【2026年版】第47讲：工业互联网与智能制造——数字化的制造场

主讲：老孙

适用：2026年下半年系统规划与管理师考试

预计阅读时间：50分钟

一、上节回顾

上一讲讲完智慧城市——数字化的综合体。今天讲工业互联网与智能制造——数字化的制造场。如果说智慧城市让城市变聪明，那么工业互联网让制造业变聪明。中国是全球第一制造业大国，工业互联网是制造业转型升级的"国之重器"。

我做项目 20 年，做过多家制造企业咨询。中国工业互联网过去 5 年的进展，超过西方过去 20 年。海尔 COSMOPlat、三一根云、富士康 BEACON——一批中国工业互联网平台已是国际领头。

1.1 工业互联网"3 大根本作用"

第一，让制造业可数字化——从离散制造到数据驱动制造。

第二，让 IT 与 OT 融合——传统 IT 与运营技术深度对接。

第三，让制造业升级新业态——大规模个性化定制、共享制造、智能服务化。

3 大根本作用 = 工业互联网对中国制造业"不可替代"。

1.2 中国工业互联网"3 个事实"

事实 1：国家成立工业互联网产业联盟，平台数 800+

事实 2：核心产业增加值 ≥ 4 万亿

事实 3：5G + 工业互联网应用案例 ≥ 14000 个

3 大事实 = 中国工业互联网"时代背景"。

二、本讲导读

2.1 学习目标

1. 【是什么】 准确说出工业互联网定义、3 大体系、平台架构、智能制造 4 大模式
2. 【为什么】 理解工业互联网为何是中国制造业"必修课"
3. 【怎么用】 能为一个制造企业设计工业互联网落地方案

2.2 本讲在课程地图中的位置

本讲对标教材 第 22 章 工业互联网。

2.3 一句话理解工业互联网

工业互联网 = 把云 + 大数据 + AI + IoT + 5G 引入制造业 —— 让"机器 + 人 + 物 + 数据"深度连接。

【虚构案例提示】 本讲涉及"知知致用承接的智能制造项目"为培训教学所用的虚拟项目与虚构人物（详见第01讲首次案例声明）。

三、工业互联网核心概念

3.1 工业互联网官方定义

国家工业互联网产业联盟定义：

工业互联网是新一代信息通信技术与现代工业深度融合所形成的新型基础设施 / 应用模式 / 工业生态，通过对人 / 机 / 物 / 系统的全面连接，构建覆盖全产业链 / 全价值链的全新制造和服务体系。

关键词：

• 新一代信息技术 + 现代工业
• 人 / 机 / 物 / 系统全面连接
• 全产业链 / 全价值链

3.2 工业互联网的"3 大体系"

工业互联网官方定义包含 3 大体系。

体系 1：网络体系

• 工厂内网 + 工厂外网
• 5G + 工业以太网 + TSN（时间敏感网络）

体系 2：平台体系

• 工业互联网平台
• IaaS + PaaS + SaaS 工业版

体系 3：安全体系

• 工业互联网安全
• 设备 / 网络 / 数据 / 应用安全

3 大体系 = 工业互联网"骨架"。

3.3 工业互联网平台"4 层架构"

工业互联网平台典型 4 层架构。

第 1 层：边缘层

• 设备接入 + 边缘计算

第 2 层：IaaS 层

• 工业云基础设施

第 3 层：工业 PaaS 层

• 工业 APP 开发平台
• 数据 + 模型 + 算法

第 4 层：工业 SaaS 层

• 工业 APP 与应用

4 层架构 = 工业互联网平台"标准结构"。

3.4 中国 5 大工业互联网平台

• 海尔 COSMOPlat
• 三一 / 树根互联 根云
• 富士康 BEACON
• 阿里 supET
• 华为 FusionPlant

5 大平台 = 中国工业互联网"主力军"。

四、智能制造

4.1 智能制造的"4 大模式"

国家工信部提出智能制造 4 大模式。

模式 1：离散型智能制造

• 适用：装备制造、电子、汽车
• 特征：单件多品种、复杂工艺

模式 2：流程型智能制造

• 适用：钢铁、化工、电力
• 特征：连续生产、控制密集

模式 3：网络协同制造

• 适用：跨企业协同
• 特征：产业链协同

模式 4：大规模个性化定制

• 适用：服装、家具、消费品
• 特征：千人千面 + 规模化

4 大模式 = 智能制造"应用全景"。

4.2 智能制造的"5 大关键技术"

• 工业互联网
• 大数据 + AI
• 工业机器人
• 数字孪生
• 增材制造（3D 打印）

5 大关键技术 = 智能制造"工程栈"。

4.3 智能工厂的"5 层架构"

按 IEC 62264 标准，智能工厂分 5 层。

• L0 现场层（设备）
• L1 控制层（PLC / SCADA）
• L2 监控层（MES）
• L3 计划层（ERP）
• L4 经营层（决策）

5 层架构 = 智能工厂"完整骨架"。

4.4 IT 与 OT 融合的"3 大挑战"

• 网络协议不通（IT 是 IP 网，OT 是工业协议）
• 安全要求不同（IT 是数据安全，OT 是物理安全）
• 文化与团队不同（IT 灵活，OT 稳定）

3 大挑战 = IT/OT 融合"必跨"。

五、案例锚点：知知致用承接的智能制造项目

5.1 项目背景

北京知知致用承接某中型装备制造企业（年产值 5 亿）智能工厂升级项目。

目标：

• 生产效率 +30%
• 单位能耗 -15%
• 不良品率 -50%
• 交付周期 -40%

5.2 智能工厂建设方案

5 层架构落地：

• 现场层：500+ 设备联网
• 控制层：PLC + SCADA 升级
• 监控层：自建 MES
• 计划层：升级 ERP + APS
• 经营层：BI + 数字孪生

5G + 工业互联网：

• 工厂内 5G 专网
• 5G + MES 实时调度
• 5G + AGV 智能物流
• 5G + 机器视觉质检

5.3 12 个月建设成果

• 生产效率 +35%
• 单位能耗 -18%
• 不良品率 -55%
• 交付周期 -45%

超出预期 = 智能制造"硬业绩"。

5.4 数字孪生工厂

• 整厂 3D 建模
• 实时数据映射
• 仿真 + 优化
• 故障预测

数字孪生 = 智能工厂"高级形态"。

六、考点聚焦

6.1 选择题考点

6.2 案例分析

"为某制造企业设计智能工厂方案"是案例分析高频题型。

6.3 论文关联

"论工业互联网与智能制造"是论文方向之一。

七、论文素材播种

7.1 高频引用片段

我作为系统规划师，主导某中型装备制造企业智能工厂升级项目。按"工业互联网 3 大体系 + 平台 4 层架构"搭建，按"智能制造 4 大模式 + 智能工厂 5 层架构"对齐国家标准。5G 工业专网 + 工业互联网平台 + 数字孪生工厂三轨并行。12 个月成果：生产效率 +35%、单位能耗 -18%、不良品率 -55%、交付周期 -45%，全部超预期。

7.2 重点理论框架

1. 工业互联网官方定义
2. 工业互联网 3 大体系
3. 工业互联网平台 4 层架构
4. 智能制造 4 大模式
5. 智能制造 5 大关键技术
6. 智能工厂 5 层架构
7. IT/OT 融合 3 大挑战
8. 数字孪生工厂

八、课后任务