一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵

對(duì)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)界比較認(rèn)可的定義是：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是面向制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化需求，構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務(wù)體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業(yè)云平臺(tái)。工信部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司安筱鵬副司長(zhǎng)則認(rèn)為，從本質(zhì)上看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)構(gòu)建精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、高效的數(shù)據(jù)采集互聯(lián)體系，建立面向工業(yè)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、集成、訪問(wèn)、分析、管理的開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)的模型化、標(biāo)準(zhǔn)化、軟件化、復(fù)用化，不斷優(yōu)化研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、運(yùn)營(yíng)管理等資源配置效率，形成資源豐富、多方參與、合作共贏、協(xié)同演進(jìn)的制造業(yè)新生態(tài)。

站在制造企業(yè)的角度，e-works總編黃培認(rèn)為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是指工業(yè)互聯(lián)的網(wǎng)，而不是工業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)。在企業(yè)內(nèi)部，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備（生產(chǎn)設(shè)備、物流裝備、能源計(jì)量、質(zhì)量檢驗(yàn)、車(chē)輛等）、信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)流程、企業(yè)的產(chǎn)品與服務(wù)、人員之間的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)IT網(wǎng)絡(luò)與工控網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)從車(chē)間到?jīng)Q策層的縱向互聯(lián)；在企業(yè)間，要實(shí)現(xiàn)上下游企業(yè)（供應(yīng)商、經(jīng)銷(xiāo)商、客戶(hù)、合作伙伴）之間的橫向互聯(lián)；從產(chǎn)品生命周期的維度，要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到服役，再到報(bào)廢回收再利用整個(gè)生命周期的互聯(lián)。

不論是哪一種定義，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都可以用以下三句話來(lái)概括：

第一，數(shù)據(jù)采集是基礎(chǔ)。起本質(zhì)是利用泛在感知技術(shù)對(duì)多源設(shè)備、異構(gòu)系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)環(huán)境、人員信息等要素進(jìn)行實(shí)施高效采集和云端匯聚。

第二，工業(yè)PaaS是核心。其本質(zhì)是在現(xiàn)有成熟的IaaS平臺(tái)上構(gòu)建一個(gè)可擴(kuò)展的操作系統(tǒng)，為工業(yè)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)提供一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)。

第三，工業(yè)APP是關(guān)鍵。主要表現(xiàn)為面向特定工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，激發(fā)全社會(huì)資源推動(dòng)工業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、只是和最佳實(shí)踐的模型化、軟件化、在封裝，讓用戶(hù)可以通過(guò)對(duì)工業(yè)APP的調(diào)用實(shí)現(xiàn)對(duì)特定制造資源的優(yōu)化配置。

二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)體系架構(gòu)

從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義來(lái)看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)需要具備四個(gè)基本功能。一是需要實(shí)現(xiàn)將不同來(lái)源和不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行廣泛采集；二是需要具備并支撐海量工業(yè)數(shù)據(jù)處理的環(huán)境；三是需要基于工業(yè)機(jī)理和數(shù)據(jù)科學(xué)實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的深度分析，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)知識(shí)的沉淀和復(fù)用；四是能夠提供開(kāi)發(fā)工具及環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工業(yè)APP的開(kāi)發(fā)、測(cè)試和部署。因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)體系架構(gòu)必須能完全實(shí)現(xiàn)這四個(gè)功能，即涵蓋邊緣層、IaaS層、工業(yè)PaaS層、工業(yè)SaaS層以及貫穿上述各層級(jí)的安全防護(hù)。其中，邊緣層、平臺(tái)層、應(yīng)用層是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的三大核心層級(jí)。

圖1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)體系架構(gòu)

首先，邊緣層是基礎(chǔ)。在平臺(tái)的邊緣層，對(duì)海量設(shè)備進(jìn)行連接和管理，并利用協(xié)議轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)海量工業(yè)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和互操作；同時(shí)，通過(guò)運(yùn)用邊緣計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)剔除、數(shù)據(jù)緩存等預(yù)處理以及邊緣實(shí)時(shí)分析，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)載和云端計(jì)算壓力。

其次，平臺(tái)層是核心。在通用PaaS架構(gòu)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)PaaS層的構(gòu)建，為工業(yè)用戶(hù)提供海量工業(yè)數(shù)據(jù)的管理和分析服務(wù)，并能夠積累沉淀不同行業(yè)、不同領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等資源，實(shí)現(xiàn)封裝、固化和復(fù)用，在開(kāi)放的開(kāi)發(fā)環(huán)境中以工業(yè)微服務(wù)的形式提供給開(kāi)發(fā)者，用于快速構(gòu)建定制化工業(yè)APP，打造完整、開(kāi)放的工業(yè)操作系統(tǒng)。

最后，應(yīng)用層是關(guān)鍵。通過(guò)自主研發(fā)或者是引入第三方開(kāi)發(fā)者的方式，平臺(tái)以云化軟件或工業(yè)APP形式為用戶(hù)提供設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一系列創(chuàng)新性應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值的挖掘和提升。

2017年工業(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)平臺(tái)白皮書(shū)》中，將泛在連接、云化服務(wù)、知識(shí)積累、應(yīng)用創(chuàng)新歸結(jié)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的四大特征。

(1)泛在連接。即具備對(duì)設(shè)備、軟件、人員等各類(lèi)生產(chǎn)要素?cái)?shù)據(jù)的全面采集能力。

(2)云化服務(wù)。即實(shí)現(xiàn)基于云計(jì)算架構(gòu)的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和計(jì)算。

(3)知識(shí)積累。即能夠提供基于工業(yè)知識(shí)機(jī)理的數(shù)據(jù)分析能力，并實(shí)現(xiàn)只是的固化、積累和復(fù)用。

(4)應(yīng)用創(chuàng)新。能夠調(diào)用平臺(tái)功能及資源，提公開(kāi)放的工業(yè)APP開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工業(yè)APP創(chuàng)新應(yīng)用。

三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用場(chǎng)景

1、面向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠有效的采集和匯聚設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、工業(yè)參數(shù)、質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)、物料配送數(shù)據(jù)和進(jìn)度管理數(shù)據(jù)等現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析和反饋在制造工藝、生產(chǎn)流程、質(zhì)量管理、設(shè)備維護(hù)和能耗管理等具體場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)優(yōu)化應(yīng)用。

(1)制造工藝場(chǎng)景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可對(duì)工藝參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，找出生產(chǎn)過(guò)程中最優(yōu)參數(shù)，提升制造品質(zhì)。

(2)在生產(chǎn)流程場(chǎng)景中，通過(guò)平臺(tái)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度、物料管理、企業(yè)管理等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提升排產(chǎn)、進(jìn)度、物料、人員等方面管理的準(zhǔn)確性。

(3)在質(zhì)量管理場(chǎng)景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基于產(chǎn)品檢驗(yàn)數(shù)據(jù)和‘人、機(jī)、料、法、環(huán)’等過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，實(shí)現(xiàn)在線質(zhì)量檢測(cè)和異常分析，降低產(chǎn)品的不良率。

(4)在設(shè)備維護(hù)場(chǎng)景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)結(jié)合設(shè)備歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)字孿生，及時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)。

(5)在能耗管理場(chǎng)景中，基于現(xiàn)場(chǎng)能耗數(shù)據(jù)與分析，對(duì)設(shè)備、產(chǎn)線、場(chǎng)景能效使用進(jìn)行合理規(guī)劃，提高能源使用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

2、面向企業(yè)運(yùn)營(yíng)的管理決策優(yōu)化

借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以打通生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、企業(yè)管理數(shù)據(jù)和供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)，提升決策效率，實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)與透明的企業(yè)管理。

(1)在供應(yīng)鏈管理場(chǎng)景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以實(shí)時(shí)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)物料消耗，結(jié)合庫(kù)存情況安排供應(yīng)商進(jìn)行精準(zhǔn)配貨，實(shí)現(xiàn)零庫(kù)存管理，有效降低庫(kù)存成本。

(2)在生產(chǎn)管控一體化場(chǎng)景中，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的協(xié)同優(yōu)化。

(3)在企業(yè)決策管理場(chǎng)景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)對(duì)企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)的全面感知和綜合分析，有效支撐企業(yè)的智能化拒測(cè)。

3、面向社會(huì)化生產(chǎn)的資源優(yōu)化配置與協(xié)同

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)與外部用戶(hù)需求、創(chuàng)新資源、生產(chǎn)能力的全面對(duì)接，推動(dòng)設(shè)計(jì)、制造、供應(yīng)和服務(wù)環(huán)節(jié)的并行組織和協(xié)同優(yōu)化。

(1)在協(xié)同制造場(chǎng)景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過(guò)有效集成不同設(shè)計(jì)企業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)及供應(yīng)鏈企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的并行實(shí)施，大幅縮短產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)周期，降低成本。

(2)在制造能力交易場(chǎng)景中，工業(yè)企業(yè)通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)外開(kāi)放空閑制造能力，實(shí)現(xiàn)制造能力的在線租用和利益分配。

(3)在個(gè)性化定制場(chǎng)景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)與用戶(hù)的無(wú)縫對(duì)接，形成滿(mǎn)足用戶(hù)需求的個(gè)性化定制方案，提升產(chǎn)品價(jià)值，增強(qiáng)用戶(hù)粘性。

4、面向產(chǎn)品全生命周期的管理與服務(wù)優(yōu)化

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行和服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面集成，以全生命周期可追溯為基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)可制造預(yù)測(cè)，在使用環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)健康管理，并通過(guò)生產(chǎn)與使用數(shù)據(jù)的反饋改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

(1)在產(chǎn)品溯源場(chǎng)景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)借助標(biāo)識(shí)技術(shù)記錄產(chǎn)品生產(chǎn)、物流、服務(wù)等各類(lèi)信息，綜合形成產(chǎn)品檔案，為全生命周期管理應(yīng)用提供支撐。

(2)在產(chǎn)品與裝備遠(yuǎn)程預(yù)測(cè)性維護(hù)場(chǎng)景中，將產(chǎn)品與裝備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)與其設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、制造數(shù)據(jù)、歷史維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，提供運(yùn)行決策和維護(hù)建議，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的提前預(yù)警、遠(yuǎn)程維護(hù)等設(shè)備健康管理應(yīng)用。

(3)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)反饋優(yōu)化場(chǎng)景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以將產(chǎn)品運(yùn)行和用戶(hù)使用行為數(shù)據(jù)反饋到設(shè)計(jì)和制造階段，從而改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，加速創(chuàng)新迭代。

四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能化轉(zhuǎn)型

當(dāng)前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展幫助正處于智能化轉(zhuǎn)型過(guò)程中的廣大制造企業(yè)解決了諸多問(wèn)題。比如有效集成海量的工業(yè)設(shè)備與系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與資源的智能管理，促進(jìn)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累與傳承，驅(qū)動(dòng)應(yīng)用和服務(wù)的開(kāi)放創(chuàng)新。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)正在成為推進(jìn)企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的重要抓手。

1、幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)和管理

通過(guò)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的人、機(jī)、料、法、環(huán)等各類(lèi)數(shù)據(jù)的全面采集和深度分析，能夠發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)品質(zhì)量的深層次原因，通過(guò)反饋閉環(huán)實(shí)現(xiàn)過(guò)程的優(yōu)化，進(jìn)而不斷提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和效率。同時(shí)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與企業(yè)計(jì)劃資源、運(yùn)營(yíng)管理等數(shù)據(jù)的綜合分析，更加精準(zhǔn)的把脈供應(yīng)鏈和財(cái)務(wù)問(wèn)題，降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。

2、幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方式和商業(yè)模式創(chuàng)新

通過(guò)跟蹤和采集產(chǎn)品售后使用數(shù)據(jù)，提供設(shè)備健康管理、產(chǎn)品增值服務(wù)等新型業(yè)務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)從賣(mài)產(chǎn)品到賣(mài)服務(wù)的轉(zhuǎn)變。同時(shí)，還可以通過(guò)與用戶(hù)的互動(dòng)與交流，了解用戶(hù)的產(chǎn)品使用體驗(yàn)和評(píng)價(jià)，以及用戶(hù)的個(gè)性化需求，有效的獲得最精準(zhǔn)的客戶(hù)數(shù)據(jù)，進(jìn)而有效的組織生產(chǎn)資源，打破同質(zhì)化的產(chǎn)品束縛而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，在提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)也提升了企業(yè)的盈利能力。

業(yè)界專(zhuān)家認(rèn)為，如同移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)創(chuàng)造了應(yīng)用開(kāi)發(fā)與分發(fā)，先上線下等一系列新的產(chǎn)品環(huán)節(jié)和價(jià)值，當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在應(yīng)用創(chuàng)新、產(chǎn)融結(jié)合等方面已經(jīng)顯現(xiàn)出類(lèi)似的端倪，未來(lái)有希望發(fā)展成為一個(gè)全新的產(chǎn)業(yè)體系，促進(jìn)形成大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新的多層次發(fā)展環(huán)境，真正實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”。