一、工業互聯網內涵

對于工業互聯網業界比較認可的定義是：工業互聯網平臺是面向制造業數字化、網絡化和智能化需求，構建基于海量數據采集、匯聚、分析的服務體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業云平臺。工信部信息化和軟件服務業司安筱鵬副司長則認為，從本質上看，工業互聯網是通過構建精準、實時、高效的數據采集互聯體系，建立面向工業大數據存儲、集成、訪問、分析、管理的開發環境，實現工業技術、經驗、知識的模型化、標準化、軟件化、復用化，不斷優化研發設計、生產制造、運營管理等資源配置效率，形成資源豐富、多方參與、合作共贏、協同演進的制造業新生態。

站在制造企業的角度，e-works總編黃培認為，工業互聯網是指工業互聯的網，而不是工業的互聯網。在企業內部，要實現工業設備（生產設備、物流裝備、能源計量、質量檢驗、車輛等）、信息系統、業務流程、企業的產品與服務、人員之間的互聯，實現企業IT網絡與工控網絡的互聯，實現從車間到決策層的縱向互聯；在企業間，要實現上下游企業（供應商、經銷商、客戶、合作伙伴）之間的橫向互聯；從產品生命周期的維度，要實現產品從設計、制造到服役，再到報廢回收再利用整個生命周期的互聯。

不論是哪一種定義，工業互聯網都可以用以下三句話來概括：

第一，數據采集是基礎。起本質是利用泛在感知技術對多源設備、異構系統、運營環境、人員信息等要素進行實施高效采集和云端匯聚。

第二，工業PaaS是核心。其本質是在現有成熟的IaaS平臺上構建一個可擴展的操作系統，為工業應用軟件開發提供一個基礎平臺。

第三，工業APP是關鍵。主要表現為面向特定工業應用場景，激發全社會資源推動工業技術、經驗、只是和最佳實踐的模型化、軟件化、在封裝，讓用戶可以通過對工業APP的調用實現對特定制造資源的優化配置。

二、工業互聯網平臺體系架構

從工業互聯網定義來看，工業互聯網平臺需要具備四個基本功能。一是需要實現將不同來源和不同結構的數據進行廣泛采集；二是需要具備并支撐海量工業數據處理的環境；三是需要基于工業機理和數據科學實現海量數據的深度分析，并實現工業知識的沉淀和復用；四是能夠提供開發工具及環境，實現工業APP的開發、測試和部署。因此，工業互聯網平臺體系架構必須能完全實現這四個功能，即涵蓋邊緣層、IaaS層、工業PaaS層、工業SaaS層以及貫穿上述各層級的安全防護。其中，邊緣層、平臺層、應用層是工業互聯網平臺的三大核心層級。

圖1 工業互聯網平臺體系架構

首先，邊緣層是基礎。在平臺的邊緣層，對海量設備進行連接和管理，并利用協議轉換實現海量工業數據的互聯互通和互操作；同時，通過運用邊緣計算技術，實現錯誤數據剔除、數據緩存等預處理以及邊緣實時分析，降低網絡傳輸負載和云端計算壓力。

其次，平臺層是核心。在通用PaaS架構上進行二次開發，實現工業PaaS層的構建，為工業用戶提供海量工業數據的管理和分析服務，并能夠積累沉淀不同行業、不同領域內技術、知識、經驗等資源，實現封裝、固化和復用，在開放的開發環境中以工業微服務的形式提供給開發者，用于快速構建定制化工業APP，打造完整、開放的工業操作系統。

最后，應用層是關鍵。通過自主研發或者是引入第三方開發者的方式，平臺以云化軟件或工業APP形式為用戶提供設計、生產、管理、服務等一系列創新性應用服務，實現價值的挖掘和提升。

2017年工業互聯網產業聯盟發布的《工業互聯網平臺白皮書》中，將泛在連接、云化服務、知識積累、應用創新歸結為工業互聯網平臺的四大特征。

(1)泛在連接。即具備對設備、軟件、人員等各類生產要素數據的全面采集能力。

(2)云化服務。即實現基于云計算架構的海量數據存儲、管理和計算。

(3)知識積累。即能夠提供基于工業知識機理的數據分析能力，并實現只是的固化、積累和復用。

(4)應用創新。能夠調用平臺功能及資源，提公開放的工業APP開發環境，實現工業APP創新應用。

三、工業互聯網平臺應用場景

1、面向工業現場的生產過程優化

工業互聯網平臺能夠有效的采集和匯聚設備運行數據、工業參數、質量檢測數據、物料配送數據和進度管理數據等現場生產數據，通過數據分析和反饋在制造工藝、生產流程、質量管理、設備維護和能耗管理等具體場景中實現優化應用。

(1)制造工藝場景中，工業互聯網可對工藝參數、設備運行等數據進行綜合分析，找出生產過程中最優參數，提升制造品質。

(2)在生產流程場景中，通過平臺對生產進度、物料管理、企業管理等數據進行分析，提升排產、進度、物料、人員等方面管理的準確性。

(3)在質量管理場景中，工業互聯網基于產品檢驗數據和‘人、機、料、法、環’等過程數據進行關聯性分析，實現在線質量檢測和異常分析，降低產品的不良率。

(4)在設備維護場景中，工業互聯網平臺結合設備歷史數據與實時運行數據，構建數字孿生，及時監控設備運行狀態，并實現設備預測性維護。

(5)在能耗管理場景中，基于現場能耗數據與分析，對設備、產線、場景能效使用進行合理規劃，提高能源使用效率，實現節能減排。

2、面向企業運營的管理決策優化

借助工業互聯網平臺可以打通生產現場數據、企業管理數據和供應鏈數據，提升決策效率，實現更加精準與透明的企業管理。

(1)在供應鏈管理場景中，工業互聯網平臺可以實時跟蹤現場物料消耗，結合庫存情況安排供應商進行精準配貨，實現零庫存管理，有效降低庫存成本。

(2)在生產管控一體化場景中，基于工業互聯網平臺進行業務管理系統和生產執行系統集成，實現企業管理和現場生產的協同優化。

(3)在企業決策管理場景中，工業互聯網通過對企業內部數據的全面感知和綜合分析，有效支撐企業的智能化拒測。

3、面向社會化生產的資源優化配置與協同

工業互聯網可以實現制造企業與外部用戶需求、創新資源、生產能力的全面對接，推動設計、制造、供應和服務環節的并行組織和協同優化。

(1)在協同制造場景中，工業互聯網平臺通過有效集成不同設計企業、生產企業及供應鏈企業的業務系統，實現設計、生產的并行實施，大幅縮短產品研發設計與生產周期，降低成本。

(2)在制造能力交易場景中，工業企業通過工業互聯網平臺對外開放空閑制造能力，實現制造能力的在線租用和利益分配。

(3)在個性化定制場景中，工業互聯網平臺實現企業與用戶的無縫對接，形成滿足用戶需求的個性化定制方案，提升產品價值，增強用戶粘性。

4、面向產品全生命周期的管理與服務優化

工業互聯網平臺可以將產品設計、生產、運行和服務數據進行全面集成，以全生命周期可追溯為基礎，在設計環節實現可制造預測，在使用環節實現健康管理，并通過生產與使用數據的反饋改進產品設計。

(1)在產品溯源場景中，工業互聯網平臺借助標識技術記錄產品生產、物流、服務等各類信息，綜合形成產品檔案，為全生命周期管理應用提供支撐。

(2)在產品與裝備遠程預測性維護場景中，將產品與裝備的實時運行數據與其設計數據、制造數據、歷史維護數據進行融合，提供運行決策和維護建議，實現設備故障的提前預警、遠程維護等設備健康管理應用。

(3)在產品設計反饋優化場景中，工業互聯網平臺可以將產品運行和用戶使用行為數據反饋到設計和制造階段，從而改進設計方案，加速創新迭代。

四、工業互聯網與智能化轉型

當前，工業互聯網產業的快速發展幫助正處于智能化轉型過程中的廣大制造企業解決了諸多問題。比如有效集成海量的工業設備與系統數據，實現業務與資源的智能管理，促進知識和經驗的積累與傳承，驅動應用和服務的開放創新。工業互聯網平臺正在成為推進企業智能化轉型的重要抓手。

1、幫助企業實現智能化生產和管理

通過對生產現場的人、機、料、法、環等各類數據的全面采集和深度分析，能夠發現影響產品質量的深層次原因，通過反饋閉環實現過程的優化，進而不斷提高產品生產質量和效率。同時，通過對現場數據與企業計劃資源、運營管理等數據的綜合分析，更加精準的把脈供應鏈和財務問題，降低企業的運營成本。

2、幫助企業實現生產方式和商業模式創新

通過跟蹤和采集產品售后使用數據，提供設備健康管理、產品增值服務等新型業務模式，實現從賣產品到賣服務的轉變。同時，還可以通過與用戶的互動與交流，了解用戶的產品使用體驗和評價，以及用戶的個性化需求，有效的獲得最精準的客戶數據，進而有效的組織生產資源，打破同質化的產品束縛而實現個性化定制，在提升市場競爭力的同時也提升了企業的盈利能力。

業界專家認為，如同移動互聯網平臺創造了應用開發與分發，先上線下等一系列新的產品環節和價值，當前工業互聯網平臺在應用創新、產融結合等方面已經顯現出類似的端倪，未來有希望發展成為一個全新的產業體系，促進形成大眾創業、萬眾創新的多層次發展環境，真正實現“互聯網+先進制造業”。