《中国工业互联网2035发展战略》摘要 | 国家重大出版工程

（中国学科及前沿领域2035 发展战略丛书）

ISBN 978-7-03-075343-4

本文分享本报告摘要。

工业是国民经济的命脉，工业发展不断推动着人类社会和经济的发展进步。在过去的两百多年里，世界工业已经历了三次重大变革与飞跃，从机械化、电气化发展到如今的自动化，极大提升了人类的物质文明。随着互联网、物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的快速发展和应用，未来工业发展正在迎来新的变革性契机，需要新的发展思路，而工业互联网正是实现这场变革的核心要素。从全球范围来看，工业互联网作为数字化转型的关键支撑力量，推动了传统产业加快转型升级、新兴产业加速发展壮大。对于我国而言，加快工业互联网创新发展步伐，快速构建我国制造业竞争新优势，抢占未来发展主动权具有重要的战略意义。

工业互联网通过互联网、物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术在工业领域的深度融合和创新应用，建立了广泛连接人、机、物等各类生产要素的全球性网络，形成了贯穿全产业链的实体联网、数据联网、服务联网的开放平台，是重塑工业生产与服务体系，实现产业数字化、网络化、智能化发展的重要基础设施。

本报告从信息技术的视角出发，将工业互联网的互联范围划分为工厂、企业、产业链三个层级，将工作流程归纳为智能感知（感）、网络互联（联）、数据分析（知）和控制协同（控）四个环节，提出“三层级四环节”的工业互联网逻辑架构。基于该架构，工业互联网连接了全生产系统、全产业链、全价值链，使原本割裂的工业数据在网络上流通，最终实现人、机、物的全面、深度、安全互联。

▲ 工业互联网的“三层级四环节”逻辑架构

※从知识体系来看，工业互联网具有多学科交叉、多应用驱动、多技术融合的特点。

多学科交叉：工业互联网涉及计算机、通信、控制、电子、机械、材料、制造等，几乎涵盖了信息、工程、材料领域的大部分学科。

多应用驱动：工业互联网应用场景丰富多样，面临的新需求层出不穷，通过解决应用问题可以驱动知识体系的完善，呈现应用带动学科发展的显著特征。

多技术融合：工业互联网融合了物联网、人工智能、大数据、云计算、机器人、移动通信、智能制造、柔性材料等多种前沿技术。

※从层次结构来看，工业互联网的互联范围在工厂、企业和产业链三个层级不断延伸：

对于工厂级互联，覆盖“人、机、料、法、环”各方面，打通车间内部各系统间的“信息孤岛”；

对于企业级互联，实现企业业务全流程的联网，包含产品的设计、生产、售后等各个阶段；

对于产业链级互联，涉及各企业、产业和区域之间的价值链、企业链、供需链和空间链，涵盖产品生产或服务提供的全要素、全环节、全过程，借助工业互联网平台，实现产业链上下游企业（供应、制造、销售、金融）之间的互联，实现产业基础能力提升、运行模式优化、产业链控制力增强和治理能力提升。

※就本质而言，工业互联网是通过信息网络使得原本割裂分散的工业大数据实现按需有序流通的，其关键科学问题体现在“感、联、知、控”四个环节上：

首先，在“感”环节上，需要通过感知生产过程相关的人、机、物等各类生产要素及所在工业场景，刻画制造过程依赖关系和时空关联，以实现从物理世界到数字世界的映射；

其次，在“联”环节上，需要通过海量多元工业实体泛在接入，构建安全、可靠、高效的工业互联网络，以实现异质离散工业实体（即人、机、料、法、环）数据的集成与汇聚；

再次，在“知”环节上，需要通过研究有效的认知表达范式、认知实现方法与认知决策机制，以实现工业互联网与智能认知的充分融合；

最后，在“控”环节上，需要通过对工业全流程的全局协同与控制，提高生产线的柔性反应能力和供应链的敏捷精准反应能力，以实现全流程柔性生产和智能制造。

针对“感、联、知、控”四个环节，本报告将以上四大关键科学问题归结为：全模态信息表征、全要素互联组织、全场景智能认知、全流程柔性协同。

※围绕“感、联、知、控”四大关键科学问题，工业互联网主要涉及六大核心技术领域：

工业智能感知，针对强干扰、大范围、多目标的复杂工业环境，实现全方位感知；

工业互联与信息集成，针对工业互联网异质工业实体与异构互联网络，设计高效的自适应互联技术，实现泛在工业互联网络数据实时传输和信息高度共享；

工业大数据与工业智能，针对多源异构工业数据，结合人工智能技术及工业领域知识，实现智能分析和决策；

工业互联网控制协同，针对物理世界和数字世界中的控制与协同难题，通过虚拟仿真、数据分析、认知决策等多个领域关键技术，实现全流程控制协同方法与机制；

工业互联网平台软件，面向工厂、企业到产业链的不同层级对资源管理和应用开发的不同需求，提供不同层级的共性软件平台，向下实现工业资源的有效管理，向上支撑工业场景的应用开发；

工业互联网安全，构建涵盖设备层、网络层、数据层、应用层、控制层的工业互联网安全防护体系。

※展望未来，工业互联网将呈现三大发展趋势。

一是泛在化。工业互联网将接入工业全场景，涵盖各环节的人、机、物，实现无处不在、无迹可寻的工业数字孪生世界。

二是协同化。通过亚微秒级低时延、高可靠、广覆盖的基础设施，实现工业全场景、全链条的人、机、物高度协同。

三是智能化。通过人工智能技术与工业场景、知识的深度结合，在工业设计、生产、管理、服务等各个环节实现模仿或超越人类的能力。

※随着核心技术的突破和大规模部署应用，工业互联网必将催生工业生产制造新模式，重塑产品规划、设计、制造、销售环节，为工厂、企业乃至整个产业链带来全新发展机遇。若干发展可以预期。

工厂将实现生产柔性化：柔性化生产可以打通用户交互、产品创意产生、个性化订单下达、产品模块部件匹配、自动化生产等环节，此时，“量体裁衣”式的个性化生产将成为现实。

企业将实现生产服务化：在工业互联网时代，企业价值体系由以制造为中心向以服务为中心转变，即便产品已经交付使用，企业仍可以远程感知产品的运行数据，进而得以分析实时运行状况，为用户提供维护、预警、保养等附加工业服务，并从中产生新盈利点。

产业链将实现模式重塑：随着传统的工业化生产向数字化、网络化、智能化的方向发展，新一代信息技术将在制造、能源、交通、医疗等行业深度应用，并促进跨行业领域的融合，带来革命性的产业变革。

本文为《中国工业互联网 2035 发展战略》（“ 中国学科及前沿领域发展战略研究（2021—2035）”项目组编.  北京：科学出版社，2023.6）一书“摘要”，标题为编者所加。