工业物联网网络融合技术研究报告

引 言
工业物联网(Industrial Internet of Things,IIoT)作为物联网技术在工业领域的深度应用,通过物联网终端、通信网络与工业系统的协同交互,构建了支撑工业全要素互联、全流程数据贯通的新型基础设施,是驱动生产效率提升、商业模式创新与产业链协同的核心载体。
当前,全球工业体系正加速向规模化、网络化、智能化变革,海量传感器及智能化设备大量应用,工业场景向多维度、高复杂度演进,智能工厂对工业物联网灵活、便捷接入及确定性低时延网络承载需求愈发迫切,然而由于历史原因,工业现场级网络存在多标准并存、网络拓扑各异、所传输的数据特征不同等特性,传统工业网络架构逐渐暴露出协议异构性导致的设备间互操作困难、网络分层架构造成的数据流通壁垒、多网络并行部署引发的资源冗余与运维复杂度攀升等局限性,严重制约工业系统整体效能的释放。与此同时,工业物联网技术演进并非孤立的技术迭代过程,而是与人工智能、数字孪生、绿色低碳等新兴技术与发展理念深度耦合、相互促进的系统性变革。AI技术作为“智能赋能者”,与网络融合形成了双向增益的协同关系,AI提供的智能分析、预测优化与自动化决策能力,极大地促进了网络效率与灵活性提升,而网络融合为AI在工业场景的深度落地提供了基础设施,数字孪生技术通过构建物理工业系统的虚拟映射,进一步强化了网络融合的需求与价值,而生态环境变化(如“双碳”目标、资源约束)则倒逼产业转型,促使不同系统打破壁垒,实现数据互通与资源协同,共同推动工业物联网向一体化、智能化、可持续发展方向融合演进。这些新兴技术、外部因素等与网络融合的相互作用,共同促成工业物联网“技术-生态”协同发展与演进。
近年来,工业物联网融合技术发展迅猛,但在繁荣背后仍存在以下诸多挑战和风险。网络异构性突出:现场总线、工业以太网、5G等多网络技术并存,协议标准不统一,设备与系统间互联成本高、效率低;数据互通受阻:不同厂商的网络设备、工业软件、控制系统等封闭运行,形成“数据孤岛”,制约跨环节协同分析与全局优化;技术路径分散:网络融合涉及感知控制层、处理层、应用层等多层次,缺乏统一的方法论指导,选型和部署存在风险;安全挑战加剧:融合网络扩大了攻击面,传统工业网络的确定性需求与新兴技术的开放性存在矛盾,可靠性保障难度陡增;国际竞争紧迫:工业物联网融合技术属于领域前沿,中国需要建立自己的技术体系,参与并引领全球规则制定。本报告的核心目标是构建工业物联网网络融合的技术框架,弥补工业物联网网络融合领域内系统性研究的空白,为产业协同创新提供共识基础,为后续标准制定、技术研发及应用落地提供参考。本报告系统梳理了当前产业需求与技术发展现状,分析工业物联网网络融合的需求与挑战,明确关键能力要求与发展路径,提出物联网网络融合架构,研究工业物联网网络融合关键技术,分析工业物联网网络融合标准化现状,探讨工业物联网网络融合标准化方向。
本报告有望作为工业物联网产业链相关方技术参考资料,网络设备与解决方案提供商可基于报告优化产品设计,制造企业可参考报告制定网络融合规划,科研机构与高校可依托报告明确技术攻关方向,行业协会及政策制定部门则可将其作为产业政策、标准研制的参考依据。通过凝聚多方共识,报告将有力支撑工业物联网从“局部互联”向“全局智联”跨越,助力新型基础设施构建。

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