工业互联网发展状况及关键问题

工业互联网发展状况及关键问题

当前以智能制造为代表的新一轮产业变革正迅猛发展，其核心是以数据为驱动，通过对制造体系各层级、制造产业各环节以及产品全生命周期海量工业数据的感知、集成与分析，形成智能化决策，带动制造业质量效益等方面实现显著提升。工业互联网作为实现海量工业数据感知、传输、集成与分析的载体，是实现制造业智能化发展的关键基础。当前全球主要工业化国家均积极围绕工业互联网开展战略布局和实践探索，以此确保其在未来全球制造业中的竞争优势。

一、工业互联网的作用和意义

⏹⏹工业互联网的内涵与作用

工业互联网是互联网和新一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。工业互联网是网络，实现机器、物品、控制系统、信息系统、人之间的泛在连接；

工业互联网是平台，通过工业云和工业大数据实现海量工业数据的集成、处理与分析；工业互联网是新模式新业态，实现智能化生产、网络化协同、个性化定制和服务化延伸。

其中，智能化生产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，显著提升企业资产利用效率和运营管理效率，提高产品质量、降低生产成本。网络化协同形成众包众创、协同设计、协同制造、垂直电商等一系列新模式，大幅降低新产品开发制造成本、缩短产品上市周期。个性化定制基于互联网获取用户个性化需求，通过灵活组织设计、制造资源和生产流程，实现低成本大规模定制。服务化延伸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，实现制造企业服务化转型。

工业互联网驱动的制造业变革将一个长期过程，构建新的工业生产模式、资源组织方式也并非一蹴而就，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领域、全产业链、全价值链的深度融合与集成应用。

⏹⏹发展工业互联网的重大意义

第一，工业互联网是发展智能制造，并进而推进制造业转型升级的关键基础。通过新一代信息通信技术与制造业融合，推动制造业向高端和智能发

展，已成为当前全球主要工业强国的共识。德国工业4.0 和美国先进制造战

略均将以工业互联网驱动的智能制造作为其重要发展方向，通过先进嵌入式系统、新型工业网络、工业大数据平台和数据科学，提升现有制造系统的数据采集、传输、计算处理与分析能力，实现制造业智能化发展。对我国而言，发

展工业互联网是实现中国制造转型升级、提质增效和高端发展的关键举措。

中国制造2025 也明确提出，两化深度融合是主线，智能制造是主攻方向，

要加强工业互联网基础设施建设规划与布局。

第二，工业互联网是发挥互联网创新优势，重塑制造业生产模式与商业模式的核心驱动。当前以工业互联网为载体，互联网在优化资源配置与消除

信息不对称方面的作用正由信息技术领域向制造业延伸，带动制造业创新模式变革、加速创新迭代进程。利用工业互联网，工业企业可以实现全球智力资源、制造能力的在线实时汇聚，促进从封闭式创新转向开放式创新，从单打独斗转向众智众力，充分释放工业创新潜力；互联网企业可发挥平台优势，集聚专业化设计、供应、制造、销售等企业和人员，培育发展生产性新模式新业态，积极提供产业互联网服务。

第三，工业互联网是把握技术变革机遇，加快构建网络强国的重要抓手。

工业互联网将网络互联和信息互通从“人与人”向“人与物”乃至“物与物”

延伸，是消费互联网向产业互联网演进的新阶段，推动“网络空间”由数字世界向物理世界扩展，激发新一轮网络技术创新浪潮。当前全球工业互联网整体处于发展初期，关键技术、支撑产业、基础设施等尚未成熟，美国、德国等发达国家虽起步较早，但与我国相比尚未形成主导性优势。积极把握工业互联网发展机遇，将我国工业转型升级的巨大需求，转化成网络技术产业创新发展的新动能和新空间，对于引领做强技术、基础、内容和人才，提升国际话语权具有重大意义。

二、国外工业互联网发展布局策略

当前全球主要工业化国家都将发展工业互联网作为其构建新形势下制造业竞争优势的关键举措，并开展一系列战略布局与实践探索。

⏹⏹德国

德国明确提出将信息物理系统作为工业4.0 战略的核心，其内涵功能与工业互联网基本一致。信息物理系统（CPS2）最早由美国科学院于2005 年提出，其核心是通过信息系统与物理实体的交互，实现对物理世界的感知、互联、优化与控制，内涵与工业互联网基本一致。可以认为，工业互联网等同于工业领域的信息物理系统。

德国政府在2010 年发布的《德国2020 高技术战略》中明确将信息物理

2 信息物理系统，Cyber-Physical Systems

系统作为发展重点。在2012 年发布的《信息物理系统议程》中，将能源（智能电网）、移动（车联网）、健康（远程医疗）以及制造业作为信息物理系统的四大应用领域。在此背景下，德国政府于2013 年正式发布了《工业4.0 战略》，明确提出以信息物理系统为核心推动智能生产和智能工厂，实现工业的智能化转型。在2014 年《数字议程2014－2017》中，德国政府再次强调信息物理系统在工业4.0 中的基础性地位。

德国围绕信息物理系统内涵及应用领域开展大量研究。在德国工业 4.0 平台于2015 年发布的实施战略中，首次提出了工业4.0 的参考模型，其核心功能就是通过打造信息物理系统推动制造体系实现纵向、横向和端到端三大集成。目前德国教育与研究部已经发布了7 个支持工业4.0 的研究领域，其中“工业生产中可靠的无线通信”、“5G 工业互联网”等与信息物理系统密切相关。此外，德国经济与能源部投资5 千万欧元用于支持“It’s OWL”项目，如“CoCoS 即插即用-制造中的网络”、“APPsist 智能生产中的移动支持系统和互联网服务”等均涉及信息物理系统关键技术领域。

德国产业界也积极围绕信息物理系统开展应用试点。在德国正式推出“工业4.0 平台地图”中，共开展了208 个项目，就信息物理系统在制造业的应用进行研发和测试工作，如慕尼黑工业大学进行的“信息物理系统下的智能软件”、蒂森克虏伯进行的“凸轮轴生产信息物理系统”等。

⏹⏹美国

美国先进制造战略将工业互联网作为重要创新方向。金融危机后美国提出“再工业化”战略，并于2011 年、2012 年和2014 年连续发布先进制造战略报告。在2014 年发布的《加速美国先进制造战略》报告中，美国确定了三大技术创新方向，分别是先进传感器、控制和制造平台技术（ASCPM），可视化、信息化和数字化的制造技术（VIDM），先进材料制造（AMM），其