工业互联网是数字化与智能化技术的主要应用载体
思瀚产业研究院 德風新征程    2025-11-20

中国还拥有全球最为完备的工业体系，横跨41个工业大类、207个工业中类、666个工业小类，成为全世界唯一拥有所有经济活动的联合国产业分类中所列全部工业门类的国家。这种深度巩固了中国作为全球制造业中心的地位，而该行业面临技术瓶颈、供应链複杂性及人口压力。对此，企业正从局部的改造升级转向全企业数字化转型，通过人工智能、工业互联网及第五代网络将运营从以设备为核心转向数据驱动。数字化与智能化是未来工业发展的关键方向。

工业互联网作为其核心应用领域，正加速推动此轮转型。随著全球制造业转向高效、精准、灵活的生产模式，数字化与智能化能力已成为工业竞争力的核心驱动力。企业可借助数字化工具，实时採集并分析资料，从而优化流程、降低成本、提高生产力。而智能化应用则进一步提高决策能力，赋能企业对瞬息万变的市场环境作出敏捷反应。

工业互联网是数字化与智能化技术的主要应用载体。其核心在于将複杂的实体设备与联网的传感器及软件深度整合，实现高效的数据採集、交换与分析，从而全面提升工业效率、生产力与创新能力。工业互联网的关键特征包括：

• 自动化：软硬件的深度融合可实现广泛的任务自动化。系统可根据分析结果实时调整生产，从而减少人工干预及错误率。

• 连接：设备、系统与网络间的持久链接实现了工业生态系统的无缝协作与数据自由流动。

• 数据採集与分析：全面感知技术实时採集设备与工艺数据；先进的分析技术将其转化为具有决策价值的洞见，以实现预测性维护与营运优化。

• 信息技术与营运技术的融合：信息技术与运营技术融汇于统一平台，实现监测、控制与优化功能协同，有效提升生产效率并拓展创新边界。

透过工业互联网的应用，企业能够实现生产全流程的端到端数字化与智能化转型，进而强化全球竞争地位。工业互联网预期将成为未来工业发展的关键支柱，并持续推动工业部门迈向智能制造。工业互联网的架构包括设备层、IaaS、PaaS、SaaS及应用层，形成一个多层次、紧密集成的生态系统。设备层透过智能设备与边缘设备进行实时数据採集与初步处理。

IaaS层提供基础的计算与网络资源；PaaS层支持工业应用的开发与数据处理；SaaS层则提供灵活的云端工业解决方案。各层级间的协同运作，实现了工业生产的全面数字化与智能化，而稳健的安全机制则有助于确保系统稳定与数据安全，为企业的数字化转型与智能制造奠定坚实基础。

工业互联网由以下核心技术能力支持：互操作性及确定性延迟的连接与通信协议；用于毫秒级数据採集、设备端推理及具备冗馀与离线耐受的本地闭环控制的边缘计算；提供弹性计算、分佈式存储、容器编排、数据湖及可扩展MLOps的云计算；

对多模态时序数据进行异常检测、预测性维护、工艺优化及质量分类，专注于模型鲁棒性与泛化能力的工业人工智能与机器学习；使用本体论与关係推理构建异构数据体系，支持溯源归因与可解释决策的知识图谱；基于高保真模型实现实时同步，用于监测、仿真与参数优化的数字孪生；以及採用零信任架构、网络分段、设备身份认证及威胁检测响应机制的工业网络安全。该等技术专为低延时、互操作性、可扩展性与可验证性而设计，共同推动工业系统的数字化与智能化转型。

在关键行业对安全性、韧性及可控性的要求日益提升的背景下，国产化已成为一项长期的结构性趋势。企业正系统性地审视其核心技术栈，以降低对单一供应商的依赖，并在合规、成本及生命週期管理等方面实现更高程度的自主可控。

• 政策与宏观环境。在国家层面，围绕自主可控能力、国产软件普及及工业互联网标准化建设的顶层设计持续推进。信息创新以及数据安全，为市场提供了刚性需求牵引；而政府採购、专项补贴及税收优惠等措施，则提升了国产解决方案的市场普及度与性价比。在供给侧，相关政策旨在培育关键软硬件的产业生态；在需求侧，示范项目与行业规范则加速了市场推广，提升了国产化产品的商业可行性与边际效益。

• 技术驱动因素。在软件层面，国内供应商正致力于构建覆盖研发设计与仿真、生产执行与调度、工厂云与边缘计算、数据湖╱数据平台，以及以AI/ML为核心的感知－分析－决策闭环的端到端能力。在硬件与平台层面，与国产芯片、边缘设备、物联网网关及工业通讯协议的深度融合，显著提升了性能与安全性，增强了互操作性与可维护性，并降低了集成与迁移成本，为大规模国产替代提供了工程与经济层面的双重支撑。

• 产业生态与应用案例。在能源、化工、机械加工、钢铁及汽车制造等重点垂直行业，国产替代的路径日益清晰，其实施进度取决于流程的关键程度、验证週期及合规要求的严格性。地方政府、高校与企业共建的联合创新平台，连同相关行业标准的建立，正加速技术转化与场景落地；示范项目为规模化複制推广奠定基础，而生态合作伙伴则协同强化供给侧能力，共同推动国产化进程从试点验证，迈向规模化部署及商业闭环。

中国IIoT市场近年来快速扩张，其市场规模由2020年的约人民币0.9万亿元增长至2024年的约人民币1.4万亿元，并预计将于2029年达到约人民币2.0万亿元。随著工业企业加速数字化与智能化转型，IIoT解决方案已成为提升生产力及优化成本的关键工具，在制造、能源、交通等领域得到广泛应用。政策支持以及5G、云计算等基础技术的日趋成熟，为市场的持续增长奠定了坚实基础。

与此同时，AI在IIoT领域的渗透率亦显著提升，由2020年的约6.1%上升至2024年的约7.8%，预计将于2029年达到约11.0%。AI应用持续拓展，已从进阶分析、预测性维护，延伸至品质控制及自动化决策等领域，实现了更高水平的智能化生产。AI的深度融合提升了IIoT解决方案的功能与价值，驱动了创新与效率的提升，使企业能更灵活地应对持续变化的市场需求与营运环境。

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