工業網際網路體系架構
當前，以新一代資訊科技為驅動的數字浪潮正深刻重塑經濟社會的各個領域，移動互聯、物聯網、雲計算、大資料、人工智慧等技術與各個產業深度融合，推動著生產方式、產品形態、商業模式、產業組織和國際格局的深刻變革，並加快了第四次工業革命的孕育與發展。而越來越清晰的是，工業網際網路是實現這一數字化轉型的關鍵路徑，構築了第四次工業革命的發展基石。
（二）工業網際網路體系架構 2。0
工業網際網路體系架構 2。0包括業務檢視、功能架構、實施框架三大板塊，形成以商業目標和業務需求為牽引，進而明確系統功能定義與實施部署方式的設計思路，自上向下層層細化和深入。
工業網際網路體系架構 2。0
業務檢視明確了企業應用工業網際網路實現數字化轉型的目標、方向、業務場景及相應的數字化能力。業務檢視首先提出了工業網際網路驅動的產業數字化轉型的總體目標和方向，以及這一趨勢下企業應用工業網際網路構建數字化競爭力的願景、路徑和舉措。這在企業內部將會進一步細化為若干具體業務的數字化轉型策略，以及企業實現數字化轉型所需的一系列關鍵能力。業務檢視主要用於指導企業在商業層面明確工業網際網路的定位和作用，提出的業務需求和數字化能力需求對於後續功能架構設計是重要指引。
功能架構明確企業支撐業務實現所需的核心功能、基本原理和關鍵要素。功能架構首先提出了以資料驅動的工業網際網路功能原理總體檢視，形成物理實體與數字空間的全面聯接、精準對映與協同最佳化，並明確這一機理作用於從裝置到產業等各層級，覆蓋製造、醫療等多行業領域的智慧分析與
決策最佳化。進而細化分解為網路、平臺、安全三大體系的子功能檢視，描述構建三大體系所需的功能要素與關係。功能架構主要用於指導企業構建工業網際網路的支撐能力與核心功能，併為後續工業網際網路實施框架的制定提供參考。
實施框架描述各項功能在企業落地實施的層級結構、軟硬體系統和部署方式。實施框架結合當前製造系統與未來發展趨勢，提出了由裝置層、邊緣層、企業層、產業層四層組成的實施框架層級劃分，明確了各層級的網路、標識、平臺、安全的系統架構、部署方式以及不同系統之間關係。實施框架主要為企業提供工業網際網路具體落地的統籌規劃與建設方案，進一步可用於指導企業技術選型與系統搭建。
四、業務檢視
（一）工業網際網路的總體業務檢視
業務檢視包括產業層、商業層、應用層、能力層四個層 次，其中產業層主要定位於產業整體數字化轉型的宏觀視角， 商業層、應用層和能力層則定位於企業數字化轉型的微觀視角。四個層次自上而下來看，實質是產業數字化轉型大趨勢下，企業如何把握髮展機遇，實現自身業務的數字化發展並構建起關鍵數字化能力；自下而上來看，實際也反映了企業 不斷構建和強化的數字化能力將持續驅動其業務乃至整個企業的轉型發展，並最終帶來整個產業的數字化轉型。工業網際網路業務檢視如圖3所示。
工業網際網路業務檢視
（二）業務檢視-產業層
“產業層”主要闡釋了工業網際網路在促進產業發展方面的主要目標、實現路徑與支撐基礎。
從發展目標看，工業網際網路透過將自身的創新活力深刻融入各行業、各領域，最終將有力推進工業數字化轉型與經濟高質量發展。
為實現這一目標，構建全要素、全產業鏈、全價值鏈全面連線的新基礎是關鍵，這也是工業數字化、網路化、智慧化發展的核心。全面連線顯著提升了資料採集、整合管理與建模分析的水平，使各類生產經營決策更加精準和智慧，同時也使各類商業和生產活動的網路化組織成為可能，大幅提高資源配置效率。
基於這一新基礎，一是一批以資料為核心，提供資料採集、網路傳輸、資料管理、建模分析、應用開發與安全保障等相關產品和解決方案的企業快速成長興起，形成一個工業數字技術的“新產業”，併成為各行業數字化轉型的關鍵支撐；二是各行業紛紛探索運用工業網際網路提升現有業務，形成智慧化生產、網路化協同、個性化定製、服務化延伸等一
系列數字化轉型的“新模式”，這之中既有資料智慧對現有業務的最佳化提升，也有基於網路化組織帶來的模式創新與重構；三是伴隨產業數字化轉型的深入，將在諸如網路眾包眾創、製造能力交易、產融結合等領域湧現一批服務企業，形成數字化創新的“新業態”。
新產業、新模式、新業態共同構成了產業高質量發展的新動能，同時也是工業網際網路價值創造的關鍵路徑。工業網際網路業務檢視產業層架構如圖4 所示。
（三）業務檢視
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商業層
“商業層”主要明確了企業應用工業網際網路構建數字化
轉型競爭力的願景理念、戰略方向和具體目標。商業層主要
面向 CEO 等企業高層決策者，用以明確在企業戰略層面，如何透過工業網際網路保持和強化企業的長期競爭優勢。
從目標願景來看，在數字化發展趨勢下，企業應加快依託工業網際網路來構建數字化轉型的競爭優勢，形成以資料為核心驅動的新型生產運營方式、資源組織方式與商業模式， 以支撐企業不斷成長壯大。
為實現上述目標願景，企業可透過工業網際網路，從提升價值、創新模式和降低成本三大戰略方向進行努力。例如，在提升價值方面，工業網際網路可以幫助企業更好對接客戶，透過產品創新實現更高附加價值；在創新模式方面，工業網際網路可以推動企業由賣產品走向賣服務，創造新的業務模式和收入來源，甚至進一步實現生產、服務與信貸、保險、物流等其他領域的創新融合，進一步釋放資料價值紅利；在降低成本方面，工業網際網路透過資料驅動的智慧，可以幫助企業在提高生產效率、減少停機與不良品、減少庫存等一系列關鍵環節和場景發揮作用。
上述三大戰略方向可進一步分解和細化為若干戰術目標，如商業模式、市場需求、產品質量、生產效率、運營管理、資源調配和交付速度等，這是工業網際網路賦能於企業的具體途徑。工業網際網路實現企業各層級要素全面互聯，對各類資料進行採集、傳輸、分析並形成智慧反饋，助力企業生產效率、產品質量和運營管理提升，加快市場需求響應與交付速度，最佳化資源要素配置，強化商業模式創新，實現各類生產經營活動目標的提升最佳化。工業網際網路業務檢視商業層架構如圖 5 所示。
工業網際網路業務檢視商業層架構
（四）業務檢視-應用層
發展。一是工業網際網路透過對產品全生命週期的連線與貫通， 強化產品設計、流程規劃到生產工程的資料整合與智慧分析，實現產品鏈的整體最佳化與深度協同。如透過工業網際網路網路 互聯實現專案人員異地遠端線上協同，以及模型、機理等各類資料遠端共享，企業可以低成本高效率地完成產品、工藝 的協同研發和最佳化。二是工業網際網路面向企業業務活動，一 方面支撐計劃、供應、生產、銷售、服務等全流程全業務的互聯互通，另一方面面向單環節重點場景開展深度資料分析最佳化，從而實現全價值鏈的效率提升與重點業務的價值挖掘， 例如，企業可透過工業網際網路實現生產過程資料實時採集與 連通，疊加機器學習、邊緣計算、工業大資料分析等技術，實現產品質量提升、能耗降低，提升生產製造環節價值。三 是工業網際網路將孤立的裝置資產單元轉化為整合互聯的資 產體系，支撐系統設計、建造、投產、運維、退役到報廢與回收等裝置全生命週期多個環節資料整合串聯，這為裝置管理難度大的企業，尤其是為重資產企業，提供輕便化、靈活化、智慧化的裝置管理方式和產品後服務，實現資產鏈的全 面運維保障與高質量服務。例如，企業可以透過工業網際網路 構建面向邊緣裝置的全面互聯和感知能力，最佳化裝置維護週期，預測關鍵裝置的故障，並進行遠端的線上維護，從而提 高資產資源的可靠性和資產管理的經濟效益。工業網際網路業 務檢視應用層架構如圖 6所示。
工業網際網路業務檢視應用層架構
（五）業務檢視-能力層
“能力層”描述了企業透過工業網際網路實現業務發展目標所需構建的核心數字化能力。能力層主要面向工程師等具體技術人員，幫助其定義企業所需的關鍵能力並開展實踐。
按照上述工業網際網路發展願景、推進方向與業務需求， 企業在數字化轉型過程中需構建泛在感知、智慧決策、敏捷響應、全域性協同、動態最佳化五類工業網際網路核心能力，以支 撐企業在不同場景下的具體應用實踐。具體來說：
一是透過廣泛部署感知終端與資料採集設施，實現全要素、全產業鏈、全價值鏈狀態資訊的全面深度實時監測，打造企業泛在感知能力；二是基於泛在感知形成的海量工業資料，透過工業模型與資料科學的融合開展分析最佳化，並作用於裝置、產線、企業等各領域，形成企業智慧決策能力；三是基於實現資訊資料的充分與高效整合，打通企業內、企業間以及企業與客戶，提升企業對市場變化和需求的響應速度和交付速度，形成企業敏捷響應的能力；四是基於泛在感知、全面連線與深度整合，在企業內實現研發、生產、管理等不同業務的協同，探索企業執行效率最優，在企業外實現各類生產資源和社會資源的協同，探索產業配置效率最優，最終建立全域性協同的能力；五是透過對物理系統的精準描述與虛實聯動，建立數字孿生，在監控物理系統同時，能夠線上實時對物理系統的執行進行分析最佳化，使企業始終在最優狀態執行，形成動態最佳化的能力。工業網際網路業務檢視能力層架構如圖 7 所示。
工業網際網路業務檢視能力層架構
透過以上整體論述可以看出，傳統的自動化和資訊化是工業網際網路的基礎，同時工業網際網路又是對傳統自動化和資訊化的升級拓展與變革創新。自動化和資訊化本質是把生產操作和管理流程透過軟硬體系統的方式予以固化，從而建立了垂直製造體系，實現業務流程抽象和基礎資料積累，保證企業在結構化的框架下準確高效執行，這些奠定了工業網際網路作用的基礎環境。
同時，工業網際網路從兩個層面對傳統自動化和資訊化進行拓展創新：一是工業網際網路將管理知識、工藝機理等各種隱性的經驗顯性化，形成資料驅動的智慧。無論是裝置資產、生產過程、管理運營還是商業活動，都存在大量未被挖掘利用、靠經驗積累的知識、工藝、技術等，工業網際網路將其轉化為更精確的機理模型和資料模型，並透過平臺等載體沉澱封裝形成可複用、可移植的微服務元件、工業 APP 等，結合
海量資料計算分析和決策最佳化，實現機理模型結合資料科學的智慧化，這個過程突破了原有知識邊界和封閉知識體系，帶來新的知識。二是工業網際網路推動形成商業模式和生產組織方式的變革甚至重構。工業網際網路打通企業生產、銷售、運營、供應、管理等各個業務環節和流程，透過全產業鏈、全價值鏈的資源要素連線，推動了跨領域資源靈活配置與內外部協同能力提升，並基於此形成了產融結合、平臺經濟、
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