織并逐步建立聯(lián)系，其己向電信、電工、互聯(lián)網(wǎng)、物

聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域多個標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)出聯(lián)絡(luò)函，如IEEE、W3C、IPSO、3GPP>ISO/IECJTCK

OSG、ITU、DIN等，通告工作進展，交換標(biāo)準(zhǔn)化信息。為推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研制標(biāo)準(zhǔn)以及

全球化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作，標(biāo)準(zhǔn)化需求將由I1C直接向組織進行反饋。

德國工業(yè)4.0平臺(PlalformIndustrie4.0)

“工業(yè)4.0”在德國政府發(fā)布的《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》中被列為十大未來項目之一。2013年4

月，漢諾威工業(yè)博覽會上正式提出了“工業(yè)4.0”計劃，并且獲得了德國科研機構(gòu)的大力支

持。弗勞恩霍夫協(xié)會以及西門子公司率先將這一概念應(yīng)用在其生產(chǎn)開發(fā)領(lǐng)域。德國“工業(yè)

40平臺”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式重點以西門子、博世、SAP等領(lǐng)先企業(yè)的“工業(yè)4.0”關(guān)鍵部件產(chǎn)品

與工業(yè)軟件系統(tǒng)為抓手，在全球大量輸出“工業(yè)4.0”核心產(chǎn)品與整體解決方案，同時高度

重視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推廣與合作，廣泛開展與美國、中國等國家的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對接與整合。

（1）整體實施方面?！侗Ｕ系聡圃鞓I(yè)的未來：關(guān)于實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的建議》報告提

出了八個領(lǐng)域的重點任務(wù)，包括：①建立標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)體系；②掌握復(fù)雜系統(tǒng)的管理技

術(shù)；③建設(shè)工業(yè)寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施；④確保生產(chǎn)安全與信息安全；⑤重新設(shè)計工作崗位與

內(nèi)容；⑥持續(xù)進行專業(yè)技能培訓(xùn)；⑦建立相應(yīng)的法規(guī)和監(jiān)管機制；⑧提高各類資源的運用

效率。

標(biāo)準(zhǔn)化被德國政府在“工業(yè)40,戰(zhàn)略的8項行動中的排在笫一位，表明要實現(xiàn)不同企業(yè)間的

網(wǎng)絡(luò)連接和集成就有必要開發(fā)出一套單一的共同標(biāo)準(zhǔn)，從而促進標(biāo)準(zhǔn)化和參考架構(gòu)。2013

年12月，《“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖》提出了12個需要制定標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)業(yè)，其中包括體系

架構(gòu)、用例、安全等交叉領(lǐng)域、技術(shù)和組織流程、產(chǎn)品研發(fā)、通信平臺等。2015年4月，

《工業(yè)4.0實施戰(zhàn)略》明確將有待標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)量聚焦到價值鏈標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)分

層標(biāo)準(zhǔn)等。

（2）資金支持方面。德國政府總共投資10億歐元為推進“工業(yè)4.0”的發(fā)展，促進工業(yè)領(lǐng)域

新一代技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，并且將“工業(yè)4.0”列為《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》的十大未來項目之

（3）具體推進組織方面。為推進“工業(yè)4.0”的發(fā)展，以及推動“工業(yè)4.0”參考體系和標(biāo)準(zhǔn)

化的制定，2015年3月，德國經(jīng)濟和能源部、德國教育和研究部聯(lián)手啟動了升級版工業(yè)40

平臺建設(shè)，并且設(shè)立平臺指導(dǎo)委員會和六大工作組。該平臺目前結(jié)合工業(yè)視角及現(xiàn)有標(biāo)

準(zhǔn)，基于“信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)“，分別從功能、價值鏈以及工業(yè)系統(tǒng)三個角度建立了參考體

系模型，重點打造以數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的工業(yè)智能化藍圖。

標(biāo)準(zhǔn)化的制定作為目前創(chuàng)新發(fā)展的助力器，主要由于“工業(yè)4.0”將會針對以系統(tǒng)為基礎(chǔ)的

生產(chǎn)活動，從而產(chǎn)生新的標(biāo)準(zhǔn)。因此，德國以及全球例如歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會

（CENELEC）＞德國電氣電工信息技術(shù)委員會（DKE）、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會（CEN）、

歐盟的歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ETSI）等的標(biāo)準(zhǔn)化工作組織，都表明會將“工業(yè)4.0”相關(guān)標(biāo)

準(zhǔn)化制定作為長期發(fā)展的工作。

中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AH）

《中國制造2025》是中國政府提出的第一個十年行動計劃，該戰(zhàn)略通過“三步走”最終實現(xiàn)

制造大國向制造強國的轉(zhuǎn)型。第一步，到2025年進入制造強國的行列；第二步，到2035年

中國制造業(yè)整體達到世界制造業(yè)的中等水平；第三步，到新中國成立100年時，國家綜合

實力達到國際領(lǐng)先水平。圍繞實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標(biāo)，明確了9項戰(zhàn)略任務(wù)和重點，提

出了8個方面的戰(zhàn)略支撐和保障。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)智能制造變革的關(guān)鍵共性基礎(chǔ)，在工

信部的大力支持和指導(dǎo)下，中國信息通信研究院聯(lián)合制造業(yè)、通信業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)等企業(yè)于

2016年2月1日共同發(fā)起成立中國“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AllianceofIndustrialInternet,

AID,現(xiàn)有會員單位206家，加快推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

（1）整體實施方面。2016年1月，工信部、國標(biāo)委共同發(fā)布了《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建

設(shè)指南（2015年版）》，其中從智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的總體要求、建設(shè)思路、建設(shè)內(nèi)容和組

織實施方式等方面提出了構(gòu)建智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的參考模型，同時闡述了智能制造標(biāo)準(zhǔn)體

系框架及主要建設(shè)內(nèi)容。

(2)資金支持方面。國家共投資110.8億元支持智能制造的發(fā)展，不僅啟動了智能制造專

項，同時通過93個重點項目的立項，大力支持綜合標(biāo)準(zhǔn)化試驗驗證和智能制造新模式的應(yīng)

用，其中智能制造專項綜合標(biāo)準(zhǔn)化試驗驗證項目43項，政府對標(biāo)準(zhǔn)化支持力度顯著。

(3)具體推進組織方面。中國信息通信研究院聯(lián)合制造業(yè)、通信業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)等企業(yè)，在

工業(yè)和信息化部的支持和指導(dǎo)下，于2016年2月I日共同發(fā)起成立中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)

盟，截至2017年2月，會員單位達到320家。為推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)熱點問題的研究、標(biāo)準(zhǔn)研

制、技術(shù)試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推廣等方面的工作，聯(lián)盟下設(shè)總體組、需求組、安全組、技術(shù)與

標(biāo)準(zhǔn)組、試驗平臺組、產(chǎn)業(yè)發(fā)展組、國際合作組共7個工作組，以及工業(yè)大數(shù)據(jù)、邊緣計

算、知識產(chǎn)權(quán)3個特設(shè)組。2017年2月，All主辦的全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)峰會上，正式發(fā)布了

《中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)年度技術(shù)白皮書(2016)》及《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系V1.0》o此外，為

推動我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作，我國正籌建美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟HC中國分部，并探索

與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟形成對接關(guān)系。

1.3.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展雛形剛剛開始顯現(xiàn)，隨著跨系統(tǒng)、跨企業(yè)互聯(lián)交互需

求的增加，對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化的需求也在不斷提升。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)主要指

制造體系中與數(shù)據(jù)采集、傳送、處理、反饋等相關(guān)的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，涉及制造環(huán)節(jié)中的信息系

統(tǒng)集成、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、工業(yè)云和限務(wù)、工'業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全等方面。

(1)信息系統(tǒng)集成。

國內(nèi)的工業(yè)系統(tǒng)集成集中了全球所有重要的集成廠商，高端市場幾乎被國外企業(yè)壟斷，國

內(nèi)集成企業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境相對惡劣，中低端市場競爭激烈。同時，由于系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)大

多為非標(biāo)準(zhǔn)化，可復(fù)制性較低，國內(nèi)企業(yè)大多面臨核心技術(shù)薄弱、應(yīng)用領(lǐng)域單一等問題，

因此現(xiàn)階段國內(nèi)集成商數(shù)量眾多但規(guī)模不大，?些關(guān)鍵芯片和核心軟件環(huán)節(jié)依賴國外產(chǎn)

口

(2)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)包含工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和工廠外部網(wǎng)絡(luò)。我國在工廠外部網(wǎng)絡(luò)相關(guān)產(chǎn)業(yè)方面已經(jīng)有較

好的基礎(chǔ)，在工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)方面，EPA、WIA-PA等自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)被納入網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)國際

標(biāo)準(zhǔn)，形成了較好的技術(shù)基礎(chǔ)。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中無線技術(shù)的應(yīng)用拓展，未來面向無線

化、IP化的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)將成為重點。此外，資源標(biāo)識和尋址技術(shù)是實現(xiàn)資源

管理、信息互通、設(shè)備設(shè)施互聯(lián)的基礎(chǔ)，需加強統(tǒng)籌考慮。

(3)工業(yè)云和服務(wù)。

我國云計算和數(shù)據(jù)服務(wù)領(lǐng)域已經(jīng)形成一定的基礎(chǔ)，出現(xiàn)了一批高水平的服務(wù)企業(yè)及自主研

發(fā)的云平臺解決方案，在大數(shù)據(jù)平臺服務(wù)器、NoSQL數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫等產(chǎn)品方面有所

積累。但是，工業(yè)云服務(wù)尚處于探索期，工業(yè)領(lǐng)域算法和模型、基于多種云架構(gòu)RjPaaS平

臺、以大數(shù)據(jù)分析功能為核心的開放云平臺等方面與國外差距巨大，因此在數(shù)據(jù)規(guī)范、云

平臺、云服務(wù)方面亟須標(biāo)準(zhǔn)化。

(4)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全。

目前業(yè)界對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的研究及產(chǎn)業(yè)支持還處于起步階段。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推進工業(yè)生產(chǎn)

過程將不斷靈活化、柔性化，企業(yè)、用戶、產(chǎn)品之間將高度協(xié)同、開放、共享，工業(yè)互聯(lián)

網(wǎng)安全邊界越發(fā)模糊、攻擊面不斷擴大，未來安全將向設(shè)備、數(shù)據(jù)、服務(wù)全方面滲透，成

為影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵要素之一，因此亟須從技術(shù)、管理、服務(wù)等多角度協(xié)同構(gòu)建

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全發(fā)展環(huán)境。

第二章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)模式

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為一種新的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價值鏈，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)融合了新一代信息技術(shù)和工業(yè)

系統(tǒng)，同時為工業(yè)智能化的發(fā)展提供了核心的綜合信息資源設(shè)施。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的誕生及發(fā)

展受到了全球各個主要國家政府的高度重視和相關(guān)產(chǎn)業(yè)界的積極探索與實踐。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)形成了一個具有復(fù)雜性和多樣性的全新生態(tài)系統(tǒng)，包含了信息技術(shù)領(lǐng)域以及工

業(yè)的各個過程和要素，是一項前瞻性以及全局性的系統(tǒng)工程。如上文中提到，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

作為一種融合了新一代信息技術(shù)和工業(yè)系統(tǒng)的全新的產(chǎn)業(yè)，為工業(yè)智能化的發(fā)展提供了核

心的綜合信息資源要素。

在信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的雙重推動下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系已基本形成包括總體技術(shù)

（體系架構(gòu)、模式體系、標(biāo)準(zhǔn)體系等）、基礎(chǔ)技術(shù)（物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)通信、云計算、工業(yè)大

數(shù)據(jù)、安全等）以及應(yīng)用技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造、智能制造、云制造等）等在內(nèi)內(nèi)系統(tǒng)化

工程技術(shù)體系。

從本章開始，本書將著手從技術(shù)維度闡述工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)，并將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)

基礎(chǔ)、應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài)為讀者漸次展開。

本章內(nèi)容參考引用了中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本

1.0）》［11］的內(nèi)容。作者作為產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事單位中國航天科工集團公司的代表，參與了該

報告主要內(nèi)容的編著工作。

2.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是融合工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)的系統(tǒng)工程，隨著近幾年的快速發(fā)展，已逐步形成

包括總體技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)等在內(nèi)的技術(shù)體系，如圖2-1所示。

工ik互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

工互聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù)0E5聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系

工1k互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)模式

工物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

業(yè)

互網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

聯(lián)

網(wǎng)

口ESK網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)云計算技術(shù)

技

術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)

體M

系

信息安全技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造技術(shù)

聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)智能制造技術(shù)

理M云制造技術(shù)

圖2-1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的總體技術(shù)主要是指對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為系統(tǒng)工程開展研發(fā)與實施過程中涉及的

整體性技術(shù)，包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)、各類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)體系、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用模式

等。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)包拈從工業(yè)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層面支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)搭建與應(yīng)用

實施的各類相關(guān)技術(shù)，包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、云計算技術(shù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)以

及信息安全技術(shù)，基本可從網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、安全三個維度劃分。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)包括基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開展智能億大制造的各類模式及應(yīng)用，從層次

上包括智能化先進制造、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造以及智慧化云端制造等。

2.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是基丁全面互聯(lián)而形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能，網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、安全是工業(yè)和互

聯(lián)網(wǎng)兩個視角的共性基礎(chǔ)和支撐。

從工業(yè)智能化發(fā)展的角度出發(fā)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、安全的三大優(yōu)化閉

環(huán)。一是面向機器設(shè)備運行優(yōu)化的閉環(huán)，其核心是基于對機器操作數(shù)據(jù)、生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)的

實時感知和邊緣計算，實現(xiàn)機器設(shè)備的動態(tài)優(yōu)化調(diào)整，構(gòu)建智能機器和柔性產(chǎn)線；二是面

向生產(chǎn)運營優(yōu)化的閉環(huán)，其核心是基于信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、制造執(zhí)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)、控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)

的集成處理和大數(shù)據(jù)建模分析，實現(xiàn)生產(chǎn)運營管理的動態(tài)優(yōu)化調(diào)整，形成各種場景下的智

能生產(chǎn)模式；三是面向企業(yè)協(xié)同、用戶交互與產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)化的閉環(huán)，其核心是基于供應(yīng)鏈

數(shù)據(jù)、用戶需求數(shù)據(jù)、產(chǎn)品服務(wù)數(shù)據(jù)的綜合集成與分析，實現(xiàn)企業(yè)資源組織和商業(yè)活動的

創(chuàng)新，形成網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、服務(wù)化延伸等新模式。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)如圖2-

2所示。

用戶（消費者/企業(yè)用戶）

圖2-2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)[12]

其中，“網(wǎng)絡(luò)”是工業(yè)系統(tǒng)互聯(lián)和工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸交換的支撐基礎(chǔ)，包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)體系、標(biāo)識

解析體系和應(yīng)用支撐體系，表現(xiàn)為通過泛在互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、健全適用的標(biāo)識解析體

系、集中通用的應(yīng)用支撐體系，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)在生產(chǎn)系統(tǒng)各單元之間、生產(chǎn)系統(tǒng)與商業(yè)系

統(tǒng)各主體之間的無縫傳遞，從而構(gòu)建新型的機器通信、設(shè)備有線與無線連接方式，支撐形

成實時感知、協(xié)同交互的生產(chǎn)模式。

“數(shù)據(jù)”是工業(yè)智能化的核心驅(qū)動，包括數(shù)據(jù)采集交換、集成處理、建模分析、決策優(yōu)化和

反饋控制等功能模塊，表現(xiàn)為通過海量數(shù)據(jù)的采集交換、異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成處理、機器數(shù)據(jù)

的邊緣計算、經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷墓袒?、基于云的大?shù)據(jù)計算分析，實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場狀況、協(xié)

作企業(yè)信息、市場用戶需求的精確計算和復(fù)雜分析，從而形成企業(yè)運營的管理決策以及機

器運轉(zhuǎn)的控制指令，驅(qū)動從機器設(shè)備、運營管理到商業(yè)活動的智能化和優(yōu)化。

“安全”是網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)在工業(yè)中應(yīng)用的安全保障，包括設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、控制安全、數(shù)

據(jù)安全、應(yīng)用安全和綜合安全管理，表現(xiàn)為通過涵蓋整個工業(yè)系統(tǒng)的安全管理體系，避免

網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和系統(tǒng)軟件受到內(nèi)部和外部攻擊，降低企業(yè)數(shù)據(jù)被未經(jīng)授權(quán)訪問的風(fēng)險，確保數(shù)

據(jù)傳輸與存儲的安全性，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)的全方位保護。

2.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系

依據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)各環(huán)節(jié)，綜合考慮安全及互聯(lián)需求，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框

架（如圖2-3所示），主要包括總體、基礎(chǔ)共性、應(yīng)用三大類標(biāo)準(zhǔn)，其中基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)包

括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識解析標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用支撐標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系

條破共性標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

標(biāo)識”折昧準(zhǔn)應(yīng)用支撐標(biāo)準(zhǔn)安全卜準(zhǔn)

數(shù)據(jù)柝準(zhǔn)

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圖2-3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系

2.3.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體標(biāo)準(zhǔn)體系

總體標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的總體性、通用性、指導(dǎo)性、指南性標(biāo)準(zhǔn)，包括術(shù)語、需

求、體系架構(gòu)、測試評估、管理、導(dǎo)則等標(biāo)準(zhǔn)。其中：

（1）術(shù)語定義標(biāo)準(zhǔn)用于統(tǒng)一工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要概念認識，為其他工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的

術(shù)語用法提供依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)主要涉及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域下的場景、技術(shù)、業(yè)務(wù)等主要概念分類

和匯總、新概念定義、舊術(shù)語完善、相近概念之間關(guān)系等。

（2）通用需求標(biāo)準(zhǔn)主要給出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在流程工業(yè)、離散工業(yè)、產(chǎn)品服務(wù)化方面的典型

應(yīng)用場景，以及滿足這些應(yīng)用場景的能力型需求，包括功能、安全、性能、可靠性、管理

等需求。

（3）體系架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)用以統(tǒng)一工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的對象、邊界、各部分的層級關(guān)系和內(nèi)在

聯(lián)系。規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通用分層模型、總體架構(gòu)、主要功能實體、接口要求以及工業(yè)互聯(lián)

網(wǎng)共性能力要求。

（4）測試評估標(biāo)準(zhǔn)包拈評估指標(biāo)體系和認證評估方法，用于規(guī)定針對不同智能化對象的

評估方法及評估指標(biāo)。

（5）管理標(biāo)準(zhǔn)包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)及運行中所涉及的相關(guān)管理標(biāo)準(zhǔn)，包括平臺運行管

理、服務(wù)管理、業(yè)務(wù)管理等方面的標(biāo)準(zhǔn)。

（6）導(dǎo)則主要對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和運行相關(guān)工作的實施給出指導(dǎo)，如設(shè)備/產(chǎn)品智能

化，規(guī)范設(shè)備的智能化改造標(biāo)準(zhǔn)及如何實施。

2.3.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)體系

(1)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備及組網(wǎng)，包括整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、設(shè)

備/產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)、工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、工廠外部網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)資源管理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、互聯(lián)互通等標(biāo)

準(zhǔn)。其中：

?整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)主要包括企業(yè)內(nèi)部不同層級網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，以及企業(yè)與設(shè)計/供應(yīng)鏈/制造/

服務(wù)/消費協(xié)作模式下的互聯(lián)互操作技術(shù)等工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；體現(xiàn)企業(yè)互聯(lián)、業(yè)務(wù)互聯(lián)、

產(chǎn)業(yè)互聯(lián)的工廠外網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。

?設(shè)備/產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要定義設(shè)備/產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)所涉及的功能、接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)交

換、時鐘同步等要求。

,工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)主要包括保障機器之間、機器與控制系統(tǒng)之間、企業(yè)上下游之間的低

時延、高可靠連接與智能交互的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；釬對現(xiàn)場設(shè)備級、車間監(jiān)測級及工廠

管理級的不同需求的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；針對工業(yè)現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)布纜的工

.業(yè)有線通信標(biāo)準(zhǔn)。

?工廠外部網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)主要包括工廠外部網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、工業(yè)VPN等標(biāo)準(zhǔn)。

?網(wǎng)絡(luò)資源管理標(biāo)準(zhǔn)主要包括在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的IPv6標(biāo)準(zhǔn)、適用于工業(yè)環(huán)境的無線頻

譜規(guī)劃的頻譜標(biāo)準(zhǔn)。

?網(wǎng)絡(luò)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)主要包括工業(yè)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)交換機、芯片及通信模塊等標(biāo)準(zhǔn)。

?互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范跨不同管理域互通時涉及的標(biāo)準(zhǔn)，包括互聯(lián)互通架構(gòu)、互聯(lián)互通

設(shè)備及互聯(lián)互通管理所涉及的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

(2)標(biāo)識解析標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)識解析標(biāo)準(zhǔn)主要包括整體架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、編碼與存儲標(biāo)準(zhǔn)、采集與處理標(biāo)準(zhǔn)、解析標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)

據(jù)與交互標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備與中間件標(biāo)準(zhǔn)、異構(gòu)標(biāo)識互操作標(biāo)準(zhǔn)等。

?整體架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系的組網(wǎng)架構(gòu)和分層模型，定義標(biāo)識解析

所涉及的各種功能主體和信息對象，以及注冊、解析、查詢、搜索等標(biāo)識服務(wù)應(yīng)具備的共

性能力。

.編碼與存儲標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識的編碼方案，包括編碼長度、編碼格式、分配

原則，以及標(biāo)識編碼在條碼、二維碼、射頻標(biāo)簽等各種載體中的具體存儲方式。

?采集與處理標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識數(shù)據(jù)的采集方法，包括存儲標(biāo)識的載體設(shè)備與

可讀取標(biāo)識的識讀器設(shè)備之間、識讀器設(shè)備與中間件設(shè)備之間、識讀器設(shè)備/中叵件設(shè)備

與信息服務(wù)器之間的通信協(xié)議，以及識讀器設(shè)備/中間件設(shè)備對標(biāo)識數(shù)據(jù)的過濾、去重等

原始數(shù)據(jù)處理方法。

?解析標(biāo)準(zhǔn)主要定義工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析查詢的具體流程，包括查詢主體及響應(yīng)主體、解

析查詢數(shù)據(jù)報文格式、響應(yīng)數(shù)據(jù)報文格式、通信協(xié)議等。

?數(shù)據(jù)與交互標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識服務(wù)所涉及的標(biāo)識間映射記錄數(shù)據(jù)格式和產(chǎn)品

信息元數(shù)據(jù)格式等。

?設(shè)備與中間件標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析服務(wù)設(shè)備所涉及的功能、接口、協(xié)議、

同步等要求。

?異構(gòu)標(biāo)識互操作標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范多種不同工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析服務(wù)之間的互聯(lián)互通和互操

作協(xié)議。

（3）應(yīng)用支撐標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)用支撐標(biāo)準(zhǔn)主要包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺標(biāo)準(zhǔn)、聯(lián)網(wǎng)資源接入標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、

應(yīng)用支撐協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)互聯(lián)與集成標(biāo)準(zhǔn)等。其中：

?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺標(biāo)準(zhǔn)包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺通用要求標(biāo)準(zhǔn)、工廠內(nèi)部和工廠外部不同形態(tài)

的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺標(biāo)準(zhǔn)，主要對平臺相關(guān)的功能、性能、安全、服務(wù)運維、數(shù)據(jù)保護、開

放能力等要求進行規(guī)范。

?聯(lián)網(wǎng)資源接入標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對工廠內(nèi)部各聯(lián)網(wǎng)要素如原材.料、在制品、

設(shè)備、產(chǎn)品、工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)IT系統(tǒng)以及工廠外部聯(lián)網(wǎng)要素如設(shè)計、仿真、供應(yīng)鏈、

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)等資源和能力的接入，包括對這些資源和能力的分類、規(guī)范化描述及

資源調(diào)用方式等。

?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供的服務(wù)支撐能力，包括服務(wù)發(fā)布、服

務(wù)管理等標(biāo)準(zhǔn)。

?應(yīng)用支撐協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工廠內(nèi)各生產(chǎn)設(shè)備、控制系統(tǒng)和IT系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成協(xié)議，

以及生產(chǎn)設(shè)備、IT系統(tǒng)到工廠外云平臺間的數(shù)據(jù)集成和傳送協(xié)議。

?系統(tǒng)互聯(lián)與集成標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范設(shè)備、產(chǎn)品、工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)IT系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)

用等之間的互聯(lián)和互操作，以保證數(shù)據(jù)在這些要素之間交互，包括集成方式、互操作能力

描述、模板規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)0

（4）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)主要包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等。其中：

?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范設(shè)備、產(chǎn)品等終端節(jié)點及各種工業(yè)系統(tǒng)（包括工業(yè)控

制系統(tǒng)、工業(yè)IT系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用）之間，以及不同工業(yè)系統(tǒng)之間

數(shù)據(jù)交換，包括數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)交換體系架構(gòu)、協(xié)議等標(biāo)準(zhǔn)。

?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析的流程及方法，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)

據(jù)分析及其實施提供指導(dǎo)，包括一般數(shù)據(jù)分析流程及典型場景下數(shù)據(jù)分析可以使用的工具

等標(biāo)準(zhǔn)。

?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)、元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)質(zhì)量要

求、數(shù)據(jù)生命周期管理要求等，包括基于云平臺的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)及傳統(tǒng)架構(gòu)下

的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)。

?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范物理實體（在制品、設(shè)備、產(chǎn)線、產(chǎn)品等）在網(wǎng)絡(luò)空

間中的映像及相互關(guān)系，包括靜態(tài)屬性數(shù)據(jù)描述、運行狀態(tài)等動態(tài)數(shù)據(jù)描述，以及物理實

體之間相互作用及激勵關(guān)系的規(guī)則描述等。

?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺運用大數(shù)據(jù)能力對外提供的服務(wù)，

包括大數(shù)據(jù)存儲服務(wù)、大數(shù)據(jù)分析服務(wù)、大數(shù)據(jù)可視億服務(wù)、數(shù)據(jù)建模及數(shù)據(jù)開放等標(biāo)

準(zhǔn)。

（5）安全標(biāo)準(zhǔn)。

安全標(biāo)準(zhǔn)主要包括安全基礎(chǔ)支撐標(biāo)準(zhǔn)、安全管理及服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)

準(zhǔn)、控制安全標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用安全標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)等。其中：

?安全基礎(chǔ)支撐標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)共性的安全技術(shù)，包括安全術(shù)語和定義、安

全模型、安全框架、安全算法和協(xié)議等標(biāo)準(zhǔn)。

?安全管理及服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的安全管理及服務(wù)要求，包括風(fēng)險管理、

責(zé)任管理、資產(chǎn)管理、運維管理、供應(yīng)鏈管理、風(fēng)險評估、安全評測、應(yīng)急響應(yīng)等標(biāo)準(zhǔn)。

?設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范，業(yè)4聯(lián)網(wǎng)智能裝備、智能產(chǎn)品等在設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)制造以及

運行過程中的安全要求，包括芯片安全、嵌入式操作系統(tǒng)安全、應(yīng)用軟件安全等標(biāo)準(zhǔn)。

?網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范承載工業(yè)智能生產(chǎn)和應(yīng)用的工廠內(nèi)網(wǎng)和工廠外網(wǎng)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)安全

要求，包括網(wǎng)絡(luò)接入安全、網(wǎng)絡(luò)傳輸安全、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測等標(biāo)準(zhǔn)。

?控制安全標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)控制相關(guān)的安全要求，包括控制協(xié)議安全、控制系統(tǒng)

安全、控制軟件安全等標(biāo)準(zhǔn)。

?應(yīng)用安全標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用相關(guān)的安全要求，包括工業(yè)云安全、網(wǎng)絡(luò)化

協(xié)同安全、產(chǎn)品服務(wù)安全、個性化定制安全等標(biāo)凈.

?數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)相關(guān)的安全要求，包括工業(yè)大數(shù)據(jù)安全、用戶數(shù)

據(jù)安全等標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系主要包括支持智能化生產(chǎn)標(biāo)有、個性化定制標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同標(biāo)

準(zhǔn)、服務(wù)化延伸標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在總體標(biāo)準(zhǔn)和基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，針對不同應(yīng)用場景

標(biāo)準(zhǔn)化需求開發(fā)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用導(dǎo)則、特定技術(shù)或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)

等。

（1）智能化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)：面向流程工業(yè)和離散工業(yè)，針對不同行業(yè)和場景，制定工業(yè)互聯(lián)

網(wǎng)應(yīng)用導(dǎo)則，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、標(biāo)識解析、應(yīng)用支撐、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、安全相關(guān)的特定技術(shù)產(chǎn)

品標(biāo)準(zhǔn)，以及針對智能化生產(chǎn)的管理標(biāo)準(zhǔn)。

（2）個性化定制標(biāo)準(zhǔn)：面向大規(guī)模個性化定制總體及模塊化定制、眾創(chuàng)定制等典型模

式，制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用導(dǎo)則，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、標(biāo)識解析、應(yīng)用支撐、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、安全

相關(guān)的特定技術(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，以及管理標(biāo)準(zhǔn)。

（3）網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)：面向網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同整體及網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計、云制造、供應(yīng)鏈協(xié)同等典

型模式，制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用導(dǎo)則，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、標(biāo)識解析、應(yīng)用支撐、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、

安全相關(guān)的特定技術(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，以及管理標(biāo)準(zhǔn)。

（4）服務(wù)化延伸標(biāo)準(zhǔn)：面向服務(wù)化延伸整體及產(chǎn)品服務(wù)化、產(chǎn)品增值服務(wù)等典型模式，

制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用導(dǎo)則，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、標(biāo)識解析、應(yīng)用支撐、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、安全相關(guān)

的特定技術(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，以及管理標(biāo)準(zhǔn)。

2.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)模式

2.4.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)引發(fā)的變革

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在建立后可以衍生出?種新型的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)模式”，其本質(zhì)就是機器、數(shù)

據(jù)、人三要素融合推動制造范式變革所呈現(xiàn)的外部動態(tài)特征，為企業(yè)帶來新的創(chuàng)新發(fā)展機

遇和巨大商業(yè)價值。

從設(shè)備接入端來看，創(chuàng)新基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所連接的機器設(shè)備中豐富而多樣的傳感器所采集

獲得的海量數(shù)據(jù)。根據(jù)粗略估算，目前總共有商用飛機兩萬架，這些飛機安裝配置的噴氣

發(fā)動機的數(shù)量為4.3萬臺。［13］正是由于這些噴氣發(fā)動機，以及組成這些噴氣發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)

設(shè)備，才使得各項指標(biāo)都匕以被采集到。企業(yè)家、管理人員、設(shè)備維修工程師、設(shè)備設(shè)計

工程師等制造業(yè)生態(tài)圈中的成員對小到改善機器性能、開關(guān)機狀態(tài)、關(guān)重件壽命預(yù)測、材

料特性等目標(biāo)用戶狀態(tài)，大到調(diào)整備件庫存、工廠產(chǎn)能、維修故障建模等重要行為認知水

平將有一種基于理性判斷的決策跨越，這可以稱之為數(shù)據(jù)的“智能化”。

從技術(shù)應(yīng)用方法來看，實時工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所連接的云端大數(shù)據(jù)分析軟件顛覆了傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備

管理單一基于巡檢和事后響應(yīng)處置的工作模式，將傳統(tǒng)統(tǒng)計方法的“歷史數(shù)據(jù)收集技術(shù)“過

程中數(shù)據(jù)、分析和決策三者分離格局轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)用戶、設(shè)備生產(chǎn)商、服務(wù)提供商共生的聯(lián)

合體，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將傳統(tǒng)方法與新技術(shù)二者緊密結(jié)合在一起，重構(gòu)了產(chǎn)業(yè)模式?！案哳l實

時數(shù)據(jù)”為系統(tǒng)操作和運行提供了基礎(chǔ)支撐和全新視角，這是“機器行為”所帶來分析技術(shù)

和流程的全新維度，主動發(fā)現(xiàn)并具備數(shù)據(jù)資源和技術(shù)方法，可以結(jié)合不同行業(yè)以及特定領(lǐng)

域的專業(yè)知識、信息流的自動化與預(yù)測能力以及各種差異化的物理服務(wù)方式。這種服務(wù)以

低成本、高回報且形式類別細化的方式融入企業(yè)的研發(fā)環(huán)節(jié)、供應(yīng)鏈管理環(huán)節(jié)、生產(chǎn)管理

環(huán)節(jié)、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)，從而縮短開發(fā)周期、優(yōu)化裝配過程、降低產(chǎn)品開發(fā)及裝配成本，

滲透于制造業(yè)的整個價值鏈。

與此同時，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供商將傳統(tǒng)方法與新一代信息技術(shù)二者緊密結(jié)合在一起，利用它

們所獲得的龐大的歷史和實時數(shù)據(jù)、先進的信息技術(shù)分析能力進行特定行業(yè)的高級數(shù)據(jù)分

析，開展跨界的制造服務(wù)，這些服務(wù)給制造業(yè)生態(tài)圈中的成員帶來各自所需的巨大效益。

2.4.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用價值

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用價值可從三個方面來體現(xiàn)。第一，提高能源的使用效率，包括油、氣、

電等，等于從側(cè)面提高了GDP；第二，提高工業(yè)系統(tǒng)與設(shè)備的維修和維護效率，相當(dāng)于提

高了生產(chǎn)力；第三，優(yōu)化并簡化運營，提高運營效率，相當(dāng)于更多的人力可以進行更有價

值和富有創(chuàng)新的工作。|14|

就不同的行業(yè)而言，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來的價值側(cè)重點不同。對于重工業(yè)企業(yè)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有

助于優(yōu)化重工'他的時間安排和貨物流向；對于航空客運等商業(yè)運輸服務(wù)業(yè)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在

提高其服務(wù)和安全的同時，進一步優(yōu)化其運營和資產(chǎn)；在醫(yī)療保健業(yè)中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重

點從優(yōu)化貨物流向轉(zhuǎn)為優(yōu)化個人信息流向和業(yè)務(wù)流程，即在合適的時間將正確的信息傳達

給合適的人。

GE的一份白皮書指出，通過部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，各行業(yè)將實現(xiàn)1%的效率提升或1%的燃料節(jié)

省，并帶來顯著的經(jīng)濟效益。至2025年，醫(yī)療行業(yè)效率提升1