【导读】目前，我国工业互联网发展迅猛，从国家层面、部委层面、地方层面都在积极推动，国际上对工业互联网发展也比较关注。我主要介绍工业互联网的三个方面内容：工业互联网的基本认识、国内外工业互联网的主要进展、我国工业互联网发展部署。
工业互联网的基本内涵
现在很多新的技术不断涌现，除了原来侧重的IT行业，新的技术还在加速向新的实体经济产业各个环节渗透，包括共享单车、自动驾驶、人工智能等。 工业互联网本身就是和制造业的结合，ICT新的技术融合将会对原有工业模式产生很大的变化和影响。
国家强调数字化转型或数字经济。 数字经济包含数字经济产业化和产业数字化两部分。
产业数字化部分强调ICT对其他产业的贡献，它会带动GDP增长，在农业、工业和服务业三大产业当中，目前对服务业影响比较大，其次是工业，对GDP增长的贡献超过30%。 在当前工业领域，工业数字化已经是很重要的一块内容，也是工业转型升级很重要的推动力。
工业互联网发展的大脉络有两个维度，上面是互联网的发展，下面是工业的发展。 互联网是从消费互联网向产业互联网发展，其中一个很重要的方面，就是面向实际的生产经营，利用互联网提供相关的服务和支撑。 工业本身也是有自动化、系统化的一个过程。 一开始是单机控制到工控系统出现，到ERP等工业的管理系统，工业和互联网逐步出现融合发展，到2012年工业互联网的概念正式提出来。 随着新技术、新发展理念的引入，工业系统正在从单点的信息技术应用向全面的数字化、网络化、智能化演进。
工业互联网最开始由美国提出。 美国对技术创新非常重视，在2011年就围绕实体经济进行创新发展布局。 美国还有先进制造计划，积极打造制造业创新网络，即NNMI。 这类似我国正在推动的创新中心，目前，美国已经有14个，围绕一些关键创新领域，把产业链相关方都聚集在一起，从而加速技术成果的产业化。 2014年美国成立了工业互联网联盟即IIC，包含GE、AT&T、英特尔、思科等企业，在全球形成了很大的影响力。
我国也一直在积极布局工业转型发展，从两化融合到两化深度融合再到现在的工业互联网。 关于采用“工业互联网”这个概念，开始也进行了反复论证，一是因为我国是制造业第一大国，其次我国互联网创新活跃，工业互联网可以将两个优势都结合起来。
2017年11月底，国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，工业互联网正式成为国家级战略，工业互联网是一个大的体系，是战略性变革的理念，不是简单的网络，也不是简单的平台，也不是简单的模式，是系统化的，是对工业制造业理念的大变革，会引导着技术脉络、管理体系等等变革。
工业互联网的内涵和定义很重要，它的界定实际上是定位和范畴的界定，直接影响到对工业互联网如何认识，包括大的架构和布局。 目前工业互联网有两大内涵。 首先是工业互联网是关键网络基础设施，工业互联网基于现有互联网，但同时会推动互联网发展和演进，以便满足安全、实时、可靠性等要求，包括工厂内网、工厂外网和标识解析。 同时工业互联网还是新业态和新模式，类似互联网和移动互联网，围绕工业生产经营，会产生很多应用创新，包括智能化生产、网络化协同等等。
工业互联网的功能视角包括三大体系，即网络体系、数据体系、安全体系。 第一个网络体系是基础，主要作用是把各个工业要素、各个工业环节连接起来，以支持数据的流动，具体包括网络互联、标识解析、信息交互;第二个是数据体系，数据体系是核心，通过数据的流动、共享、汇聚，支撑形成各种智能化应用。 包括三大闭环，即生产控制的闭环、企业层面的运行决策优化闭环、整个产业链价值链闭环，其中生产控制闭环因为要满足生产环节实时反馈控制要求，需要满足超低时延、超高可靠性等要求。 第三个体系是安全体系，安全体系是保障，需要和工业互联网发展同步规划、同步部署。 三大体系是工业互联网的关键技术设施，把三大体系建设好，基础设施建设就非常好了，在这个基础上可以更好地支撑各种创新应用发展。
工业互联网的发展，一个很重要的核心任务就是建设好三大体系。 网络体系方面，这是互联网现在的情况。 包括智能终端、全球互联的IP网络以及HTTP等互联网协议。 工业互联网的外延扩大了，包含了工厂内网。 此处要特别说明一下DNS系统，上网都会输入域名，通过DNS获取域名对应服务器地址，然后才能接入到服务器获取相关信息。 到工业互联网领域，标识解析就是一个很重要的系统。 域名是很好记的，但对机器来说识读效率等就很低。 在工业互联网领域，我们希望给原材料、产品附予编码，通过自动识读技术实现自动识读，为了定位服务器找到相关信息，也需要类似DNS的标识解析系统，以便实现编码到信息的定位。 工业互联网的标识解析体系也是要建立类似DNS的分层分级的体系，标识解析听起来很抽象，简单概述起来，就是一个码加一个解析系统。
数据体系方面。 数据体系是核心，通过数据汇聚和大数据分析等技术，形成智能分析和判断，而原来工业生产、经营、管理主要靠既有经验，平台将来可能汇聚很多数据。 现工业互联网平台功能构分三层，三层的划分有点像云计算，最底层是边缘层，通过连接设备、不同系统等，把数据采集上来，可以做一些协议转换适配等等。 中间是基础能力层，基础能力层是平台的核心，对数据进行汇聚、处理、清洗，最关键该层还会汇聚很多服务、模型、算法，并提供开发环境，特别是把现在的工业经验、工业模型等进行数字化，放到平台上，就很容易调用相关能力，形成新的应用。 最上层是工业应用SAAS层，包括云化工业软件，现在很多工业企业都没有安装工业软件，通过提供云化的工业软件，如ERP，企业就可以租用了。 还有垂直领域的应用创新。
安全体系方面，随着工业互联网发展，很多工业设备、系统都要连到互联网上，会带来很多安全挑战和风险。 现在工业体系相对封闭，有的企业采用物理隔离或者逻辑隔离方式来保障系统安全，但是工业互联网的发展会慢慢促进工业系统的开放，互联网上的很多安全风险都会延伸到工业互联网中，所以安全体系建设是工业互联网发展的一个很重要的基础和前提。 工业互联网安全体系包含五个方面： 设备安全、网络安全、控制安全、应用安全和数据安全。
工业互联网目前以制造为切入点，但工业互联网不仅仅是制造业，也包含其他领域的应用。 做好基础设施，如网络平台、安全等等，保证实时安全可靠，那么还可以有效支撑能源、交通、物流等发展。
3D打印、智能装备等强调单点智能，工业互联网是一个大的体系设计。 通过数据的流动、数据分析，形成系统化的智能，这是远远超越原来靠经验来判断的，可能会出现很多新的发展空间，这对现有工业体系会产生很大的影响。
工业互联网的工业体系实际上复杂很多，将来工业互联网在工厂内部会出现新的网络连接，智能传感器、控制器等更多数据采集节点，互联网中会出现很多工业互联网平台。
国内外工业互联网的主要进展
目前工业互联网是全球布局热点。
美国因为互联网发展非常好，希望打造工业互联网发展基础，而且他们不仅仅是围绕工业，还包括能源、车联网、智慧城市等，工业互联网联盟是美国牵头的产业推进平台。 德国更侧重制造业，强调ICT技术和工业本身的结合，并成立有工业4.0平台来推进产业发展。 日本更强调机器人应用和工业本身高质量的发展，成立有IVI价值链促进协会、物联网协会等组织。 相关组织都发布有各自的参考架构。 我国首先也是从参考架构设计出发，同时通过测试引导新技术的研究，通过应用案例标杆，来引导应用探索。
美国和德国不同的地方在于： 美国强调水平化、互操作能力建设;德国以工业为主。 美国IIC和德国工业4.0清晰地展示了双方关注点。 工业互联网应用说两个方面都涵盖，目前是以制造业为切入点，但更加强调水平化、互操作能力建设。
美国通过测试床引导新技术应用，且要求严格，必须有创新技术或解决方案才可以。 美国的测试床覆盖范围较大，不仅涵盖智能制造，还延伸到产业互联网，如航空、微电网等。 同时，通过测试床，积极推进软件定义、时间敏感网络、人工智能等研究和应用。
全球范围看，工业互联网平台成为全球竞争的焦点，大家使用互联网和移动互联网能感觉出来，谁的平台占据了优势，会汇聚越来越多的资源和用户。 目前互联网领域对平台的竞争已经延伸到工业互联网领域。 IT、CT、电信运营商、工业企业、互联网公司都在积极布局。 许多大家熟知的公司都在布局工业互联网平台。
平台是工业互联网核心。 国内和国际工业互联网平台还存在较大差距。 GE在能源、航空、医疗等行业有深厚的积累，很多模型已经放到Predix平台上，相关机理模型、算法、工艺等需要多年沉淀，也能够反映出平台的技术基础和实力。 从目前看，工业企业在工业互联网平台方面具有较强的竞争优势。
国际很多技术创新、产业布局在不断地调整和演进中。 美国一些跨国企业、初创企业发展特别快，在工业互联网领域出现了很多独角兽企业，如Uptake。 欧洲老牌工业企业，还有日本，都在加速工业互联网的布局和发展，同时也产生了很多技术创新，如边缘计算、低代码开发等。
产业之间也在不断深化合作。 如美国PTC，与罗克韦尔开展深度合作，可以给工业企业提供整体解决方案，目前企业之间合作非常踊跃，平台发展也非常快。
我国工业互联网发展部署
我国初步形成了“一大联盟”“两大阵营”“三大路径”“四大模式”的态势。 “一大联盟”指工业互联网产业联盟，联盟会员已超过1000多家，包括ICT企业、工业企业、面向工业领域的解决方案提供商，在中国工业互联网发展一大特色是互联网企业非常积极。 联盟也在积极提升国际影响力，并吸引外资企业参与，目前联盟会员中包含了20多家外资企业。 此外，联盟会员中还包含了投融资机构。 目前联盟已经形成“12+9+X”的组织架构，即12个工作组，9个特设组和X个分联盟。 特别要提一下，12个工作组中，包含垂直领域工作组，以加速工业互联网在垂直领域的发展和落地，此外联盟还成立有政策法规和投融资组，以宣传我国工业互联网相关政策，促进产业与政策的对接，产业与投融资的对接。 特色组主要是为加速推进一些热点方向的研究与发展，如开源特色组。
“两大阵营”主要指产业界分别从供给侧和需求侧出发，来推动和探索工业互联网发展。
我国不断加快工业互联网发展与探索，逐步形成了“三大路径”，一是工业企业的智能化改造，主要侧重工程内部，将设备、系统等连接加强数据采集，以实现企业提质增效等需求。二是工业与产品、企业上下游和用户的协作。在工业互联网理念引导下，工厂正在从封闭走向开放，产品走向智能化，工厂系统和产品、企业上下游和用户互联起来，在此基础上，提供产品增值服务、企业之间的信息交互与服务协作，了解用户的感受。三是平台化路径，工业企业、ICT企业等依托原有能力，结合工业互联网发展需求，来做工业互联网平台。
我国围绕工业互联网的创新应用有很多，有设备的健康管理、智能生产管理、能耗监控、排放管理、质量管理等。如设备健康管理，是国内外都在积极推进的应用，通过通信模块将设备练到网上，很容易做到预测性维护。还有创新应用是围绕企业经营管理和资源配置优化，依托平台化理念，可以将企业的生产能力、生产资源在全国甚至全球范围内进行开展调配和协作。和国外相比，由于我国工业企业信息化基础整体还较薄弱，在模式创新同时还需要同步补课，如针对工业企业信息化水平较低的问题，利用工业互联网平台、企业上云用云，来满足中小企业低成本信息化需求。通过平台连接工厂，可以打通供需，或将订单分解成不同的工厂加工。还有连接物流，可以优化物流效率。有的企业还通过平台来连接金融，来服务中小企业贷款等等。
我国工业互联网顶层设计基本已经完成了，包括国家战略设计和技术体系设计。 围绕网络、平台和安全，正在加速创新，当然我们也面临很多挑战。 安全保障体系同步还要加强设计，且与发展同步推进。 随着新技术如区块链、人工智能等发展，这些新技术正在加速向工业领域延伸。 技术方面，IT和OT融合是个挑战，且新技术在工业领域的应用有效性待验证，不同场景对数据模型不同，大数据分析能力需求也不同。 我国工业领域技术基础较弱，还需补课并加快跟进。
应用方面，中国企业信息化程度薄弱，且本身资金短缺，投入不足，一些标准化的解决方案不能大规模推广。
国家高度重视工业互联网发展，去年12月底，中央经济工作会上把工业互联网定位于新型基础设施，目前工信部等相关部委正在加紧落实推进。 此外，今年政府工作报告也提出打造工业互联网平台，拓展互联网+等等。
工业互联网指导意见是工业互联网纲领性文件，重点任务可以归纳“323行动”，包括打造网络、平台、安全三大体系，推动应用发展以及产业支撑、创新生态和国际合作。
工业互联网外网怎么推动演进升级，以满足工业高可靠、低时延、广覆盖、可定制的需求。 工厂内网包括IT系统、OT系统，需要推动它无线化、扁平化和灵活化。 现在两个重点，第一个就是TSN，时延可达到毫秒级、同步可达到纳秒级，可以很好满足工业现场高实时等要求。 第二就是5G在工业互联网中的应用。
关于标识解析体系。 国家顶级节点向下连接二级节点，因为工业可细分很多行业，如机械制造、汽车、原材料、信息电子，不同行业可以做不同的二级节点。 目前现在5个顶级节点已经上线试运行，很多企业和地方在加速推进二级节点建设。 标识解析整个产业生态还涉及标签技术、打码设备、读写设备、校验设备以及标识注册、解析软件等。
平台方面，正在推动建设和运营同步发展，希望到2020年打造10个左右“双跨”平台，到2025年形成15个国际竞争性的平台，同时建设实验验证平台来支撑相关研究和发展。
安全方面，要打造安全防护能力，数据是最重要的，它的安全防护机制是重点的。 国家正在推动工业互联网安全监测能力建设，包括国家、省级/行业和企业三级。
应用方面，要提升大企业工业互联网创新应用水平，提升工业互联网集成，引导其发展平台。 中小企业创新活跃，应引导它数字化、网络化和向云端迁移。
三大支撑体系方面，包括构建协同创新生态，组织区域创新示范工程，建设工业互联网创新中心和示范基地。 推动产业支撑能力建设，包括技术研究、标准研制、产品解决方案的孵化。 同时积极推进国际合作交流与推广，互操作性是工业互联网的关键，需要打造全球化的技术标准。
工业互联网不仅仅是制造业的切入点，通过工业互联网发展可以探索出整个数字经济发展的路径，或者说产业转型发展的方法和路径。 工业互联网做好了以后，会带动整个实体经济的发展。 当然，工业互联网还有很多需要研究和探索的地方，特别是应用模式、推广模式、商业模式方面，还有很多挑战。
未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能，互联网和脑科学交叉研究机构。
未来智能实验室的主要工作包括：建立AI智能系统智商评测体系，开展世界人工智能智商评测；开展互联网（城市）云脑研究计划，构建互联网（城市）云脑技术和企业图谱，为提升企业，行业与城市的智能水平服务。
