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工业互联网体系架构
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明 编 写 说
近年来 ，随 着以互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等为代表的新 一 代信息技术与传统产业
的加速融合 ， 全球新 一 轮科技革命和产业变革正蓬勃兴起
， 一 系列新的 生产方式、组织 方式和商业模
部署成本 。为此， 在工业和信息化部指导下， 工业互联网产业联盟（以下简称 All ) 启动了工业互联网体 系架构研究 ， 在总结国内外发展实践的基础上， 撰写了工业互联网体系架构报告 ( 1.0
版）， 提出了工业互联
网的内涵、目标、体系架构、关键要素和发展方 。向报告旨在推动业界对工业互联网达成广泛共识， 以体系架 构为牵引，为联盟各项工作以及我国工业互联网的技术创新、标准制定、试验验证、应用实践 等提供参考和引
导， 共同推动工业互联网的健康快速发展。
工业互联网是 一 个长期发展和演进的过程
， 毫无疑问 ， 目前我们对工业互联网的认识
还是初步和阶
段性的 。联盟将根据国内外工业互联网的发展情况以及产业界的反馈意见 ， 在持续深入研究的基础上适
时修订和发布报告新版 。
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l
。
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（一）工业互联网的内涵
工业互联网的内涵用千界定工业互联网的范畴和特征，明确工业互联网总体目标，是研究工 业互联网的基础和出发点，我们认为，工业互联网是互联网和新—代信息技术与工业系统全方位 深度融合所形成的产业和应用生态，是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。其本质是以机器、 原材料、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联为基础，通过对工业数据的全面深度 感知、实时传输交换、快速计算处理和高级建模分析，实现智能控制、运营优化和生产组织方式 变革。工业互联网可以重点从“网络”、
“数据”和“安全”三个方面来理解。其中，网络是基础，即通过物联网、互联网等技术实现工业全系统的互联互通，促进工业数据的充分流动和无缝集成； 数据是核心，即通过工业数据全周期的感知、采集和集成应用，形成基于数据的系统性智能，实 现机器弹性生产、运营管理优化、生产协同组织与商业模式创新，推动工业智能化发展；安全是 保障，即通过构建涵盖工业全系统的安全防护体系，保障工业智能化的实现。工业互联网的发展 体现了多个产业生态系统的融合，是构建工业生态系统、实现工业智能化发展的必由之路。
工业互联网与制造业的融合将带来四方面的智能化提升。一是智能化生产，即实现从单个机 器到产线、车间乃至整个工厂的智能决策和动态优化，显著提升全流程生产效率、提高质量、降低 成本。二是网络化协同，即形成众包众创、协同设计、协同制造、垂直电商等—系列新模式， 幅降低新产品开发制造成本、缩短产品上市周期。三是个性化定制，即苤千互联网获取用户个性化 需求，通过灵活柔性组织设计、制造资源和生产流程，实现低成本大规模定制。四是服务化转型， 即通过对产品运行的实时监测，提供远程维护、故障预测、性能优化等一系列服务，并反馈优化产 品设计，实现企业服务化转型。
工业互联网驱动的制造业变革将是—个长期过程，构建新的工业生产模式、资源组织方式也 并非—跋而就，将由局部到整体、由浅入深，最终实现信息通信技术在工业全要素、全领域、全 产业链、全价值链的深度融合与集成应用。
（二）工业互联网和智能制造的关系
作为当前新—轮产业变革的核心驱动和战略焦点，智能制造是基千物联网、互联网、大数据、 云计算等新—代信息技术，贯穿千设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有信息深度 自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具有以智 能工厂为载体、以生产关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以全面深度互
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大
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联为支撑四大特征。
智能制造与工业互联网有着紧密的联系，智能制造的实现主要依托两方面基础能力，—是工 业制造技术，包括先进装备、先进材料和先进工艺等，是决定制造边界与制造能力的根本；二 工业互联网，包括智能传感控制软硬件、新型工业网络、工业大数据平台等综合信息技术要素， 充分发挥工业装备、工艺和材料潜能，提高生产效率、优化资源配置效率、创造差异化产品和实 现服务增值的关键。因此我们认为，工业互联网是智能制造的关键基础，为其变革提供了必须的 共性基础设施和能力，同时也可以用千支撑其他产业的智能化发展。
是 是
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（一）工业互联网业务需求
工业互联网的 业务需求可从工业和互联网两个视角分析
，如图 1 所示。
从工业视角看，工业互联网主要表现为从生产系统到商业系统的智能化，由内及外，生产系 统自身通过采用信息通信技术，实现机器之间、机器与系统、企业上下游之间实时连接与智能交 互，并带动商业活动优化。其业务需求包括面向工业体系各个层级的优化，如泛在感知、实时监测、 精准控制、数据集成、运营优化、供应链协同、需求匹配、服务增值等业务需求。
从互联网视角看，工业互联网主要表现为商业系统变革牵引生产系统的智能化，由外及内， 从营销、服务、设计环节的互联网新模式新业态带动生产组织和制造模式的智能化变革。其业务 求包括基于互联网平台实现的精准营销、个性定制、智能服务、众包众创、协同设计、协同制造、 性制造等。
图 1 工业互联网业务视图
（二）工业互联网体系架构
工业互联网的核心是基于全面互联而形成数据驱动的智能，网络、数据、安全是工业和互联 网两个视角的共性基础和支撑。
其中， “网络”是工业系统互联和工业数据传输交换的支撑基础，包括网络互联体系、标识 解析体系和应用支撑体系，表现为通过泛在互联的网络基础设施、健全适用的标识解析体系、集中 通用的应用支撑体系，实现信息数据在生产系统各单元之间、生产系统与商业系统各主体之间的无 缝传递，从而构建新型的机器通信、设备有线与无线连接方式，支撑形成实时感知、协同交 生产模式。
“数据”是工业智能化的核心驱动，包括数据采集交换、集成处理、建模分析、决策优化和
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需柔
互的
工业互联网体系架构
