工业互联网标识与双碳园区建设和发展之路（技术与规划篇）

版权信息

书名：工业互联网标识与双碳园区建设和发展之路（技术与规划篇）

ISBN：978-7-115-66001-5

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版  权

编  著 李海花  高 琦  谢家贵  刘东坡  李琦琦

责任编辑 吴晋瑜

人民邮电出版社出版发行　　北京市丰台区成寿寺路11号

邮编　100164 　电子邮件　315@ptpress.com.cn

网址　http://www.ptpress.com.cn

读者服务热线：(010)81055410

反盗版热线：(010)81055315

内 容 提 要

本书聚焦于工业互联网标识与双碳园区建设和发展，在全面介绍相关关键技术、实施方案和典型案例的基础上，给出了双碳园区的未来建设方向和推进建议。

全书主要介绍工业互联网概述、工业互联网标识、工业互联网标识应用新模式、双碳园区的发展历程、工业互联网标识全面赋能双碳园区建设、基于工业互联网标识的双碳园区建设蓝图、基于工业互联网标识的双碳园区建设实施、工业互联网标识赋能双碳园区建设的类型，以及双碳园区典型实践案例、标识与新技术融合助推双碳园区发展、双碳园区建设方向及推进建议等内容。

本书可供从事工业互联网、标识解析、双碳园区等领域的研究、教学人员参考，也适合对双碳园区建设感兴趣的学者及工程人员阅读。

编委会名单

主　任（2人）：

李海花　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所副所长

高　琦　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所副总工程师

副主任（5人）：

谢家贵　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所总工程师

刘东坡　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所副总工程师

李琦琦　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所未来产业部主任及西部运营中心主任

李志平　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所主任

孙　银　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所工程师

委　员（11人）：

宋　涛　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所工程师

王亦澎　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所主任工程师

李笑然　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所高级工程师

马宝罗　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所高级工程师

景浩盟　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所工程师

李胡升　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所高级工程师

刘红炎　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所工程师

王　彪　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所工程师

时晓光　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所工程师

刘思宇　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所工程师

杨　潇　中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所主任工程师

主要作者简介

李海花，正高级工程师，中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所副所长。工作以来主要从事与信息通信相关的政府支撑、战略咨询、新技术跟踪研究、标准研制工作，目前聚焦工业互联网、工业标识解析体系、“星火·链网”相关研究与推动工作；担任工业互联网产业联盟总体组主席、中国通信学会工业互联网专委会秘书长和中国仪器仪表学会智能制造推进工作委员会委员。

高琦，工业互联网与物联网研究所副总工程师，工程师、经济师。主要从事数字经济、元宇宙、工业互联网、区块链、工业园区等领域的产业及商业模式研究；兼中国通信工业协会区块链专委会委员，全国工商联科技装备委员会委员等社会职务；获评《财经》2022年度“元宇宙领军人物”；参与编写图书《从零开始掌握工业互联网（实操篇）》，牵头撰写《工业互联网园区生态图谱报告》《全球工业互联网产业图谱报告》等研究报告。

谢家贵，中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所总工程师。主要从事与信息通信相关的政府支撑、战略咨询、新技术跟踪研究、标准研制等工作，目前聚焦互联网域名、工业互联网标识解析体系及区块链相关研究与推动工作。

刘东坡，中国信息通信研究院工业互联网和物联网研究所副总工程师，毕业于山东大学。长期从事工业互联网、标识解析、数字化转型等相关政策、技术和业务发展研究，作为核心成员参与了《工业互联网发展行动计划（2021—2023年）》《工业互联网标识管理办法》《关于推进工业互联网加快发展的通知》等多项工业互联网相关政策文件的编制工作，主持了国家工业互联网创新发展工程、工业互联网试点示范等 5 项省部级课题，担任 10 余项工业互联网国家标准、行业标准编辑人，在SCI、SSCI、EI期刊发表文章20余篇。

李琦琦，中共党员，博士，现任中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所未来产业部主任及该所西部运营中心主任、十九届重庆市渝北区人大代表、中国信息通信研究院数字经济（成都）创新中心副主任。曾获2023年“十大重庆科技创新年度人物”、2022年“重庆市最美高校毕业生”、2022年“‘智汇两江’科技创新领军人才”等荣誉。主要从事未来产业（人工智能、量子科技、生物制造等）、工业互联网标识解析、区块链等技术研究与实践，主持国家顶级节点（重庆）项目、国家顶级节点（成都托管与灾备节点）项目建设，助力成渝工业互联网一体化发展，支撑成渝地区双城经济圈建设，推动实现重庆、四川等西部十省市工业互联网体系覆盖，主持“星火· 链网”超级节点（重庆）、“星火· 链网”超级节点（成都）建设，推动“星火· 链网”国际（ASTRON）成为新加坡TradeTrust框架官方支持的全球唯一的许可公有链，支撑中新数据跨境流动和区域数字经济发展。牵头开展了“物理人工智能规则验证与测试评估系统建设”“标识解析与车联网先导区融合发展研究”“工业元宇宙关键技术研究”等十余项重点课题研究，参与制定《工业互联网标识行业应用指南（白酒行业）》等行业标准，在国内外期刊发表Federated Multi-Agent Actor-Critic Learning Task Offloading等论文近20篇，牵头申报智慧物流、工业互联网等领域专利10余项，参编《从零开始掌握工业互联网（实操篇）》等图书，在人工智能、工业互联网生态构建、技术研发及产融结合方面具有重要影响力。

序

近年来，工业互联网通过连接工业设备、系统和流程，实现了数据的高效流通和资源的优化配置，为现代工业体系注入了新的活力。在工业互联网赋能园区的数字化转型过程中，标识解析技术为设备和数据提供了唯一的身份标识，进而支撑精准的物理世界感知和信息检索。然而，园区在聚集先进创新技术应用的同时，也成了碳排放的主要源头。

随着全球气候变化问题的加剧，构建绿色低碳转型的现代化产业格局迫在眉睫，园区作为区域经济发展的承载体，是我国经济发展的重要基石。当前，发挥工业互联网标识解析等新一代信息技术与产业园区融合已经成为推动工业领域节能低碳工作的重要驱动力，具体如何统筹推进双碳园区建设是我们在经济可持续发展路上需要不断思考的问题。

中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所一直聚焦工业互联网、工业标识解析体系、园区数字化转型等方向的前沿技术研究，在此基础上编写了《工业互联网标识与双碳园区建设和发展之路（技术与规划篇）》，而我有幸先看了书稿。这本书内容丰富、导向性强，全面展示了工业互联网的发展历程和标识解析体系关键技术及工作原理。同时，这本书还描绘了基于工业互联网标识的双碳园区建设蓝图，探讨了双碳园区建设的实施细节及应用案例，可以给正在打造或准备转型的园区提供实践参考依据。

总体来看，这是一本推动工业互联网双碳园区发展的好书，有助于引导园区数字底座建设、园区服务生态培育，适合对工业互联网、标识解析、双碳园区等新业态有所了解的所有学生、科研工作者、行业工程师阅读。我愿向有兴趣研究、关心未来相关行业发展的各位推荐此书，也想借此书出版之机，再次呼吁大家持续发挥工业互联网双碳园区的规模效应、辐射效应和示范效应，以点带面地持续推进绿色低碳发展。

前  言

工业互联网是第四次工业革命的重要基石，它利用物联网、云计算、大数据等信息技术，推进新型工业化发展的历史进程。为了加快工业互联网的数字化转型和可持续发展，企业需要利用工业互联网标识为各类设备和数据点提供唯一的身份标识。

近年来，以全球变暖为标志的气候变化问题对自然环境和人类生存产生巨大威胁。我国致力于处理好发展和减排、整体和局部、短期和中长期的关系，把碳达峰、碳中和纳入经济社会发展全局，并积极倡导以工业互联网标识助力园区加速实现能源结构优化、资源高效利用、绿色结构转型等双碳目标。

目前，工业互联网标识技术将园区作为区域组织协作与产业转型发展的关键载体，利用标识、计量、认证、监测等手段，围绕监管、资源、能源、生态等多方面协同的理念，构建绿色发展体系，并基于区块链、大数据等新一代信息技术和高效光伏、新型储能等节能减排技术助力基础设施的绿色转型升级，培育壮大园区绿色发展新动能。

作者希望通过本书帮助读者对工业互联网标识赋能的双碳园区有全面的了解，包括但不限于其产生的背景、体系架构、关键技术及应用场景，为读者的进一步研究或工程设计提供参考。

本书共有11章，主要涵盖了工业互联网和双碳园区的阶段性建设成果。第1章概述工业互联网的相关内容；第2章主要介绍工业互联网标识的体系架构和工作原理；第3章展示智能化生产、网络化协同、服务化延伸、个性化定制和数字化管理这5种工业互联网标识应用新模式；第4章主要概述双碳园区的发展历程和建设现状；第5章探讨工业互联网标识如何全面赋能双碳园区建设；第6章介绍基于工业互联网的双碳园区建设规划、建设模式及内容，并分析了其中的6项关键技术；第7章从数字平台建设、数据体系建设和安全体系建设方面分析基于工业互联网标识的双碳园区基础设施；第8章主要介绍物流园区、数据中心园区等7种工业互联网标识赋能的双碳园区建设类型；第9章主要介绍海信江门零碳园区、鄂尔多斯零碳产业园等10个双碳园区典型实践案例；第10章介绍工业互联网标识分别与区块链、大数据等六大前沿技术融合助推双碳园区的发展特征及趋势；第 11 章将探讨双碳园区建设方向及推进建议。

由于成书时间紧张且作者水平有限，书中难免有错漏，恳请各位读者批评、指正。欢迎各位读者通过本书发布的各种联系方式与我们交流。

最后，感谢人民邮电出版社为本书的顺利出版给予的鼎力支持和宝贵建议。最后，还要向阅读拙作的读者表示衷心的感谢！

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第1章　工业互联网概述

工业互联网起源于20世纪90年代，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径，是第四次工业革命的重要基石。

工业互联网通过连接工业设备、系统和流程，实现了数据的高效流通和资源的优化配置，为现代工业体系注入了新的活力。同时，工业互联网的发展也与全球可持续发展的趋势紧密相关，特别是在支持双碳园区建设方面，它提供了强大的数据支撑和技术保障，推动了工业园区的绿色化、循环化发展，助力打造创新型工业园区。

1.1 初步认识工业互联网

1.1.1　工业互联网的概念

工业互联网是指利用物联网、云计算、大数据、人工智能等信息技术，实现工业设备、生产线、工厂、企业、行业之间的全面互联，实现工业数据的开放、流动和深度融合，推动各类工业资源的优化、集成和高效配置，加速制造业数字化、网络化、智能化发展，支撑工业转型升级和提质增效的网络体系。

工业互联网是第四次工业革命的重要基石，发展工业互联网是我国制造业数字化转型升级、实现高质量发展的基本路径，也是加快新型工业化历史进程的关键驱动力。工业互联网有利于提高工业企业的生产效率、质量和创新能力，降低生产成本和资源消耗，增强竞争力和可持续发展能力。

1.1.2　工业互联网的特征

工业互联网是一种将工业领域的各种实体、工具、数据、方法与流程紧密连接起来的技术模式，它涉及多个领域、行业和多项技术，能够实现全要素、全产业链、全价值链的连接，从而推动工业的数字化、网络化、智能化转型，创造新的基础设施、新的应用模式和新的产业。详细来讲，工业互联网具有以下特征。

● 跨领域、跨行业、多技术集成：工业互联网不仅包括与工业领域相关的所有实体、工具、数据、方法与流程，还涉及软硬件数据协议、分布式技术、虚拟化技术、数据化技术、数据建模与分析、组件封装及可视化等多种关键技术与工具。此外，当今工业领域和计算机学科的所有前沿技术，例如边缘计算、智能控制、数字孪生、智能感知、5G 传输、大数据处理与决策、人工智能等，都在工业互联网中得到了具体应用。

● 全要素、全产业链、全价值链连接：工业互联网将设备、产品、生产线、车间、工厂、供应商和客户紧密地连接起来，能有效实现信息和资源的跨区域、跨行业共享，推动整个制造体系的智能化，驱动业务流程和生产服务模式的创新，为客户提供更优质的产品或服务。

● 新基础设施、新应用模式、新产业：工业互联网既是工业数字化、网络化、智能化转型的基础设施，也是互联网、大数据、人工智能与实体经济深度融合的应用模式，同时是一种新业态、新产业，将重塑企业形态、供应链和产业链。

1.1.3　工业互联网的发展历程

工业互联网的发展历程是一段不断演进并日益深化的历史进程，可细分为工业互联网的概念普及期、工业互联网的实践深耕期和工业互联网的发展新阶段。每个阶段，工业互联网都得到了快速发展，当前多元化和高度集成的工业生态系统离不开工业互联网领域的持续成长和创新。

1．工业互联网的概念普及期（2012—2015年）

工业互联网概念的兴起，打破了智慧与机器的边界。通用电气公司于2012年发布《工业互联网：打破智慧与机器的边界》白皮书，在全球掀起工业互联网浪潮。

时代的选择关乎制造业发展的主动权和话语权。2008年，工业和信息化部正式成立，以两化（信息化和工业化）融合为引领，不断推动工业高质量发展。2015年，国务院印发《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》（国发〔2015〕40号，以下简称《指导意见》），强调把互联网的创新成果与经济社会各领域深度融合，形成以互联网为基础设施和创新要素的经济社会发展新形态。同年，工业和信息化部印发《贯彻落实〈国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见〉的行动计划（2015—2018年）》，明确指出将互联网广泛融入生产制造全过程、全产业链和产品全生命周期，培育发展开放式研发设计模式，加快开发和应用工业大数据。

2．工业互联网的实践深耕期（2016—2020年）

党的十九大报告提出“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”，指明了在中国特色社会主义进入新时代的历史背景下，信息技术和实体经济融合发展的方向，就是深化互联网+先进制造业，发展工业互联网。

2019年10月，2019工业互联网全球峰会在沈阳召开，国家主席习近平致贺信，指出“持续提升工业互联网创新能力，推动工业化与信息化在更广范围、更深程度、更高水平上实现融合发展”。这是以习近平同志为核心的党中央立足新时代、新方位做出的重大战略安排，也是党中央、国务院做出的一项长期性、战略性部署，为把握信息革命历史机遇、加强信息化工作明确了前进方向，提供了根本遵循。“十三五”期间，随着工业互联网创新发展战略的深入实施，中国工业互联网平台已成为企业数字化转型探索的关键抓手，工业互联网从概念普及走向实践深耕。

3．工业互联网的发展新阶段（2021年至今）

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中明确指出，“十四五”时期将统筹推进基础设施建设，其中重点强调要加快工业互联网建设，推进产业基础高级化、产业链现代化，提高经济质量效益和核心竞争力。

在利好政策的带动下，中国工业互联网应用已经覆盖国民经济40个大类，多层次平台体系持续壮大，工业互联网建设不断取得积极进展。制造业是“5G+工业互联网”的产业融合应用的主要战场，一是因为5G技术改变了制造业企业原本的组织方式和生产模式，对设备、人员及环境进行全方位互联，对生产设备进行实时监控，使工业生产越来越向着无人化、网络化、智能化的方向发展；二是因为5G技术改变了制造业企业的生产经营模式，使得工业企业同客户交互成为可能，为客户提供个性化服务，推动制造业向服务型企业转型升级。

未来，以5G、6G、数字孪生、边缘计算、量子互联网为代表的技术应用也将持续深化，助力工业互联网不断创新发展。从不同行业的角度进行分析，新一代信息技术对工程机械、轨道交通、航空航天等高端装备行业的影响将贯穿产品全生命周期。在石化、冶金等原材料行业，工业互联网平台的应用有助于实现资产、生产、价值链的复杂与系统性优化。在消费品领域，新一代信息技术能够助力家电、纺织等行业的规模化定制能力、质量管理水平与产品售后服务水平有效提升。

1.1.4　工业互联网体系架构

面对第四次工业革命与新一轮数字化浪潮，全球领先的国家/地区无不将制造业数字化作为强化本国未来产业竞争力的战略方向。

这些国家/地区在推进制造业数字化的过程中，不约而同地把参考架构设计作为重要抓手，如德国推出工业4.0参考架构RAMI 4.0，美国推出工业互联网参考架构IIRA，日本推出工业价值链参考架构IVRA，其核心目的是以参考架构来凝聚产业共识与各方力量，指导技术创新和产品解决方案研发，引导制造企业开展应用探索与实践，并组织标准体系建设与标准制定，从而推动一个创新型领域从概念走向落地。

1．工业互联网体系架构1.0

工业互联网体系架构1.0提出基于工业互联网的网络、数据与安全，工业互联网将构建面向工业智能化发展的三大优化闭环。

● 面向机器设备运行优化的闭环，核心是基于对机器操作数据、生产环境数据的实时感知和边缘计算，实现机器设备的动态优化与调整，构建智能机器和柔性生产线。

● 面向生产运营优化的闭环，核心是基于信息系统数据、制造执行系统数据、控制系统数据的集成处理和大数据建模分析，实现生产运营管理的动态优化与调整，形成各种场景下的智能生产模式。

● 面向企业协同、用户交互与产品服务优化的闭环，核心是基于供应链数据、用户需求数据、产品服务数据的综合集成与分析，实现企业资源组织和商业活动的创新，形成网络化协同、个性化定制、服务化延伸等新模式。

工业互联网体系架构 1.0 如图 1-1 所示。在图 1-1 中，网络是工业系统互联和工业数据传输与交换的支撑基础，包括网络互联体系、标识解析体系和应用支撑体系，表现为通过泛在互联的网络基础设施、健全适用的标识解析体系、集中通用的应用支撑体系，实现信息数据在生产系统各单元之间、生产系统与商业系统各主体之间的无缝传递，从而构建新型的机器通信、设备有线与无线连接方式，支撑形成实时感知、协同交互的生产模式。

图1-1　工业互联网体系架构1.0

数据是工业智能化的核心驱动，包括数据采集与交换，集成处理，建模、仿真与分析，决策优化，反馈与控制等功能模块，表现为通过海量数据的采集与交换、异构数据的集成处理、机器数据的边缘计算、经验模型的固化迭代、基于云的大数据计算分析，实现对生产现场状况、协作企业信息、市场用户需求的精确计算和复杂分析，从而形成企业运营的管理决策及机器运转的控制指令，驱动从机器设备、运营管理到商业活动的智能化和优化。

安全即网络与数据在工业中应用的安全保障，包括设备安全、网络安全、控制安全、数据安全、应用安全和综合安全管理，表现为利用涵盖整个工业系统的安全管理体系，避免网络设施和系统软件受到内部与外部攻击，降低企业数据被未经授权访问的风险，确保数据传输与存储的安全性，实现对工业生产系统和商业系统的全方位保护。

2．工业互联网体系架构2.0

工业互联网体系架构2.0是基于1.0的升级，强化了工业互联网体系架构1.0在技术解决方案开发与行业应用推广方面的实操指导性。工业互联网体系架构2.0包括业务视图、功能架构和实施框架三大板块，形成了以商业目标和业务需求为牵引，进而明确系统功能定义与实施部署方式的设计思路，自上而下层层细化和深入。

工业互联网体系架构2.0如图1-2所示。

图1-2　工业互联网体系架构2.0

业务视图明确了企业应用工业互联网实现数字化转型的目标、方向、业务场景及相应的数字化能力。业务视图首先提出了工业互联网驱动的产业数字化转型的总体目标和方向，以及这一趋势下企业应用工业互联网构建数字化竞争力的愿景、路径和举措。这在企业内部将进一步细化为若干具体业务的数字化转型策略，以及企业实现数字化转型所需的一系列关键能力。业务视图主要用于指导企业在商业层面明确工业互联网的定位和作用，其提出的业务需求和数字化能力需求为后续功能架构设计提供了重要指引。

功能架构明确企业支撑业务实现所需的核心功能、基本原理和关键要素。功能架构首先提出了以数据驱动的工业互联网功能原理总体视图，形成物理实体与数字空间的全面连接、精准映射与协同优化，并明确这一机理作用于从设备到产业等各层级，覆盖制造、医疗等多领域的智能分析与决策优化。这一总体视图可进一步细化分解为网络、平台、安全三大体系的子功能视图，描述构建三大体系所需的功能要素与关系。功能架构主要用于指导企业构建工业互联网的支撑能力与核心功能，并为后续工业互联网实施框架的制定提供参考。

实施框架描述各项功能在企业落地实施的层级结构、软硬件系统和部署方式。实施框架结合制造系统现状与未来发展趋势，提出了包含设备层、边缘层、企业层、产业层的四层实施框架层级划分，明确了各层级的网络、标识、平台、安全的系统架构、部署方式，以及不同系统之间的关系。实施框架主要为企业提供工业互联网具体落地的统筹规划与建设方案，可用于指导企业技术选型与系统搭建。

1.1.5　工业互联网的功能体系和产业体系

工业互联网作为现代工业发展的重要基础，涵盖功能体系和产业体系两个主要方面。在功能体系方面，工业互联网构建了从信息传输、数据分析到安全保障的全方位框架，促进了新型工业化的发展。在产业体系方面，工业互联网不仅包括网络、平台、数据和安全等直接产业，还通过其技术和应用渗透到其他行业，推动生产效率提升和数字化转型，实现了跨产业的协同和集成。这两个方面共同为工业互联网的发展奠定了坚实的基础，推动了现代化产业体系的建设。

1．功能体系

工业互联网主要涵盖网络、平台、安全、数据和标识 5 个关键方面。其中，网络是基础，平台是中枢，安全是保障，数据是核心，标识是纽带。通过深化规模应用、完善基础设施、加快技术攻关等，中国工业互联网正走在一条独特的发展道路上，为推进新型工业化发展提供了坚实支撑。

网络是工业互联网的基础，应用了工业总线、工业以太网、时间敏感网络、确定性网络和 5G 等技术。网络可分为企业外网与企业内网。企业外网具有高性能、高可靠性、高灵活性和高安全性，用于连接企业各地机构、上下游企业、用户和产品。企业内网则用于连接企业内人员、机器、材料、环境、系统，主要包含信息网络和控制网络。

平台是工业互联网的中枢，它基于云计算基础架构，提供数据汇聚、建模分析、知识复用和应用推广等服务。此外，工业互联网平台需要广泛采集不同来源和不同结构的数据，支持海量工业数据的处理，实现海量数据的深度分析，并支持工业 App 的开发、测试和部署。

安全是工业互联网的保障，融入网络、平台和数据三大方面。工业互联网安全防护体系有助于有效识别和抵御各类风险，化解多种安全风险，是实现工业智能化、工业互联网规模化推广的必要条件。

数据是工业互联网的核心，它贯穿工业企业的端、边、云各层级，以及人、机、物、系统各环节。数据的使用可以促进模型迭代、微服务优化在研、产、供、销、服各环节的深度应用与标准化推广。

工业互联网标识解析体系是工业互联网网络体系的重要组成部分，是支撑工业互联网互联互通的神经枢纽。工业互联网标识解析体系通过为机器、产品等物理资源和算法、工艺等虚拟资源赋予唯一“身份证”并进行快速定位与信息查询，实现跨企业、跨行业、跨地域的信息资源集成共享，是全球供应链系统和企业生产系统精准对接、产品全生命周期管理和智能化服务的前提与基础。

网络为信息传输提供载体，数据作为信息的重要表现形式，以网络为桥梁，实现物理世界与数字世界的双向动态映射，平台将客观信息与主观的生产目标汇总起来进行分析以实现高级产控功能，而安全则为整个系统的平稳运行提供了支持。

工业互联网标识解析体系是新型工业化发展的战略性基础设施，是工业互联网体系的重要纽带，是实现数实深度融合的核心枢纽，是增强产业链供应链韧性的关键抓手，是数字化、绿色化协同发展的重要底座，更是推动构建开放产业生态的基本路径。

2023年11月20日，工业和信息化部部长金壮龙在“2023中国5G+工业互联网大会”上指出，聚焦“网络为基础、平台为中枢、安全为保障、标识为纽带、数据为要素”的五大功能体系，打造“5G+工业互联网”升级版，为推进新型工业化、建设现代化产业体系提供坚强的支撑。

工业互联网的五大功能体系不断完善。在网络方面，基本建成低时延、高可靠、广覆盖的网络体系，“5G+工业互联网”实现从“1”到“10”的拓展。在企业外网上，推动基础电信企业建设；在企业内网上，利用5G、时间敏感网络等技术进行改造。根据第六届“绽放杯”5G应用征集大赛统计，“5G+工业互联网”领域已有近2万个项目实现商业落地和解决方案可复制。

在平台方面，基本形成综合型、特色型、专业型的平台体系，以及由点及面的特色产品化平台发展模式。基于模型数据积累推动软件产品化、基于ICT能力优化实现平台底座产品化、基于低成本解决方案加快产品普适化，已经成为平台的三大发展方向。

在安全方面，构建协同高效、技管结合的安全体系，提升安全技术产品核心能力。构建工业互联网安全分类分级管理体系和安全监测服务体系，全面提升工业互联网安全保障能力，实现安全需求、安全技术产品及安全解决方案的三重升级。

在标识方面，工业互联网标识解析体系“5+2”国家顶级节点全面建成，二级节点实现了国内31个省（区、市）全面覆盖，标识注册总量超4300亿，服务企业超32万家，覆盖仪器仪表、装备制造、汽车制造等45个国民经济大类，全面融入工业企业仓储、物流、销售等环节，全面赋能工业企业数字化、网络化、智能化、绿色化发展。

在数据方面，工业互联网大数据中心体系持续完善，新型数据基础设施提供一体化数据服务能力。以可信数据空间为代表的数据要素解决方案不断探索工业制造业的数据利用问题，北京数据基础制度先行区启动，加速打造国家数据基础制度综合改革“试验田”，为数据要素市场化配置改革提供政策支持，为政府监管和企业创新赋能提供关键支撑。适度超前建设数据基础设施将为数据要素产权确权、收益分配、交易流通、安全治理等核心问题的解决提供一体化服务能力。

2．产业体系

如图 1-3 所示，从产业体系的角度来看，工业互联网的直接产业是构建工业互联网功能体系的核心领域，包括网络、平台、数据和安全4个领域。

● 网络作为基础，提供信息传输和通信连接的载体，包括工业总线、工业以太网、时间敏感网络、确定性网络和5G等技术。

● 平台作为中枢，基于云计算基础架构，提供数据汇聚、建模分析、知识复用和应用推广等服务，实现工业数据的集中管理和分析。

● 数据贯穿工业企业的各个层级和环节，促进模型迭代、微服务优化的深度应用，并推动标准化的推广。

● 安全是保障工业互联网系统安全运行的重要方面，包括网络、平台和数据的安全防护，通过建设工业互联网安全防护体系，识别和抵御各类风险，保障工业互联网系统的安全运行。

除了直接产业，工业互联网还涉及渗透产业，即将工业互联网直接产业的相关产品和服务与其他产业领域进行融合、渗透。这种渗透可以提升其他产业的生产效率，并推动其数字化转型。通过将工业互联网的相关技术和应用引入其他领域，可以实现更高效的生产流程、更智能的设备与系统控制，以及更精准的数据分析和决策支持。

工业互联网的渗透产业可以涵盖各个行业，例如制造业、能源领域、交通运输、农业等，通过构建跨产业的协同和集成，促进信息流、物流和金融流的集成，实现资源的高效配置和产业的优化升级。

图1-3　工业互联网的产业体系

工业互联网产业链由设备层、网络层、平台层、软件层、应用层和安全体系等六部分构成，上中游产业链协同发展，下游应用领域广阔，如图 1-4 所示。其中，设备层包括智能生产设备、智能终端、嵌入式软件及工业数据中心；网络层包括工厂内部和外部的通信；平台层包括协同研发、协同制造、信息交易和数据集成等工业云平台；软件层包括研发设计、信息管理和生产控制软件，是帮助企业实现数字化价值的核心环节；应用层包括能源电子、冶金化工、工业大数据分析等；而安全体系渗透于以上各层中，是产业的重要支撑与保障。

对于上游产业链，在生产设备中，CAD依然是3D打印的主流技术，其中联泰市场份额位居第一，占比16.4%；工业机器人应用领域广泛，系统集成商的利润水平为5%～10%，议价能力较弱。传感器作为工业互联网上游重要的元器件之一，在工业智能制造中占比约21%，市场议价能力强，市场集中度高，主要以MEMS和CIS为主，商业模式以IDM为主。

对于中游产业链，2022年，中国具有影响力的工业互联网平台超过240家，重点平台连接设备超8100万台，工业App的数量已超过60万个，“双跨”平台增加至28家，新增72家特色型工业互联网平台。2018—2022年，中国工业互联网产业规模持续增长，复合增长率CAGR为12.6%。2022年，工业互联网产业增加值规模达到4.5万亿元，占GDP比重上升至3.6%。

对于下游产业链，在中国工业互联网带动各细分行业增加值中，制造业断层式第一，2021年增加值为17 494.1亿元，占总增加值的44.8%；信息传输、软件和信息技术服务业赋能作用位居第二，行业占比为23.5%。总体来看，工业互联网赋能细分行业集中度偏高，CR3和CR5分别为75.9%和86.3%。

图1-4　工业互联网产业链图谱

工业互联网正处于规模化扩张的窗口期与国际优势重构的关键期，发展工业互联网已经成为国家重塑现代化产业体系、抢占产业竞争制高点的重要方面和环节。要探索我国基于工业互联网推进现代化产业体系建设的具体路径，必须先厘清工业互联网推进现代化产业体系建设的机制。

（1）技术创新机制。《2023年政府工作报告》指出：“加快建设现代化产业体系。强化科技创新对产业发展的支撑。”工业互联网作为提升我国产业竞争力的主导性技术因素，通过促进关键核心技术突破与壮大战略性新兴产业发展两条路径推进现代化产业体系建设。

一方面，工业作为我国实体经济的基础核心产业和现代化产业体系的基本支撑，工业的关键核心技术突破从根本上决定工业现代化乃至整个产业体系现代化的进程。迅速发展的工业互联网为我国工业关键核心技术的“换道超车”提供了重要平台和机遇，主要表现为以数据思维、业务中台模式、“云+网+端”为特征的平台功能辅助工业软件等核心技术领域整合多方创新资源要素，协助企业实现核心技术研发和创新突破，并在扩大企业市场利润增长点和协调产业链、供应链各个环节的同时，显著提升我国工业、制造业的核心竞争力。例如，华天软件推出的国内首款云工业软件CrownCAD拥有多终端的协同设计，用户在任意地点和终端打开浏览器即可进行产品设计与协同分享，是“云+网+端”的现实应用。CrownCAD 不仅实现了现代化产业互联互通效率和研发模式的跨越式提升，也打破了达索、西门子、美国参数技术公司（PTC）及欧特克（Autodest）等国外企业在CAD软件市场的垄断，开辟了我国基于工业互联网打造关键核心技术领域创新优势的新路径。

另一方面，工业互联网通过助推战略性新兴产业的技术创新，推进现代化产业体系的高端化、高质化。战略性新兴产业是以重大前沿技术突破和重大发展需求为基础，对经济社会全局和长远发展具有重大引领、带动作用的产业。作为前沿科技和新兴产业的深度融合体，战略性新兴产业既代表新一轮科技革命和产业变革的发展方向，也是建设现代化产业体系、引领国家未来产业发展的决定性力量。

在数智化时代，工业互联网通过逐渐突破数据采集和传输、海量数据计算处理速度、行业知识模型化等方面的技术瓶颈，极大推动了大数据、云计算、5G、人工智能等新一代信息技术在战略性新兴产业领域的应用落地。

工业互联网不仅直接催生了智能制造、个性化定制、网络协同、服务型制造等新模式、新业态，也将促进边缘计算、数字孪生等新一代信息技术重塑企业组织结构形态，创新生产服务场景，优化技术创新方向，从而提升战略性新兴产业的发展质量和水平，有效提升现代化产业体系的高端化、高质化水平。

（2）产业融合机制。产业融合作为现代化产业体系的重要特征和发展趋势，是指在时间上先后产生、结构上处于不同层次的农业、工业、服务业在同一产业链与产业网络中相互渗透、融合发展的过程。在数字经济时代，工业互联网为产业融合提供了重要支撑平台，具体包括数字经济与实体经济之间、三次产业之间，以及新兴产业与传统产业之间的融合发展。

● 工业互联网支撑数字经济与实体经济的深度融合。从传统研究视角来看，国内学者普遍将第一、第二产业及除金融业和房地产业以外的第三产业归于实体经济。但近年来数字经济的发展极大地拓展了实体经济的内涵，催生出以效率提升、模式变革为基本特征的新实体经济，也就是现代化产业体系中的数实融合部分，如与数字技术密切相关的数字技术产业、传统产业的全流程数字化升级等。随着数实融合的深度推进，新实体经济对算力、存储、传输的需求呈指数级增长，工业互联网作为新型基础设施可以在提升算力、存储、传输能力的同时，缓解算力需求与供给之间的结构性矛盾。与此同时，工业互联网作为新一代信息技术与实体经济深度融合的应用模式和工业生态，是新实体经济的新产业、新业态和新模式的典型代表，也是推进和深化数实融合的基本平台与坚实支撑。

● 工业互联网促进三次产业融合发展。工业互联网的数据信息流通功能可以推进全要素、全环节信息实现互联互通，使三次产业及其细分行业之间能够提供并吸纳彼此的生产要素、价值观念与市场信息等，这必然会模糊、弱化产业与行业边界，为三次产业融合、协同发展创造基础条件。工业和信息化部发布的《工业互联网创新发展行动计划（2021—2023年）》明确指出，要“加快一二三产业融通发展”。随着我国农业发展进入知识型农业时代，现代农业逐步发展出完整的产业体系，包含农业生产、加工、物流、营销、服务等全产业链活动。在此背景下，工业互联网与物联网技术通过与涉农组织原有的技术、装备、渠道、市场、信息化等优势融合，采取“科技+生产+服务”等方式向农业制造业、农业服务业转型。工业互联网的数据采集、数据价值再挖掘与数据汇总功能可以实现对农业生产、服务数据的实时监测，实现农机的高精度、自动化作业，农作物的精准播种、智能灌溉，以及农产品质量安全溯源，促进智能化改造与数字化转型优势由第二产业向三次产业融合拓展，实现工业与农业的协同现代化。此外，工业互联网可以推动生产与消费、制造与供应、产品与服务之间的数据流通，促进制造业与服务业的融合发展。生产性服务业作为保持工业生产过程的连续性，促进工业技术进步、产业升级和提高生产效率的现代服务行业，是从制造业内部生产服务部门独立并发展起来的新兴产业，也是产业链上制造与服务一体化整合的结果。工业互联网对生产性服务业的赋能作用表现为在新技术经济条件下对产业链进行有效对接与整合优化，从而形成和发展服务型制造、网络化协同、大规模定制等新型产业融合模式与业态。

● 工业互联网推动新兴产业与传统产业融合发展。一方面，传统产业可以为新能源、半导体等战略性新兴产业发展提供充足的要素基础与支撑。基于工业互联网平台，传统产业不仅可以对海量的数据资源进行采集、存储和分析，也可以对数据资源等新型生产要素进行有效的管理和保护，为新兴产业提供相对安全、稳定的数据供给，实现产业生产要素融合。另一方面，机械、石化等传统制造业通常面临资源调配效率低下、设备运维困难、设备管理不透明、工艺知识传承难等痛点，但这些产业又是维持经济增长的重要支柱，不能简单放弃。正如二十届中央财经委员会第一次会议所提出的，“坚持推动传统产业转型升级，不能当成‘低端产业’简单退出”。工业互联网作为新兴产业生态，不仅能为传统产业提供技术支持，提升企业经营管理精细化与设备智能管控水平，也能提升传统产业中的产品差别化程度和不可替代性，实现产业生产条件的融合。例如中信重工是为矿业、建材、石化等行业提供主机产品及关键基础件的传统行业企业，其提出的打造矿山装备工业互联网平台项目于 2018 年入选首批工业互联网试点示范项目。该项目不仅凭借工业互联网平台的架构建设推动企业自身设备的接入水平、设备管理能力、工业数据采集和分析能力的提升，也成为推进产业数字化转型升级、打造现代化产业生态圈的引领性行为示范。

（3）国际合作机制。习近平总书记在二十届中共中央政治局第二次集体学习时提出：“优化生产力布局，推动重点产业在国内外有序转移，支持企业深度参与全球产业分工和合作，促进内外产业深度融合，打造自主可控、安全可靠、竞争力强的现代化产业体系。”

在数字经济时代，数据逐渐成为关键的生产要素，全球对算力和数据的需求加大，工业互联网作为汇集、分析数据的关键基础设施支撑，成为提升国际产业链供应链韧性和安全水平、增强产业国际竞争力的重要手段。因此，应充分发挥工业互联网在国际产业合作中带来的技术进步、资源重组、优势集成等诸多作用，实现最大限度的合作效益。

从国际上看，自通用电气公司提出工业互联网概念以来，世界各国相继发布参考架构推动工业互联网创新发展以打造国际竞争优势。我国与美国、德国、日本等都将信息技术指数级增长和工业数字化、网络化、智能化应用普及作为推动产业创新发展的驱动力，尤其是在智能制造等现代化产业领域实现机器换人，以泛在联接、自主自治的智能机器来推动产业经济的彻底转型。美国、德国、中国作为“北美地区—欧洲地区—亚太地区”产业链、价值链的核心节点，也均存在与周边邻近国家对接产业转移、参与全球新兴领域分工合作、提升产业链和供应链韧性的发展倾向。

一方面，工业互联网平台作为产业互联网创新发展的核心，有利于促进我国与周边国家实现产业转移和承接，从而形成更加紧密的国际产业协作关系。产业转移过程必然伴随着劳动、资本、技术和数据等生产要素的流动与外溢，通过构建开放型的要素共享平台，推进产业链和供应链中各创新要素、创新主体、创新环节之间的有效集成与对接，在提升国际产业链和供应链灵活应变能力的同时降低产业链和供应链断裂风险，降低国际产业合作成本，提升产业合作效率。工业互联网也可以为贸易梯度转移中的投资项目等提供金融与科技的平台载体，优化对外投资结构，创新对外投资方式，提高产业合作质量，从而促进周边邻近地区有序承接我国部分产业转移，共同实现优势互补与产业升级。

另一方面，工业互联网作为重要的新型数字基础设施，有利于推动我国深度参与全球产业分工。工业互联网不仅打破国际合作时间与地区差异的限制，化解国际产业链和供应链因时空分离而导致的不稳定性，还通过打造国际化企业形成跨国协同网络与产业链集群，不断增强网络外部效应和协同效应，提升产业链和供应链的安全性与可靠性。尤其在新兴产业领域的国际合作中，基于工业互联网平台形成的产业合作关系不仅能够提升国际产业链和供应链的标准架构、业务项目等的可互操作性，而且能够顺应数字智能、绿色低碳等产业国际化、现代化发展趋势，催生一系列新产业、新业态、新模式、新产品，从而提升我国现代化产业体系的国际竞争力。

因此，工业互联网可以作为新发展阶段推进现代化产业体系建设的重要战略支撑，其表现出的技术创新优势、产业融合优势和国际合作优势共同形成推动现代化产业体系建设的重要机制。

1.1.6　工业互联网标准体系

工业互联网标准体系包括基础共性、网络、边缘计算、平台、安全、应用等六大部分（见图 1-5）。其中，基础共性标准是其他标准的基础支撑，网络标准是工业互联网体系的基础，边缘计算标准是工业互联网网络和平台协同的重要支撑与关键枢纽，平台标准是工业互联网体系的中枢，安全标准是工业互联网体系的保障，应用标准面向特定行业的具体需求，是对其他部分标准的落地细化。

图1-5　工业互联网标准体系

● 基础共性标准：基础共性标准是整个工业互联网标准体系的基石，包括术语定义、通用要求、架构等，为其他标准提供了共通的理解和技术基础，有效确保了不同系统和设备之间的兼容性与互操作性，为工业互联网的广泛应用奠定了基础。

● 网络标准：网络标准是工业互联网体系的基础设施，涉及工业设备的分类分级、终端与网络接入、5G+工业互联网等，为数据传输和设备通信提供了规范。

● 边缘计算标准：边缘计算标准是网络和平台之间的桥梁，可供边缘设备进行本地数据处理和分析，提高响应速度和数据处理能力。

● 平台标准：平台标准是工业互联网体系的中枢，涉及平台服务与应用、工业机理模型与组件、工业微服务与开发环境等，为企业提供了一个集成和协同工作的环境。

● 安全标准：安全标准是工业互联网体系的保障，涉及安全防护、安全管理等，确保了工业互联网系统的安全性和可靠性，防止数据泄露和网络攻击。

● 应用标准：应用标准面向特定行业的具体需求，涉及垂直行业应用、个性化定制、服务化延伸等，将其他标准具体化，确保了工业互联网技术在各个行业的有效应用。

1.2 工业互联网建设的意义

工业互联网的建设是一个多维度、跨领域的系统工程，不仅关系到国家经济的转型升级，也是推动社会进步和提高人民生活质量的重要力量。在全球化和信息化快速发展的今天，工业互联网已经成为各国竞争的新焦点，它的发展水平直接关系一个国家在全球经济中的定位和影响力。本节将从 4 个方面详细阐述工业互联网建设的重要意义，包括提升国家竞争力和战略优势、推动产业转型升级和创新发展、实现绿色低碳和可持续发展，以及助力推进新型工业化。

1.2.1　提升国家竞争力和战略优势

工业互联网对于提升国家竞争力和战略优势具有重要意义，可以有力支撑制造强国、质量强国、网络强国、数字中国等战略目标的实现。随着工业互联网的不断发展，国家将能够在全球竞争中获得更大的优势，实现经济的可持续发展和社会的全面进步。

从制造强国看，持续推进工业互联网建设，有利于重构生产体系、引领组织变革、提高配置资源，有利于培育新技术、新产品、新业态、新模式，有利于打造新型制造体系，加快形成经济增长新动能。

从网络强国看，持续推进工业互联网建设，有利于促进网络基础设施演进与升级，推动网络应用从虚拟到实体、从生活到生产的跨越，推动互联网产业向更多经济部门延伸、向更大实体空间覆盖，有利于培育工业控制系统、工业云平台、工业核心软件等互联网产业。

从数字中国看，持续推进工业互联网建设，可以实现物联网、大数据、云计算等技术的融合应用，构建数字化的生产、管理和服务体系；推动信息技术与实体经济的深度融合，提升国家的数字化水平和信息化能力；推动数字化治理和智慧城市建设，提升国家的社会管理和公共服务水平等。

1.2.2　推动产业转型升级和创新发展

工业互联网通过构建新型基础设施、拓展并融合创新应用、增强安全保障能力、壮大技术产业创新生态等措施，实现了整体发展的阶段性跃升，促进了产业结构优化，提升了生产效率和质量，创新了商业模式和服务方式，为经济社会数字化转型和高质量发展提供了重要支撑力量。

● 促进产业结构优化。工业互联网是实施创新发展战略、深化供给侧结构性改革、推动制造强国和网络强国建设的重要抓手。工业互联网不仅提高了制造业的生产效率、质量、绿色、安全等水平，而且培育了一批创新型领军企业和示范基地，形成了跨产业数据枢纽与服务平台，推动了经济社会数字化转型和高质量发展。

● 提升生产效率和质量。工业互联网可以实现对工业数据的汇聚、分析和应用，提升生产过程的可视化、可控性和智能化水平，实现生产管理的精细化、优化和自动化，提高生产效率和资源利用率。同时，工业互联网可以实现对产品全生命周期的追溯和管理，提高产品质量和可靠性，降低产品缺陷率和维修成本。

● 创新商业模式和服务方式。工业互联网可以实现对客户需求的精准感知和响应，支持个性化定制、按需生产、按需服务等新型商业模式的发展。同时，工业互联网可以实现对产品使用情况的实时监测和预测，支持远程诊断、远程维护、远程升级等新型服务方式的提供。这些新型商业模式和服务方式可以增强企业与客户之间的互动和信任，提升客户满意度和忠诚度，增加企业收入和利润。

1.2.3　实现绿色低碳和可持续发展

工业互联网利用互联网技术和平台，将工业设备、生产过程、产品设计、供应链等与互联网相连接，实现工业数据的采集、传输、分析和应用，提升工业效率和质量，创造新的价值和商业模式，帮助企业实现绿色低碳和可持续发展。

● 节约资源：工业互联网通过智能传感器、物联网设备、大数据分析等技术，实时监测和优化工业生产中的能源消耗、物料使用、废弃物排放等环节，从而减少资源的浪费和损耗。例如，通过工业互联网平台，企业可以实现对生产线上的设备运行状态、温度、压力等参数的远程监控和调节，提高设备的使用效率和寿命，降低维修成本和停机损失。

● 减少排放：工业互联网通过数字化模拟、预测分析、智能控制等技术，帮助企业优化生产过程中的排放控制策略，减少有害气体、液体、固体等污染物的排放量。例如，通过工业互联网平台，企业可以实现对锅炉燃烧过程中的氧含量、烟气温度、氮氧化物等指标的实时监测和调整，降低燃料消耗和排放强度。

● 提高能效：工业互联网通过能源管理系统、智能调度系统、需求响应系统等技术，帮助企业实现能源的优化配置和使用，提高能源利用率和转化效率。例如，通过工业互联网平台，企业可以实现对电力需求的预测和平衡，根据电力市场的价格波动和政策变化，动态调整电力购买和使用计划，降低电力成本和碳排放。

● 降低成本：工业互联网通过云计算、边缘计算、人工智能等技术，帮助企业实现数据的快速处理和智能决策，提高生产效率和质量，降低人力、物力、财力等投入。例如，通过工业互联网平台，企业可以实现对产品设计、测试、验证等环节的数字化协同，缩短产品开发周期，提高产品创新能力和市场竞争力。

1.2.4　助力推进新型工业化

作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，工业互联网将打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施，形成智能化发展的新兴业态和应用模式，是数据、资源、能力汇聚与资源配置优化的中枢，是推进制造强国和网络强国建设的重要基础，是推进新型工业化发展的关键支撑。

首先，驱动信息技术与制造技术融合，加速技术升级。工业互联网帮助制造企业应用信息技术，以信息技术赋能制造技术，通过对解决方案的消化、吸收和转化形成新型制造能力，解决传统模式难以解决的痛点问题，实现工业企业数字化转型。例如，融合 5G 技术的智能摄像机可以在机器视觉质检、智能巡检、智能理货、设备监控等多种场景下实现无人盯防、无人巡检等功能，能够显著提升装备智能化水平。

其次，驱动传统要素与新型要素融合，提高生产效率。工业互联网推动了数据资源的集中汇聚、有序开放和高效流动，在推动劳动、土地、技术等传统要素数字化的同时，基于平台对传统要素实现数据赋能，各类要素将更加高效、精准，从而提高全要素生产率。例如，企业可以基于平台对产业链各种要素资源进行灵活配置、租用和共享，实现原材料保供、设备随用随租、敏捷制造等数据驱动的高效生产模式。

最后，驱动生产制造与消费场景融合，优化制造模式。工业互联网打通了生产与消费的壁垒，将用户需求纳入生产过程，实现柔性生产、个性化定制。根据国家工业信息安全发展研究中心测算，企业基于平台精准挖掘、分析用户需求，实现模块化与个性化设计、柔性化生产、智能仓储和准时交付，助力应用企业平均缩短产品交付周期20天，平均减少用料成本10%。

1.3 工业互联网的现状与发展方向

在全球化的背景下，工业互联网作为推动产业数字化转型的关键力量，正在全球范围内加速发展。不同国家和地区根据自身特点与需求，制定了相应的战略规划和政策，以促进工业互联网的建设和应用。本节将从国际和国内两个维度，概述工业互联网的建设现状，并分析产业生态的发展现状及未来的发展方向。

1.3.1　国外工业互联网建设现状

自2012年工业互联网概念首次提出至今，全球工业互联网蓬勃发展，为工业乃至产业数字化转型提供了实现途径，展现出勃勃生机和广阔前景。尽管各国战略导向各有不同、发展路径各有特点，但是工业互联网已成为全球主要工业国家抢占产业竞争制高点、重塑工业体系的共同选择。

1．美国持续推进先进制造业战略

美国作为全球科技创新的领导者，在先进制造业领域不断深化其战略布局，通过一系列政策、措施和投资计划，致力于保持其在全球制造业中的领先地位。以下是美国在先进制造业战略方面的具体举措。

● 发布延续性政策和措施，加强重点技术领域布局。聚焦“再工业化”，实施延续性战略部署。自 2012 年奥巴马政府提出“先进制造”战略以来，美国一直将制造业数字化、网络化、智能化转型作为重要方向，加紧重塑竞争优势。美国政府先后发布《美国先进制造业领导力战略》《国家人工智能战略》《关键和新兴技术国家战略》《先进制造业国家战略》等，依托其强大的基础科技和信息技术体系，着力巩固全球制造业领导地位。

● 加快布局重点技术领域，巩固并提升制造业技术优势。通过多元化政策手段，不断强化技术布局，确保美国始终在先进制造业领域保持技术领先。2022年2月，美国更新《关键和新兴技术清单》，重点推进通信及网络、数据科学及存储、区块链、人机交互等领域的技术突破。2022年10月，美国发布《先进制造业国家战略》，强调加强微电子、半导体、先进传感、数字孪生、机器学习、人机交互等重点领域技术研发和应用。

● 构建制造业创新网络。2012年起，美国持续实施“美国制造计划”（原名“制造业创新网络计划”），陆续建立制造业创新中心，广泛集聚研发和创新资源，加强政产学研合作创新，着力提高国家整体制造业创新能力。2022年10月发布的《美国制造业亮点报告》显示，美国已建成16家制造业创新中心，涵盖数字制造、智能制造、机器人、制造业网络安全等重点领域，截至2021年年底，成员单位超过2300家，主要研发项目700多个。

● 依托公私合作伙伴关系促进创新成果转化。美国相关联邦机构与企业、科研机构开展密切合作，通过开展大规模的政府和社会资本合作项目加快推动先进制造技术研发与成果转化。例如美国国防部为促进科技成果转化，支持美国国防工业基地建立了9个制造业创新中心，多措并举确保中小企业深度参与创新。美国设立了51个制造业拓展伙伴中心，帮助中小企业加快先进技术应用，着力激发中小企业创新活力。此外，在制造业创新中心领导委员会组建、成员单位构成、研发项目申请、人才培训等方面，规定中小企业数量需要达到一定比例，从而提升中小企业在创新活动中的参与度和话语权。2021年，其成员单位中63%是制造企业，其中72%为中小型制造企业。

● 长期为发展先进制造业提供资金支持，加大对先进制造技术研发、应用的支持力度。《美国创新与竞争法案》将人工智能、量子计算等技术列为2022财年美国研发预算优先事项，未来将对包括人工智能在内的多个领域投入1000亿美元进行研发。作为商务部下属负责技术研发和工业计划的机构，美国国家标准与技术研究院（NIST）在2022财年预算中，获得的研究支持与2021年相比增加1.24亿美元，达到9.16亿美元，并且对制造业创新网络的投资增长一倍，达到4.42亿美元，支持增材制造、工业4.0等领域技术的研发和部署。2021年，NIST启动“先进制造技术路线图计划”，于2022年4—5月发布两轮资助，共拨款328万美元支持制定5G、6G、人工智能、量子技术、数字制造等重点领域技术路线图。

● 发挥财政资金的引领作用，引导社会资本加大投入。美国国防部、商务部、劳工部等相关联邦机构，通过建设创新中心等方式为先进制造业相关领域提供资金支持，撬动社会资本加大对前沿技术的投入。2021年，联邦计划资金为16家制造业创新中心投入1.27亿美元，带动产业界、学术界、其他州和联邦政府投入3.54亿美元，支持数字制造、智能制造、增材制造、先进机器人、新材料等前沿技术领域发展。

2．欧洲不断强化数字化发展战略

欧洲正致力于通过一系列战略计划和政策、措施，推动本地区工业数字化转型，以加强产业竞争力并确保在全球经济中的领先地位。这些举措不仅涵盖技术创新和研发支持，还包括安全和监管体系的完善，以确保数字化进程的可持续性和安全性。

● 以数字化转型强化产业竞争力。为保持数字经济领域的竞争优势，欧盟委员会将数字化转型作为重要抓手，相继发布推动数字化转型的系列产业政策（见表1-1）。

表1-1　欧洲主要工业互联网相关产业政策

来源：欧盟委员会，中国工业互联网研究院整理

● 实施“工业5.0”战略，推动绿色化、数字化转型。欧盟工业战略从“4.0”迈向“5.0”阶段。2021年1月，欧盟委员会发布《工业5.0：迈向可持续、以人为本、富有韧性的欧洲工业》，强调可持续性和以人为中心，在实现就业和增长目标的同时，为富有韧性的社会经济繁荣提供支持；同时指出，欧盟的复苏要求加快绿色化、数字化双重转型，以便建立更可持续、更具韧性的社会和经济，工业是其中的主要驱动力之一。2022年1月，欧盟委员会发布《工业5.0：欧洲的变革愿景——面向可持续工业的管理系统改革》，提出欧洲工业应深度变革，以促进欧洲绿色化、数字化双重转型。

● 持续加大技术研发支持力度。欧盟持续实施有针对性的筹资计划，包括“数字欧洲计划”“连通欧盟设施计划”“地平线欧洲”“投资欧盟”等，对区块链技术、高性能计算技术、量子技术和人工智能等领域进行重点投资。其中，“地平线欧洲”是欧盟有史以来力度最大的研发和创新项目支持计划，计划总投资额达955亿欧元，明确将人工智能列入资金支持范围。

● 持续完善安全和监管体系。通过建立基本的隐私和数据保护体系等法律框架，对数字技术的发展和应用进行持续监管。2016年出台的《网络与信息安全指令》是欧盟首部网络安全法规。2018年生效的《通用数据保护条例》，对互联网公司使用个人数据的行为进行规范，统一成员国的数据保护规则。2020年出台的《数字服务法》草案为在线平台创设了强有力的透明度要求和问责机制。

3．德国发力工业4.0，巩固制造业竞争优势

德国充分发挥政府的作用，加大产业政策扶持力度，旨在推动制造业智能化发展。具体举措如下。

● 制定产业政策，加快智能化发展。2013年，德国正式推出《德国工业4.0战略》，将智能化作为制造业发展的战略方向，提出“构建智能工厂，实现智能制造”。随后，于2016年发布《数字战略2025》，于2018年发布《高技术战略2025》。2019年发布的《德国工业2030战略》提出，加大对人工智能等新兴技术的投入，将汽车、光学、绿色科技、3D打印等十个工业领域的部门列为关键工业部门，并强调允许通过税收优惠、提供廉价能源和放宽反垄断法等方式，形成“全国冠军”甚至“欧洲冠军”企业，以提高德国工业全球竞争力。

● 加强标准化，推动工业4.0发展。《德国工业4.0战略》（见表1-2）中提出了实现工业4.0的八项举措，其中第一个就是实现技术标准化和建设开发标准的参考体系。

表1-2　《德国工业4.0战略》的主要内容

来源：中国工业互联网研究院整理

从2013年起，德国先后发布了五版《工业4.0标准化路线图》，希望通过主导标准化进程持续引领工业4.0的发展。2016年，德国工业界与标准化领域权威机构共同宣布，正式设立“工业4.0标准化理事会”，提出工业4.0数字化产品的相关标准，并协调其在德国和全球范围内落地。

德国加快了中小企业公共服务体系建设。2019 年，德国机械设备制造业联合会发布《中小企业工业 4.0 实施指南》，为中小企业免费提供可操作的智能化升级技术路线，着力解决中小企业在智能化升级中遇到的“做什么”和“怎么做”的问题。德国政府联合高校院所等，建立了28个中小企业4.0能力中心，为中小企业解决智能化升级中遇到的技术和安全问题。

4．英国加快实施数字战略，推动产业转型升级

英国把“数字化”摆在重要位置，积极推动制造业转型升级。具体举措如下。

● 持续发布战略，推动产业数字化转型。2017年3月，英国政府发布《英国数字战略》，围绕数字基础设施、数字技能、数字化转型、网络空间等领域部署七大战略，支持企业进行数字化转型以提升生产效率。2017年11月，英国政府发布《产业战略：建设适合未来的英国》白皮书，支持各行业利用人工智能和数据分析技术，促进英国经济发展和产业转型。2022年7月，英国政府发布新版《英国数字战略》，支持企业加强数字应用，采用前沿技术提高生产力。

● 支持数字技术研发与创新。2021年7月，英国宣布通过国家“Made Smarter计划”提供5300万英镑，推动建设5个全新的数字制造研究中心、1个数字供应链创新中心和37个相关项目。2022年，新版的《英国数字战略》中提出，到2024—2025年将公共研发支出增加到200亿英镑，支持发展人工智能、下一代半导体、数字孪生、量子计算。

● 加强新型基础设施建设投资。《英国数字战略》指出，英国将投资超300亿英镑加快宽带部署，计划2025年实现85%以上千兆覆盖率，2030年实现99%以上千兆覆盖率；投资4G、5G建设和研发，计划到2027年，大多数人能够使用5G网络。此外，英国将实施“无线基础设施战略”，为无线网络的开发和部署制定明确的战略框架。

5．法国稳步加大向“未来工业”转型的力度

法国持续推动“未来工业”计划，将现代化、数字化和生态化转型作为主要任务，共同推进制造企业转型，建设良好的工业生态系统。具体举措如下。

● 加快发展数字技术。2018年以来，法国先后发布《人工智能战略》《5G发展路线图》《量子技术国家战略》《云加速战略》《5G和电信网络未来技术国家战略》，加快数字技术研发与应用。2021年1月，法国总统马克龙宣布启动一项投资总额达18亿欧元的量子技术国家投资规划，用于未来5年发展量子计算机、量子传感器和量子通信等。2022年1月，在法国量子技术国家投资规划框架下，法国启动全国量子计算平台，计划投资1.7亿欧元，旨在更好推动量子技术的应用和发展。

● 推动工业数字化转型。2018年，法国政府公布了《利用数字技术促进工业转型的方案》，提出促进工业转型的具体举措，实施加速向“未来工业”转型的行动计划，通过提供设备采购税收优惠和补贴等方式，支持中小企业与工业部门实现数字化升级。2020年9月，法国启动经济振兴计划，投入70亿欧元资金支持数字化转型。

● 加强工业生态系统建设。法国政府联合公共和私营部门，共同推进中小企业转型，支持部分地区发展为具有创新力的工业中心。为解决法国中小企业数字化程度低的问题，法国政府投入3.85亿欧元支持中小企业数字化转型，并在防疫期间持续出台税费减免、工资补贴、金融救助等政策，为中小企业纾困解难，推动中小企业数字化转型。

6．亚太地区加速推进数字化转型

亚太地区作为全球经济增长的重要引擎，正通过一系列创新政策和战略规划，加速数字化转型的步伐。各国政府积极布局，促进产业升级和经济结构优化，以期在全球数字化浪潮中占据有利地位。

（1）日本大力发展“互联工业”，推动价值链转型。日本以完善制度规范、提供示范指导为基础，形成了各领域的行动指南和战略规划，重点在示范引导、产业安全和评估标准等方面提供支撑，为推动“互联工业”发展明确方向。

● 加强互联工业技术支撑。持续加强半导体、人工智能、量子技术等方面的投入，以满足“互联工业”发展的技术要求。2021年6月，日本经产省首次发布《半导体数字产业战略》，提出要增加数字化投资，加强尖端逻辑半导体设计和开发，同步推进数字化和绿色技术。2022年5月，日本内阁在《制造业白皮书2022》中提出，计划招标109亿日元支持战略基础技术升级；为营造自主创新的生态系统，计划招标33.5亿日元支持研究型初创企业的启动和成长。

● 加强数字基础设施建设。2019年，日本经产省启动了“后5G信息和通信系统基础增强研发项目”，截至2021年，已投入1750亿日元。2022年3月，日本经产省为应对数字化转型落后于欧美的现状，投入22亿日元，通过设计、验证系统框架原型和研究、开发架构实施所需的配套技术，加快构建数字基础设施。

● 加快推动数字化转型评估和认证。2019年，日本经产省发布了“推进数字化转型指标体系”，构建了四大一级指标和各级细分指标，从定性和定量的角度帮助企业进行自我诊断和自我评价，引导企业进行转型规划。2020年11月，日本经产省发布《数字治理守则》，按照相关法律法规要求，由经产省对相关企业的数字化转型程度进行认证，打造标杆企业。截至2021年12月31日，已有219家企业获得认证。

（2）韩国加快推动产业数字化转型。韩国立足制造业发展实际，将数字化转型作为制造业发展优先方向。

● 发布支持数字化转型的政策。2020 年 7 月，韩国政府发布《国家新政综合规划》（“新政 1.0”），推动大数据、5G、人工智能等技术应用，加强数据、网络和人工智能创新生态系统建设，促进企业、产业数字化转型。2021年7月，韩国政府发布“新政2.0”，计划到2025年累计投入222万亿韩元，涉及元宇宙、数字孪生、云计算、智能物联网等新兴领域，旨在推动韩国向发达国家迈进，实现国家转型升级。

● 加大中小企业数字化转型支持力度。从2018年起，韩国中小企业部、产业通商资源部等九部门推动智能工厂、智能产业园建设，韩国产业银行出资1万亿韩元，企业银行和中小企业振兴公团各出资5000亿韩元，支持中小企业投资智能工厂设备，并成立3000亿韩元规模的智能工厂设计建设企业基金。韩国政府依托创造力经济创新中心，推动大企业向初创企业、中小企业转移自动化生产和智能制造相关技术。

● 加快释放工业数据价值。2020年8月，韩国财政部发布《基于数字的产业创新发展战略》，将重点放在优势产业及制造业上，提高工业数据利用率，进而提升韩国主导产业竞争力。

（3）新加坡以数字技术助力先进制造业发展。新加坡持续加大对技术创新的投入，推动传统制造业向先进制造业转型。

● 强化数字技术研发与应用。2020年12月，新加坡出台第七轮“研究、创新、企业2025计划”（RIE2025），提出增强全球竞争优势、培养顶尖创新人才、建设创新平台三大总体目标，大力发展数字技术，强化人工智能、量子计算、5G、通信等技术领域的研究与应用。在制造业方面，该计划还提出，为提升制造业竞争力，应推动人工智能、机器人和自动化等技术的赋能创新，帮助企业拓展业务。2021年年初，新加坡政府提出“制造业2030愿景”，推动传统制造业向先进制造业发展，致力于在2030年将新加坡打造成先进制造业的全球业务、创新与人才中心。

● 加速中小企业转型。2017年3月，新加坡发布了中小企业数字化计划，协助中小企业加速采用数字化解决方案，使用数字技术加强网络和数据安全，加快实施国际化战略和技术创新。2021年1月，新加坡推行Start Digital项目，以银行和电信运营商为供给方，为中小企业提供数字化解决方案，协助本地中小企业进行协作及获取新客户。

● 营造良好发展环境。2017年11月，新加坡经济发展局联合麦肯锡发布了世界上第一个工业4.0工具——工业智能指数（SIRI），帮助企业衡量自身的工业4.0成熟度，评估数字化转型进程，并推动企业开展、维持并规模化应用工业4.0技术。

（4）印度实施多举措促进制造业发展。为推动和促进制造业发展，印度出台系列举措。

● 发布产业政策推进“印度制造”。2014年以来，印度先后提出“印度制造1.0”计划和“印度制造2.0”计划，重点支持电子制造业等附加值高的产业，通过技术孵化、产业集群等方式加速制造业本地化，旨在提高制造业的国际竞争力。2015年7月，印度提出“数字印度”战略，强调支撑数字化转型的九大支柱，包括高速宽带、普及移动连接、公共网络接入项目、电子化服务、全面信息化、发展电子制造业、IT就业岗位和早期示范项目等，着力提升电子制造业创新能力，通过各方协调合作摆脱进口依赖。

● 加大对电子制造业的产业补助。2020年3月，印度政府专门为电子制造商制订财政激励计划（改进型电子制造业集群计划），投入376.2亿卢比鼓励建立优质的基础设施、公用设施和便利设施。2020年4月，印度政府推出“电子元件和半导体制造业促进计划”，以报销方式补贴与厂房、机器、设备、相关设施和技术研发有关联的资本支出，补贴比例为25%，旨在促进电子产品制造生态系统的发展。2020年11月，印度表示未来五年内将投资2万亿卢比推进制造业促进计划，其中1219.5亿卢比用于推动本土电信业发展，支持4G、5G、下一代RAN、物联网接入设备、企业设备和无线设备的生产制造。

1.3.2　国内工业互联网建设现状

我国工业互联网在近年来取得显著进展，政策实现了各层次的全覆盖，尤其在“十四五”期间，政策、规划密集出台，明确了未来5年工业互联网、工业大数据等产业的发展方向。

1．工业互联网政策已实现国家、地方、产业集群等不同层次的全覆盖

近年来，国家及相关部委持续出台工业互联网相关政策，为工业互联网发展提供有力支撑。

“十二五”期间，我国物联网、云计算和大数据等信息技术高速发展，为工业互联网的发展奠定了基础。“十三五”期间，工业互联网发展迅猛，产业规模不断扩大。2017 年，国务院发布了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，为我国工业互联网发展指明了方向，并在工业互联网发展行动计划中明确了三年起步阶段的重点任务。

“十四五”期间，工业互联网相关政策、规划密集出台，我国工业互联网已步入发展的关键时期。2021年，《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》重磅发布，为我国“十四五”期间工业互联网、工业大数据、工业软件等产业未来五年的发展做出明确部署。同时，工业和信息化部在《工业互联网创新发展行动计划（2021—2023年）》中提出5项发展目标，明确11项重点工作任务。

2022年4月，工业和信息化部发布《工业互联网专项工作组2022年工作计划》，推动工业互联网发展提档升级。我国工业互联网正步入发展的黄金期，进入产业深耕、赋能发展的新阶段。全国各省、区、市也相继发布了工业互联网相关政策，在工业互联网标识数量、工业互联网平台搭建、工业互联网与细分产业深度融合等方面提出了明确的发展规划。

2022年10月，党的二十大报告中明确提出，推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。

2023年3月，国务院新闻办介绍了我国“加快推进新型工业化　做强做优做大实体经济”的成就和最新举措，指出推进新型工业化，是实现中国式现代化的必然要求，是全面建成社会主义现代化强国的根本支撑，是构建大国竞争优势的迫切需要，是实现经济高质量发展的战略选择。

工业互联网作为新一代信息技术与实体经济融合的重要领域，成为我国两化深度融合的重要驱动，下一步亟须深化工业互联网创新发展，为推进新型工业化、建设制造强国提供强劲动力。

2．工业互联网是发展数字经济的重要引擎

当前，我国数字经济蓬勃发展，产业规模持续快速增长。从2012年至2021年，我国数字经济的规模从11万亿元增长到超45万亿元，数字经济占国内生产总值比重由21.6%提升至39.8%。“十四五”规划指出，到2025年，数字经济的核心产业增加值占GDP比重将达到10%。数字经济已经成为助推我国经济高质量发展的重要力量。

随着工业互联网从概念普及走向落地深耕，其对数字经济的推动作用也越发显著。据专家预测，未来15年我国工业互联网产业规模将超11万亿元。目前，工业互联网已经延伸至45个国民经济行业大类，加速贯通产业链和供应链上下游，成为我国经济新的增长点。

发展工业互联网对于支撑经济数字化转型，培育、壮大经济发展新动能都具有十分重要的作用。工业互联网的发展方向是虚实协同，工业互联网将成为数字经济和实体经济融合发展的新型载体，推动数字经济高质量发展。

3．工业互联网已覆盖我国多数重点行业，带动我国就业再增长

目前，工业互联网融合应用向国民经济重点行业广泛拓展，已覆盖国民经济45个行业大类，促进了我国就业的增长。2021年，工业互联网带动就业总人数达到2803.68万人，新增218.60万人。

制造业对工业互联网人才需求量最大，带动就业升级。工业互联网带动制造业转型升级需要大量掌握OT（operational technology，运营技术）与IT（information technology，信息技术）的复合型人才，目前专业技术人员规模保持稳定，但一线产业工人的人才缺口较大，未来需要更多从事基础运维和服务的技能型人才支撑产业发展。

4．工业互联网在技术创新中不断突破，但核心技术仍存在短板

工业互联网的加速发展催生出一系列新技术、新产品、新业态、新模式，有力促进了实体经济提质、增效、降本、绿色、安全发展等。

在技术领域，中国关键核心技术仍存在短板和不足，新一代信息技术（包括5G、大数据、云计算、人工智能）应与制造业加速融合，要加速推动工业互联网核心技术突破，围绕工业互联网设备、控制、平台、数据，从网络、数据和安全三方面，加快技术成果转化和产品服务创新，补齐短板、做强产业发展基础、提升产业链安全水平是中国新型工业化的重要任务。

随着新型工业化阶段的到来，工业企业的增长模式正向质量效益型增长转变，走差异化创新路线的专精特新企业将迎来更多机遇。

1.3.3　产业生态发展现状

目前，全球工业互联网产业生态发展雏形开始显现，随着跨系统、跨企业互联互通需求的增加，对工业互联网标准化的要求也在不断提升。工业互联网产业生态系统主要指制造体系中与数据采集、传送、处理、反馈等相关的产业环节，涉及制造环节中的信息系统集成、工业网络互联、工业云服务、工业互联网安全等方面。

1．信息系统集成

国内的工业系统集成集中了全球所有重要的集成厂商，高端市场几乎被国外企业垄断，国内集成企业的产业发展环境相对恶劣，中低端市场竞争激烈。

同时，由于系统集成业务大多为非标准化业务，可复制性较低，国内企业大多面临核心技术薄弱、应用领域单一等问题，因此现阶段国内集成商数量众多但规模不大，一些关键芯片和核心软件环节依赖国外产品。

2．工业网络互联

工业网络包含工厂内部网络和工厂外部网络。我国在工厂外部网络相关产业方面已经有较好的基础，在工厂内部网络方面，EPA、WIA-PA等自主知识产权技术被纳入网络互联国际标准，打下了较好的技术基础。

随着工业互联网中无线技术的应用拓展，未来面向无线化、IP化的网络互联技术和产品标准将成为重点。此外，资源标识和寻址技术是实现资源管理、信息互通、设备设施互联的基础，需要加强统筹考虑。

3．工业云服务

我国在云计算和数据服务领域已经拥有一定的基础，出现了一批高水平的服务企业及自主研发的云平台解决方案，在大数据平台服务器、NoSQL数据库和数据仓库等产品方面有所积累。

但是，我国的工业云服务尚处于探索期，工业领域的算法和模型、基于多种云架构的PaaS平台、以大数据分析功能为核心的开放云平台等与国外差距巨大，因此在数据规范、云平台、云服务方面亟须标准化。

4．工业互联网安全

目前，业界对工业互联网安全的研究及产业支持还处于起步阶段。工业互联网将推进工业生产过程不断灵活化、柔性化，企业、用户、产品之间将高度协同、开放、共享，工业互联网安全边界越发模糊、攻击面不断扩大，安全将向设备、数据、服务全方面渗透，成为影响工业互联网发展的关键要素之一，因此亟须从技术、管理、服务等多角度协同构建工业互联网安全发展环境。

在市场和政策的双重推动下，我国工业互联网相关产业投资规模继续理性扩大，产业体系建设不断完善，市场空间不断拓展，应用潜力逐步释放，支撑经济增长的内生动力进一步增强。

如图1-6所示，2022年，我国工业互联网核心产业增加值达到1.26万亿元，同时带动渗透产业增加值3.20万亿元，工业互联网产业增加值总体规模达4.46万亿元，占GDP的比重为3.69%。2023年，工业互联网核心产业增加值已达到1.35万亿元，带动渗透产业增加值3.34万亿元，工业互联网产业增加值总体规模达4.69万亿元，占GDP的比重上升至3.72%，是支撑我国经济回稳向好的重要力量。2024 年，工业互联网的发展前景更加广阔，工业互联网产业增加值总体规模有望达到4.95万亿元，这一增长趋势反映了工业互联网对推动我国经济稳定增长的重要作用。此外，工业互联网核心产业增加值预计将达到1.52万亿元，渗透产业增加值预计将达到3.59万亿元。这些数据表明，工业互联网不仅推动了核心产业领域的持续增长，而且其在国民经济中的渗透和带动作用也在不断加强。

图1-6　全国工业互联网产业增加值总体发展情况

1.3.4　产业生态未来发展方向

随着工业互联网技术的不断成熟和应用领域的持续拓展，未来的发展方向将聚焦于技术创新、模式变革、服务优化及行业深化。工业互联网在这些方向上的发展将为整个工业体系带来深远的影响。

1．工业互联网关键技术走向自主化、开源化

工业互联网的核心技术将不断增强自主性。《“十四五”智能制造发展规划》中提到，要加强关键核心技术攻关。2022年政府工作报告中指出，要加快发展工业互联网，培育壮大集成电路、人工智能等数字产业，提升关键软硬件技术创新和供给能力。

目前，我国工业互联网核心技术在工业芯片、工业控制等基础硬件设施及开源架构体系、高端工业软件方面仍有“卡脖子”的风险。相关数据显示，我国在电力、能源等重点工业领域的芯片自主化不足10%；我国工业控制领域95%以上的高端PLC市场、50%以上的高端DCS市场被国外厂商垄断，95%以上的工业以太网网络设备市场由欧、美、日企业垄断。随着美国不断加码对我国的科技断供，关键核心技术产品的攻关受到越来越多的重视。

工业互联网关键技术将逐步开源化。开源开放将是我国工业互联网关键技术“弯道超车”的机会，关键技术的开源化使得创新链各主体可以低成本获取知识和提升技术能力，提升共性知识的复用能力，有效降低中小企业工业互联网应用的成本。

例如，目前我国工业软件的开发环境正在从封闭、专用的平台逐步走向开放和开源平台。部分厂商通过开源平台聚集大量产业链生态，利用行业资源针对特定工业需求进行仿真软件的二次开发，从而再度扩展工业仿真功能。

2．工业互联网发展模式走向平台化、协同化

“平台+园区”“平台+基地”新型融合发展模式加速区域数字化转型一体化进程。

产业园区作为各类生产要素聚集的空间形态，在设备上云、新模式培育、产业链协同等方面，具有共性需求大、应用场景丰富等特点，是工业互联网应用推广的重要突破口，也是地方经济发展的重要载体。

随着工业互联网融合应用加速向资源集聚、创新活跃、信息化能力强的产业园区下沉，“平台+园区”“平台+基地”等新型融合发展模式加速推动产业链协同创新，带动产业园区企业整体转型升级，构建产业创新、共赢、发展新生态。

区域级、行业级工业互联网大数据中心将成为区域协同发展的新引擎。

作为工业互联网的重要基础设施，工业互联网大数据中心汇聚海量工业数据，通过数据资源的统一调配实现生产要素的统一调配，助力构建数据作为重要生产要素参与价值创造与分配的流通体系，支撑产业监测分析，赋能企业转型升级，全面保障经济平稳运行。

当前，我国正持续推进“1+N ”国家工业互联网大数据中心体系建设，加速打造区域级工业互联网大数据分中心和行业大数据分中心，结合地方与行业的需求，建设各类应用服务模块，实现数据互联互通和融合共享。

未来，工业互联网大数据中心将进一步完善数据确权法律法规规范、建立数据交易交换机制，促进数据要素流通，全面释放数据资源价值，为区域协同创新深度发力。

3．工业互联网产品与服务走向轻量化、安全化

工业互联网产品与服务向轻量化、结构化以及低代码开发的方向演进。

当前阶段，工业互联网应用存在专业性强、开发流程复杂、成本高、应用门槛高等问题，导致大部分中小企业对工业互联网的应用望而却步，而低成本、轻量化的解决方案能够降低应用门槛，节约数字化成本，成为中小企业数字化转型的助推器。

以工业软件为例，为进一步扩大工业软件产品的应用广度，满足中小企业的数字化转型需要，工业软件相关企业调整产品研发策略，向低代码方向演进。低代码开发平台可以自动生成代码，通过少量代码快速生成应用程序，为工程师快速开发可用、好用的工业软件提供了良好的开发环境，从而降低软件开发的人力成本，缩短开发时间，提升工业流程业务应用的研发效率，助力企业实现降本增效、灵活迭代。

随着工业互联网应用的深入、工业上云不断提速和工业数据连接规模的扩大，工业互联网安全的重要性日益凸显。其中，工业应用安全、网络安全、工业数据安全及工业智能产品的安全是重点关注环节。

未来，我国将加强体系化的安全规划和布局，工业安全硬件和软件产品、工业安全服务等的种类将进一步丰富，工业互联网企业和服务对象的主体责任将进一步落实，构建自主可控的安全产品和服务体系。

同时，相关标准组织、产业联盟及国家相关部门也将加速推动在总体规划、平台体系、接口规范、检测体系等各领域的标准制定，引导工业互联网安全产业健康发展。

4．工业互联网应用赋能走向行业化、场景化

工业互联网将加速赋能垂直行业。

目前，工业互联网已渗透国民经济45个行业大类，但同为制造业，石化、钢铁、化工、冶金等流程制造行业，食品饮料、生物制药等混合制造行业，与装备制造、汽车及零部件、电子、电气等离散制造行业对工业互联网应用的需求差异较大。

未来，工业互联网服务商将从单一熟悉的赛道向更多细分领域拓展，面向行业个性化需求，在提升软件能力的同时，更加聚焦工业本身，着力解决工业企业的痛点，带动更多企业转型升级，推动工业互联网向国民经济的“毛细血管”延伸。

工业互联网将逐渐渗透至生产全生命周期，场景化应用价值凸显。作为工业业务流程的基本单元，场景的数字化是工业互联网赋能制造业数字化转型的必然途径。未来的数字化转型必将更加深入实际行业关键场景，从痛点切入，聚焦规模大、应用价值高的场景，形成更多技术强、易推广、可复制的场景化解决方案，以场景化应用为牵引，进一步解决部分企业数字化“不会转、不愿转、转不起”的难题，并且逐步推动工业互联网应用渗透到工业生产的全生命周期流程，为生产核心环节深度赋能。

1.4 小结

本章深入探讨了工业互联网的基本概念、特征、发展历程、体系架构、功能体系和产业体系，以及标准体系等多个方面，共同描绘了工业互联网作为第四次工业革命的基石的全貌，并展示了其在推动产业数字化转型、提升国家竞争力和促进创新发展方面的核心作用。

工业互联网不仅为现代工业生产带来了革命性的变革，也为实现可持续发展目标提供了强有力的技术支持。