工业 4.0 x 工业互联网： 实践与启示

工业互联网的定义

中德智能制造合作企业对话工作组（AGU）工业互联网专家组

工业互联网是新一代工业浪潮的产物，全球主要国家在工业互联网探索和实践中形成了不同的认识。在本文中，中国 对工业互联网的定义来自工业互联网产业联盟（AII），分为宏观层面和技术层面：

• 从宏观层面看，工业互联网通过工业经济全要素、全产业链、全价值链的全面连接，支撑制造业数字化、网络化、 智能化转型，不断催生新模式、新业态、新产业，重塑工业生产制造和服务体系，实现工业经济高质量发展。

• 从技术层面看，工业互联网是新型网络、先进计算、大数据、人工智能等新一代信息通信技术与制造技术融合的 新型工业数字化系统，它广泛连接人、机、物等各类生产要素，构建支撑海量工业数据管理、建模与分析的数字 化平台，提供端到端的安全保障，以此驱动制造业的智能化发展，引发制造模式、服务模式与商业模式的创新变革。

从德国的角度来看，“工业互联网”的定义来自物联网创新联盟（AIOTI）：

• “物联网”和“IoT”是一种能够连接嵌有电子、软件、传感器、执行器和网络连接的物理对象、设备、车辆、建 筑物以及其他物体，并使得这些不同对象能够收集和交换数据的网络。

在制造业领域，物联网、工业物联网及工业互联网是同义词，即基于互联网技术和标准将具有计算能力的物理实体相 互连接的网络。

为了将上述一般概念与制造业中已有的情景进行区别，工业互联网的定义应突出以下方面：

• “物”通常分布在世界各地，即我们通常不考虑单个工厂部署的系统（例如 MES 系统）。

• 多方利益相关者都对“物”的使用保持关注，即“物”的所有者通常会与利益相关方（例如供应商）进行信息共享

从工业 4.0 视角讨论工业互联网

从工业互联网联盟 IIC 与工业 4.0 的联合白皮书讨论来看，工业 4.0 主要面向制造业，而工业物联网（IIoT）适用于能 源、医疗保健和制造业等多种行业。因此，德国的“工业 4.0 平台”战略计划主要聚焦于制造业，并从市场和主要供应商 这两个方面进行展开。市场方面，通过使用新型先进技术提高效率、增强灵活性或缩短上市时间；主要供应商方面，机器、 自动化组件或软件解决方案等供应商面向主要市场提供其产品和服务。

因此，虽然实践案例来自不同领域，本白皮书将对工业互联网的讨论重点放在与制造业相关的问题上，以此将中德两 国行业专家的认识结合起来。 另一方面，工业 4.0 也针对第四次工业革命中，其他未必通过工业互联网来实现的领域进行了讨论。 在技术内容方面，工业4.0和工业互联网所交叉的重点领域在于“相连的资产和机器”以及围绕互操作性不断演变的问题。

下图展示了典型的工业互联网工业 4.0 系统。该系统包括一个工业互联网平台，将关联的资产与各种应用程序连接起来， 包含三层结构：

• 连接层：支持对不同位置资产的连接，并收集资产提供的数据。

• 基础设施层：能够处理数据并提供计算执行能力。在这一层上，数据被分成可供应用程序使用的功能块。

• 应用层：由各种应用程序组成并为应用程序提供在基础设施层上创建的功能块。