新型工业网络体系架构蓝皮书（2025年）

新型工业网络体系架构蓝皮书（2025年）工业互联网产业联盟（AII）2025年5月 声明本报告所载的材料和信息，包括但不限于文本、图片、数据、观点、建议，不构成法律建议，也不应替代律师意见。本报告所有材料或内容的知识产权归工业互联网产业联盟所有（注明是引自其他方的内容除外），并受法律保护。如需转载，需联系本联盟并获得授权许可。未经授权许可，任何人不得将报告的全部或部分内容以发布、转载、汇编、转让、出售等方式使用，不得将报告的全部或部分内容通过网络方式传播，不得在任何公开场合使用报告内相关描述及相关数据图表。违反上述声明者，本联盟将追究其相联系电话：010-62305887 关法律责任。工业互联网产业联盟邮箱：aii@caict.ac.cn 前言工业网络是工业生产活动中重要的基础设施，连接了人、机、料、法、环各个生产环节。工业网络经历了从模拟通信到数字通信，从现场总线到工业以太网，从有线到无线的发展历程。近年来，伴随信息技术、通信技术与工业技术的深度创新融合，应用场景对工业网络性能、功能提出的多样化需求牵引，以及工业生态体系的全面开放，工业网络在多重关键驱动力的共同作用下，已步入全新发展阶段。以全新架构、技术与应用模式为特征的新型工业网络，正稳健地开启其发展征程，为工业领域带来前所未本蓝皮书深入探索新型工业网络发展需求，突出了新型工业网络“泛在互联、确定承载、控网算集成、开放智能、安全可控”的五大创新特征，提出新型工业网络架构“控网算一体化”的核心价值。本蓝皮书旨在为政府机构、企业、科研机构、投资者等利益相关方提供引导和参考，促进各界统一认识、凝聚共识、协作共赢，全面推进新型工业网络体系化建设，夯实新型工业化发展底座。 有的变革与机遇。 组织单位：工业互联网产业联盟编写单位（排名不分先后）：中国信息通信研究院、中国移动通信有限公司研究院、中国电信股份有限公司研究院、中国联合网络通信有限公司、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、紫金山实验室、北京交通大学、北京科技大学、中国石油大学（华东）、北京东土科技股份有限公司、深圳市三旺通信股份有限公司、深圳艾灵网络有限公司、北京瑞斯康达数字科技有限公司、东南电子股份有限公司、中国第一重型机械股份公司专项制造中心、北华航天工业学院、北京邮电大学、普天信息工程设计服务有限公司、广州市政务服务和数据管理局、江苏亨通光电股份有限公司、中国寰球工程有限公司等编写组成员（排名不分先后）：汤立波、曹蓟光、张恒升、陈洁、朱瑾瑜、王哲、胡钟颢、付韬、黄颖、邢可欣、王晶、刘鹏、黄震宁、卢燕青、张涛、陈宇华、苑东平、杨贝斯、夏璠、李广鹏、郭小龙、陈海涛、张文远、陈李昊、饶晶、冯岩、沙远洋、楚俊生、束裕、侯聪、邵子豪、张维庭，孙童、孙雷、马彰超、王健全、王飞、陈鸿龙、吕明琪、薛百华、闫志伟、张超、阳桂林、骆小刚、俞一帆、刘旸、王永钊、马煜、王双、章明天、仇旻罡、潘丽燕、薛富生、祝艳林、张笑泳、董建、冀岩琦、高博涵、谢人超、朱海龙、陈昕、刘国栋、高彦军、王世如、轩传吴、杨明、彭朋苇、魏毅等 目录第1章工业网络发展“新”背景............................11.1工业网络发展历程..................................11.2工业网络演进驱动力................................21.3工业网络能力愿景..................................4第2章新型工业网络——新特征...........................122.1泛在互联.........................................122.2确定承载.........................................142.3控网算集成.......................................162.4开放智能.........................................172.5安全可控.........................................19第3章新型工业网络——新架构...........................213.1架构演进趋势.....................................213.2总体架构.........................................233.3网联功能视图.....................................243.4工控功能视图.....................................263.5算力功能视图.....................................28第4章新型工业网络——新体系...........................334.1新型工业网络技术体系.............................334.1.1总体技术图谱................................334.1.2网联技术图谱................................344.1.3新工控技术图谱..............................37 III IV4.1.4算力技术图谱................................404.2新型工业网络产业体系.............................434.2.1产业链各环节协同共进........................434.2.2产业生态发展趋势预判........................46第5章新型工业网络发展模式与行业应用探索...............495.1新型工业网络发展模式.............................495.1.1升级改造模式................................495.1.2全新设计模式................................505.1.3区域赋能模式................................515.2行业应用探索.....................................515.2.1钢铁行业新型工业网络应用案例................515.2.2电子行业新型工业网络应用案例................535.2.3汽车制造行业新型工业网络应用案例............555.2.4工控行业新型工业网络应用案例................57第6章新型工业网络发展展望.............................60参考文献................................................62 1第1章工业网络发展“新”背景1.1工业网络发展历程工业网络是企业用于研发、生产、办公、经营等活动的网络，涵盖工业控制网络和工业信息网络两个层次，是实现制造业全要素、全周期、全链条的互联互通，促进各类工业数据的开放流动和深度融合，推动各类工业资源的优化集成和高效配置的重要基础设施。工业网络是随着工业生产的不断变革逐渐出现的，其发展历程可以追溯到20世纪60年代，雏形为通过模拟电路传输电气信号，实现工业现场传感器与控制器之间简单的点到点通信。随着工业网络在连接范围、连接对象和服务模式这三方面能力的不断提升，工业网络呈现出与时俱进的演进需求。在萌芽期，工业网络主要依托计算机技术及数字通信技术发展，实现制造业现场的生产设备、仪表、产线、管理系统的局部互连，支撑更高强度的工业自动化需求。现场总线、工业以太网是这一时期典型的数据传输技术，无线技术在21世纪初被引入工业场景，成为工厂内有线通信的有效补充。在渗透期，工业网络主要借助互联网、移动通信技术的发展，满足了工业领域对于泛在化互联需求。网络连接的不仅仅是工厂内的控制设备、生产资源，更扩展至云化设备、智能产品及产业链上下游企业， 2促进诸如协同研发、供应链协同、个性化定制等新模式在制造业的应用。随着大数据、人工智能为代表的新一代智能化技术与制造技术深度融合，工业网络迎来了新一轮创新浪潮，工业网络不再是工业控制的附属品，而是实现新型工业化的核心组成部分。工业网络将成为连接工业物理世界、信息世界、虚拟世界一体化的桥梁。通过感知业务算力需求，协同算力资源与网络资源，为制造业场景提供算网控一体化智能网络服务。1.2工业网络演进驱动力技术创新推动、应用需求牵引和生态重构加速是推动工业网络演进的三大驱动力。新兴信息通信技术与工业自动化技术的融合，催生新的业务场景和需求，产业生态的开放协作、政策支持和市场需求等因素共同推动了网络体系进一步向新型工业网络演进。新技术不断创新迭代，工业与ICT技术加速融合。一方面5G、云计算、软件定义网络等技术逐步成熟，加速向工业领域各场景拓展应用。标准以太网提供的千兆及以上带宽，满足了工业大数据、工业视觉和AI解决方案对数据传输的高要求。基于以太网的时间敏感网络技术（TSN），进一步确保了自动化控制和运动控制等场景对网络传输的确定性时延和高可靠性需求。通过5G先进网络，工业生产全要素得以实时、可靠互联互通，并引入SOA、SDN、NFV 3等技术，构建云化工控系统。另一方面，以大模型、大数据为代表的智能化技术快速迭代，成为工业智能发展的加速器。工业大模型通过集成网络、自动化、机器学习和数据分析来提升工业制造智能化水平。算力技术引入工业生产领域，为工业现场提供高效的算力资源，支撑工业仿真、技术优化、大规模数据分析等应用场景。工控、网联、算力三大技术融合驱动为网络体系进一步向新型工业网络演进提供了内生动力。产业升级和数字化转型驱动工业应用不断创新。应用需求一方面从控制、采集等基础简单场景，向柔性生产、远程操控、协同设计等复杂场景演进。例如，钢铁冶炼行业提出“现场操控室一律集中”的生产变革，实现控制功能远程化。确定性网络技术保障了远距离传输的实时性、可靠性，使得控制端与现场设备的通信距离不再局限于区域内部，使得现场大量PLC/DCS等控制系统向算力更高的通用计算硬件迁移成为可能。应用需求创新另一方面体现在从解决企业和生产环节内部连接的简单传输网络，向业务驱动的全融合、智能化网络演进。例如，机器视觉质检场景中，通过5G网络将待检内容自动拍照，照片视频流上传至部署在MEC平台的机器视觉质检应用，运用大算力资源与数据模型做实时比对分析检查，实现设备自动识别，检测结果以毫秒级时延返回现场端，自动化生产线与质检 4系统关联做出不良品分离操作，提升产品质量和生产效率。制造企业多样化业务需求，要求网络在海量异构接入、系统互联互通、端到端确定性传输、网络资源智能调度等方面能力极大提升，驱动工业网络向下一代方向不断演进。产业链日趋开放，加速工业网络生态重构。在生态层面，为解决当前工业网络制式众多、互联互通困难的现状，国际工控领域提出了“开放自动化”的理念，通过开放标准、开放源代码和开放接口等方式，实现工业生产数据跨层、跨域高效流转，促进“七国八制”的工业网络向全要素按需互联协同的新型工业网络演进。传统封闭的工业控制产业生态被进一步打开，工业网络和控制厂商、IT厂商、电信运营商、设备制造商等加入产业阵营，不仅推动了产业链向上下游延伸，也改变了市场主体间的对接机制，激发OT-IT-CT产业链重构，孕育新型工业网络产业生态。1.3工业网络能力愿景工业网络演进的趋势最终还是要回归到其用户——工业企业的使用体验和价值感知上。随着制造业数字化转型的深入实施，企业对于网络的定位已逐渐从“信息传输”的管道转为“能力服务”生态，工业网络被赋予了更多的新需求。全面连接成为基本需求。一是全连接需求，企业