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了解工业互联网的演变过程，工业互联网国内外的发展现状，以及工业互联网在真实生产环境下的典型应用等。
微课
工业互联网发展演变路径
要讲工业互联网的起源，就不得不说美国通用电气公司（General Electric Company,GE）。作为全球影响力较大的多元化服务公司，GE拥有完整的产品体系，涵盖飞机发动机、发电设备等高端设备以及照明设备、塑料用品等日用品。它拥有首屈一指的制造技术和丰富的工业互联网深耕经验。
早在2012年，GE就提出了工业互联网的概念。这一集成技术起源于通用航空发动机可预测性维护的工业模式，在美国政府和企业的大力支持下，逐步产生了在航空、医疗、生物制药、半导体芯片、材料等行业的各种应用案例。
GE在自产的每台航空发动机上都安装了大量的传感器，以不断地采集每次飞行的数据，并在飞行过程中将数据实时传回数据中心进行分析。因此，GE的数据中心可以为飞机发动机提供预测性维护建议，以减少停机时间，更好地优化其经济性和安全性。
GE认为，在波澜壮阔的市场前景下，不论是满足效率安全和实时可靠的工厂内网、工厂外网和标识解析等基础业态需求，还是满足工业运营产生的智能化生产、网络化协同、数据同步、人工智能改造等新型业态需求，工业互联网都是产业升级的核心手段。2014年，GE联合AT&T、Cisco、IBM、Intel等成立了工业互联网联盟（Industrial Internet Consortium,IIC），初步形成了行业生态。
很多人了解的精益制造和工艺未必能体现出新工业化的决心。2016年，日本提出了“互联产业”战略；2018年，日本开始关注互联产业，其特点是通过利用数字技术实现网络空间与现实空间的高度融合，包括社会生产经营的方方面面。
中国产业信息网在《日本“工业互联”战略的启示》中写到，当企业还专注于内部互联时，日本另辟蹊径地提出了“工业价值链”战略，建立了统一生态系统，把握住了全球工厂自动化需求，完善了工业系统供应链。
当前，全球新一轮科技革命和产业变革深入推进，信息技术日新月异。5G与工业互联网的融合将加速数字中国、智慧社会建设，加速中国新型工业化进程，为中国经济发展注入新动能，为世界经济创造新的发展机遇。
从工业经济发展的角度来看，工业互联网给建设制造强国提供了重要的支持。首先是推动传统产业转型升级，通过跨设备、跨系统、跨工厂、跨区域的全面互联互通，实现各种生产和服务资源更大范围、更高效率及更精确的优化配置，实现高质量、降成本、增效率、绿色和安全的发展；推动制造业高端化、智能化、绿色化，大幅提升工业经济发展质量和效益。其次是加快培育壮大新兴产业，推动设计、生产、管理、服务等环节从单点数字化向全面融合演进，加速创新模式、生产模式、组织形式和商业范式的深刻变革，催生许多新模式、新平台设计、智能制造、网络化协同、个性化定制、服务延伸、数字化管理等业态和新兴产业。
从网络设施的发展来看，工业互联网也是网络强国建设的重要组成部分。首先是加快网络演进升级。工业互联网是推动人与物互联、物与物互联的公共互联网，可以扩大人、机、物、系统的全面互联，大大提升网络设施配套服务能力。其次是拓展数字经济空间。工业互联网具有很强的渗透性，可以和交通、物流、能源、医疗、农业等实体经济的各个领域进行深度的融合，实现上、下游产业和跨领域的广泛互联，同时促进科技的发展，网络应用从虚拟到实体、从生活到生产的飞跃，极大地拓展了网络经济的发展空间。
在我国，上海做出了首个工业互联网项目，牵头出台了相关政策和三年行动计划；率先成为全国互联网产业示范城市；获批首个互联网产业示范基地，开发汇众汽车配件、汽临港基地、诺玛高端智能液压、三菱电梯智能机器人仓库等系列相关场景；鼓励集成电路、生物医药、汽车、航空等300多家企业在工业互联网应用领域进行创新。工业互联网的应用让相关行业平均能够降低约7.3%的成本，而质量则能够提升约6.1%，效率提升约9.2%，带动了十万家中小型企业在云平台上大显身手。
上海拥有先进的制造体系和强大的资本布局。总体来看，2019年上海工业投资增长约11.3%，连续21个月保持两位数增长；上海制造业投资比上年增长约21.1%。五大重点工业产业投资增长约24.2%：生物制药业投资增长约79.0%，汽车业投资增长约48.5%，石油化工及精细化工业投资增长约36.6%，电子信息业投资增长约12.9%。
2022年，上海互联网核心产业目标规模从800亿元增加到1500亿元。在强大的智能制造产业基础上，深圳适时出台了多项促进工业互联网环境形成的政策：成立“深圳工业互联网专家委员会”，推动成立华为、富士康及腾讯等深圳工业互联网联盟；开办“工业互联网大会”和“工业互联网大讲堂之旅”；开始打造“总部（深圳）+工厂（珠三角）”的区域化生产制造新模式。
工业互联网背后的产业结构转型升级迫在眉睫，出现了制造业增速明显回落、产能过剩、供需失衡、新旧动能转换缓慢等一系列矛盾，难以对原来以数量、规模和速度为基础的增长模式进行适应、把握，导致经济发展出现新常态的需求。纵观我国的工业发展历史，从工业化体系到人工智能，从传统制造业到万物互联，我国一步步进行产业升级，走向世界前列。
全球多个国家都从国家战略的高度开展工业互联网领域布局。美国政府立足工业、信息通信业的全面优势，先后提出“先进制造伙伴计划”和“国家制造创新网络计划”；德国政府立足机械、电子、自动控制、工业管理软件等方面的优势，推出“工业4.0”国家计划；法国政府先后推出“新工业法国”和“新工业法国Ⅱ”，总体上布局数字制造、智能制造以及依靠生产工具转型带动商业模式变革。
国外制造业传统巨头立足传统优势，一方面注重生产与制造过程的自动化、数字化和智能化改造，另一方面重点布局开放工业平台和工业生态体系。GE于2012年提出了工业互联网的概念，强调打通工业领域硬件层、信息层，打造“工业设备+工业平台+工业App”的生态体系。2015年， GE基于其在航空、轨道交通、能源、医疗等领域设备市场的优势推出Predix工业互联网平台，该平台连接工业设备采集和分析工业数据，从而实现基于数据分析的设备管理、设备预测性维护等功能。Predix平台除接入GE自有设备之外，还广泛支持第三方设备和开发者的接入。截至2016年，该平台提供的应用软件有250多个，合作伙伴有400多位，软件开发者达到2.2万名。西门子早期致力于工厂内部的数字化工厂改造，其在德国建造的安倍格工厂实现了物流、产线、环境和人员的全面联网，约75%的工序是自动化完成的，是智能工厂的经典案例。此外，西门子还立足于自身在工业设备和工业软件领域的优势，对外输出智能工厂改造、规划方案。最近几年，西门子逐渐认识到开放工业平台的重要性，推出了工业平台Mind Sphere，并于2017年4月开始提供开放API（Application Program Interface，应用程序接口），接入第三方开发者。
近年来工业互联网的发展进入快速增长阶段。大数据、云计算和人工智能等新技术的出现为工业互联网带来了更多的可能性。工业企业通过数据驱动的决策、智能设备和预测性维护等功能，提高了生产效率和竞争力。跨行业合作和生态系统建设成为趋势，企业间共享数据和资源推动了创新和协同发展。同时，数据安全和隐私保护成为关注的焦点，相关法规和标准得到制定和进一步规范。
总体来看，全球工业互联网产业和市场的发展正处于探索阶段。虽然GE是最早提出工业互联网概念的企业，但其负责工业互联网的GE Digital部门目前仍面临一些挑战；而西门子的Mind Sphere平台在未来3年内也将持续进行战略投资和探索，以进一步巩固其在工业互联网领域的先进地位。
我国的工业互联网仍处于起步与探索的阶段，尚未形成完整的模式和体系。但我国工业互联网的市场态势良好，其发展具有重要意义。
目前我国工业互联网的发展不平衡，企业集成水平不高，上、下游协同较差。从“工业互联网化指数”的数据可以看出，当前工业生产设备数字化率是45.1%，数字化生产设备联网率为39.0%，工业电子商务应用普及率为49.6%，企业网上采购率为25.4%，网上销售率为30.1%。一些企业的数据平台尚未打通，且制造、物流、商务、用户等环节未实现很好地连接，加强企业互联和网络协同是工业互联网化的必然途径。
随着我国的制造业从数字化向网络化的迈进，工业互联网迅速兴起，尤其是国务院常务会议审核并通过了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，该意见对我国工业互联网的发展具有重要意义。可从以下两个方面对我国工业互联网的现状进行分析。
（1）工业互联网发展的机遇与挑战并存。我国的工业互联网进程分成“三步走”，以逐步建成与我国经济发展相适应的工业互联网体系。全球的 ICT（Information and Communication Technology，信息与通信技术）企业、制造企业、互联网企业具有各自不同的优势，可从各自的角度搭建与之适应的工业互联网平台。我国的工业互联网平台虽然成立时间短，但发展迅速，正朝着技术化、管理化、商业化等模式的方向发展，并取得了显著的进展。工业互联网的发展对我国的制造业转型升级、工业提升经济实力具有重要推动作用，其本身蕴含着巨大的商机，预计到“十四五”末，工业互联网的市场规模将突破万亿（元）大关。可见发展工业互联网的机遇是可遇而不可求的，其能够实现服务型制造企业的更多连接，提高工业企业的附加价值，并实现服务的延伸。
（2）行业发展存在不足。我国的工业互联网与发达国家相比，存在着很大差距，主要表现在我国的工业互联网产业支撑不足，核心技术、综合能力不强，体系尚不完善，数字化和网络化水平低，人才支撑和安全保障不足，缺乏龙头企业的引领等。这些问题的存在使得现有的网络不能满足工业发展的需要，导致工业互联网产业缺乏统一的接口，互通性差。
当前，工业互联网融合应用向国民经济重点行业广泛拓展，形成平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理六大新模式，赋能、赋智、赋值作用不断显现，有力地促进了实体经济提质、增效、降本、绿色安全发展。
工业互联网目前已延伸至40多个国民经济大类，涉及原材料、装备、消费品、电子等制造业各大领域，以及采矿、电力、建筑等实体经济重点产业，实现更大范围、更高水平、更深程度的发展，形成了千姿百态的融合应用实践。
（1）钢铁行业是国民经济支柱行业，制造流程长、工序多，生产分段连续，主要面临生产运营增效难、产能过剩严重、节能绿色低碳压力大、本质安全水平较低等痛点。中国宝武、鞍山钢铁、马钢集团等企业应用工业互联网积极探索生产工艺优化、多工序协同优化、多基地协同、产融结合等典型应用场景，一方面通过数据深度分析带动生产效率、质量和效益提升，另一方面实现多区域、多环节、多业务系统的协同响应与综合决策，通过模式创新实现新价值创造和新动能培育。
（2）工程机械行业作为国民经济的重要行业，为建筑、制造、采矿等行业提供生产必需的机械装备和基础工具，具有产品复杂多样、生产过程离散、供应链复杂等特征，同时也面临着生产效率不高、产品运维能力较弱和行业同质化竞争严重等痛点。三一重工、徐工集团和中联重科等工程机械龙头企业积极应用工业互联网加快企业数字化步伐，通过工业互联网进行设备预测性维护、远程可视化管理，不仅降低了设备运维成本、提高了生产资源的动态配置效率，还在此基础上延伸出供应链金融、融资租赁等服务模式，实现“制造+服务”，为国民经济带来新的增长空间。
（3）家电行业具有技术更新速度快、产品研发周期短、产品同质化程度高等特点，当前主要面临个性化需求难满足、生产精度效率要求高、订单交付周期长、质量管控力度不足、库存周转压力大等核心需求痛点。格力、海尔、美的、TCL等轻工家电企业依托工业互联网开展规模化定制、产品设计优化、质量管理、生产监控分析及设备管理等应用探索，提升用户交互体验、产品一次合格率与生产效率，节省设备运维成本，满足客户个性化需求。
（4）电子信息行业属于知识、技术密集型行业，产品细分种类多、生产周期短、迭代速度快，对品质管控、标准化操作与规范化管理、市场敏捷化响应等要求较高。中国电子、华为、中兴等通过工业互联网开展设备可视化管理、产品良率提升、库存管理优化、全流程调度优化和多工厂协同等典型应用探索，一方面通过机器视觉、大数据分析等新技术提升质量管理、设备故障诊断、产品库存管理等环节的效率，另一方面通过建设互联工厂实现企业级决策优化和需求敏捷响应。
（5）采矿行业是采掘、开发自然界能源或将自然资源加工转换为燃料、动力的行业，当前主要面临资源紧缺，安全监管与环保压力大，设备实时监管、精细化管理要求高等痛点。山西潞安新元煤矿、陕煤集团小保当煤矿、山东黄金三山岛金矿、内蒙古白云鄂博稀土矿等采矿企业利用“5G+工业互联网”开展智能采掘与生产控制、环境监测与安全防护、井下巡检等，把人从危险、繁重的工作中解放出来，促进了采矿行业绿色、安全生产。
（6）电力行业利用“5G+工业互联网”与发电、输电、变电、配电、用电全环节融合，形成新型控制监测网络，优化流程工艺，大幅减少碳排放，降低了清洁能源并网的不确定性，同时提升电动汽车和微电网等主体的接入能力，降低了上、下游企业和用能客户的成本。中国华能、南方电网、国家电网、正泰集团、特变电工等发电侧、电网侧和用电侧企业及机构纷纷开展探索，形成发电侧设备预警与节能增效、电网侧调度优化与全流程集成管控、用电侧服务提质与用电策略优化等典型应用模式，分别实现设备故障提前预测和主动维修、电能量数据可测和用电成本降低。
（7）建筑行业具有项目建设周期长、资金投入大、项目关联方管理复杂、人员流动性强等特点，未来将走向以工业互联网、BIM（Building Information Model，建筑信息模型）等技术综合应用支撑下的工业化、智能化、绿色化。中建科工、广联达、三一筑工、北京建谊等企业利用工业互联网，探索数字化协同设计与集成交付、虚实融合的施工协同管理、装配式建筑智能制造等应用，实现建设项目全过程的虚拟执行和优化调整，大幅提升设计效率、施工质量、成本进度控制和安全施工水平。面向建筑本身能耗优化、安全应急和访问控制等需求，部分领先建筑企业通过工业互联网开展能耗管理、资产监测运维、虚拟演练等应用探索，实现智能化、安全化运行。
分析工业互联网发展演变路径、工业互联网国内外发展现状，随着时间的推移和相关政策的出台与扶持，工业互联网在国内的发展未来将会是什么样的新态势？请发表自己的感想。模板如下所示。
本任务从工业互联网发展演变路径讲起，使读者能够从宏观、大趋势上了解工业互联网的发展历程；其次讲解工业互联网国内外的发展现状，让读者知道工业互联网在国内的发展情况；最后介绍工业互联网深入各行各业，并衍生出了一些具有代表性的应用。
（1）互联产业的特点是通过利用______实现______ 与______的高度融合，包括社会生产经营的方方面面。
（2）工业互联网具有很强的渗透性，可以和______ 、物流、______ 、医疗、______ 等实体经济的各个领域进行深度的融合。
（3）工业互联网背后的产业结构转型升级迫在眉睫，出现了制造业增速明显回落、______ 、供需失衡、______ 转换缓慢等一系列矛盾。
（4）从______ 到______ ，从______ 到______ ，我国一步步进行产业升级。
（5）我国的工业互联网仍处于______的阶段，尚未形成完整的模式和体系。
（1）工业互联网发展演变路径分为工业互联网信息通信技术与工业经济的深度融合阶段、工业互联网与企业合作相互推动阶段。（ ）
（2）我国的工业互联网仍处于起步与探索的阶段，尚未形成完整的模式和体系。但我国工业互联网的市场态势良好，其发展具有重要意义。（ ）
（3）工业互联网融合应用向国民经济重点行业广泛拓展，形成平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理六大新模式。（ ）
（4）近年来工业互联网的发展进入缓慢增长阶段。大数据、云计算和人工智能等新技术的出现为工业互联网带来了更多的可能性。（ ）
（5）电子信息行业属于知识、技术密集型行业，产品细分种类多、生产周期短、迭代速度快，对品质管控、标准化操作与规范化管理、市场敏捷化响应等要求较高。（ ）
（1）简述工业互联网发展演变路径。
（2）简述工业互联网国内外的发展状况。
（3）请列举一些工业互联网典型应用。