工業 4.0 x 工業互聯網： 實踐與啟示

工業互聯網的定義

中德智能制造合作企業對話工作組（AGU）工業互聯網專家組

工業互聯網是新一代工業浪潮的產物，全球主要國家在工業互聯網探索和實踐中形成了不同的認識。在本文中，中國 對工業互聯網的定義來自工業互聯網產業聯盟（AII），分為宏觀層面和技術層面：

? 從宏觀層面看，工業互聯網通過工業經濟全要素、全產業鏈、全價值鏈的全面連接，支撐制造業數字化、網絡化、 智能化轉型，不斷催生新模式、新業態、新產業，重塑工業生產制造和服務體系，實現工業經濟高質量發展。

? 從技術層面看，工業互聯網是新型網絡、先進計算、大數據、人工智能等新一代信息通信技術與制造技術融合的 新型工業數字化系統，它廣泛連接人、機、物等各類生產要素，構建支撐海量工業數據管理、建模與分析的數字 化平臺，提供端到端的安全保障，以此驅動制造業的智能化發展，引發制造模式、服務模式與商業模式的創新變革。

從德國的角度來看，“工業互聯網”的定義來自物聯網創新聯盟（AIOTI）：

? “物聯網”和“IoT”是一種能夠連接嵌有電子、軟件、傳感器、執行器和網絡連接的物理對象、設備、車輛、建 筑物以及其他物體，并使得這些不同對象能夠收集和交換數據的網絡。

在制造業領域，物聯網、工業物聯網及工業互聯網是同義詞，即基于互聯網技術和標準將具有計算能力的物理實體相 互連接的網絡。

為了將上述一般概念與制造業中已有的情景進行區別，工業互聯網的定義應突出以下方面：

? “物”通常分布在世界各地，即我們通常不考慮單個工廠部署的系統（例如 MES 系統）。

? 多方利益相關者都對“物”的使用保持關注，即“物”的所有者通常會與利益相關方（例如供應商）進行信息共享

從工業 4.0 視角討論工業互聯網

從工業互聯網聯盟 IIC 與工業 4.0 的聯合白皮書討論來看，工業 4.0 主要面向制造業，而工業物聯網（IIoT）適用于能 源、醫療保健和制造業等多種行業。因此，德國的“工業 4.0 平臺”戰略計劃主要聚焦于制造業，并從市場和主要供應商 這兩個方面進行展開。市場方面，通過使用新型先進技術提高效率、增強靈活性或縮短上市時間；主要供應商方面，機器、 自動化組件或軟件解決方案等供應商面向主要市場提供其產品和服務。

因此，雖然實踐案例來自不同領域，本白皮書將對工業互聯網的討論重點放在與制造業相關的問題上，以此將中德兩 國行業專家的認識結合起來。 另一方面，工業 4.0 也針對第四次工業革命中，其他未必通過工業互聯網來實現的領域進行了討論。 在技術內容方面，工業4.0和工業互聯網所交叉的重點領域在于“相連的資產和機器”以及圍繞互操作性不斷演變的問題。

下圖展示了典型的工業互聯網工業 4.0 系統。該系統包括一個工業互聯網平臺，將關聯的資產與各種應用程序連接起來， 包含三層結構：

? 連接層：支持對不同位置資產的連接，并收集資產提供的數據。

? 基礎設施層：能夠處理數據并提供計算執行能力。在這一層上，數據被分成可供應用程序使用的功能塊。

? 應用層：由各種應用程序組成并為應用程序提供在基礎設施層上創建的功能塊。