工业互联网的概念、体系架构及关键技术

摘要

工业互联网作为实现传统工业数字化转型的关键路径之一，已经引起学术界和产业界的广泛关注。工业互联网涵盖内容众多，其体系架构及关键技术也在不断演化发展，面临概念范畴不清晰、体系架构不健全、关键技术不明朗等问题。为了探讨以上问题，通过梳理工业互联网与工业物联网、工业4.0/5.0、智能制造的关系阐明工业互联网的基本概念，分析工业互联网体系架构及涉及的关键技术，总结工业互联网面临的挑战并展望工业互联网领域未来的研究方向。

关键词： 工业互联网 ; 体系架构 ; 智能制造 ; 工业智能

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近年来，数字经济浪潮席卷全球，新一轮产业变革蓬勃兴起，以5G、数字孪生（DT, digital twins）及人工智能（AI, artificial intelligence）等为代表的新一代信息技术与工业加速融合[1-2]，在一定程度上颠覆了传统的生产、生活和商业模式[3]。各工业大国正利用其在信息技术（IT, information technology）领域的领先优势，加快实施诸如美国“工业互联网”、日本“工业4.1J”、德国“工业4.0”等一系列针对传统工业数字化转升级的“再工业化”战略，谋求抢占新一轮竞争制高点[4-5]。

在此背景下，工业互联网作为传统工业数字化转型的关键路径之一，已成为各国改造提升传统工业、塑造未来产业竞争力的战略选择[4,6]。工业互联网通过新一代信息技术构建“人-机-物”的全面互联，实现海量工业数据的实时采集、自由传输、精准分析和智能反馈，推动传统产业加快转型升级、新兴产业加速发展壮大，支撑传统工业体系变革[7]。目前，学术界及产业界对工业互联网的概念和范畴尚未形成统一认知ÿ