工业互联网产业联盟：
《2025年新型工业网络体系架构蓝皮书》

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工业互联网产业联盟发布的《新型工业网络体系架构蓝皮书》，系统梳理了工业网络的发展历程、演进驱动力与能力愿景，明确新型工业网络的核心特征、体系架构、技术与产业体系，还探索了发展模式与行业应用，为新型工业网络的体系化建设提供全面指引。

一、工业网络发展背景：历程、驱动力与能力愿景

（一）发展历程

工业网络起源于 20 世纪 60 年代，历经 “模拟通信→数字通信”“现场总线→工业以太网”“有线→无线” 的演进，可分为萌芽期、渗透期与创新期三个阶段。萌芽期依托计算机与数字通信技术，实现生产设备局部互连，以现场总线、工业以太网为代表；渗透期借助互联网与移动通信技术，连接范围扩展至云化设备、智能产品及产业链上下游，支撑协同研发等新模式；创新期则因大数据、人工智能与制造技术深度融合，成为连接工业物理、信息、虚拟世界的核心基础设施，向 “控网算一体化” 方向发展。

（二）演进驱动力

1. 技术创新推动
   ：5G、云计算、软件定义网络（SDN）等技术成熟并向工业领域渗透，如时间敏感网络（TSN）满足自动化控制的确定性时延需求，5G 实现工业生产全要素实时互联；同时，大模型、大数据等智能化技术迭代，为工业智能提供算力支撑，推动工控、网联、算力三大技术融合。
2. 应用需求牵引
   ：工业应用从控制、采集等基础场景，向柔性生产、远程操控、协同设计等复杂场景演进，如钢铁行业 “现场操控室一律集中” 需求，推动控制功能远程化；同时，网络从企业内部简单传输向业务驱动的全融合、智能化演进，如机器视觉质检需大算力与低时延网络协同。
3. 生态重构加速
   ：国际工控领域提出 “开放自动化” 理念，通过开放标准、源代码与接口，打破 “七国八制” 的封闭格局；IT 厂商、电信运营商等加入产业阵营，推动 OT-IT-CT 产业链重构，孕育新型工业网络生态。

（三）能力愿景

企业对工业网络的需求从 “信息传输管道” 转向 “能力服务生态”，核心需求包括：

1. 全面连接
   ：实现全要素（人、机、料、法、环、测）无死角连接，满足柔性生产的设备移动性、即插即用需求，以及跨网络、跨设备的数据融合需求。
2. 连接能力提升
   ：需大带宽支撑 AR/VR 辅助、机器视觉质检等应用，需确定性保障远程控制、产线协同的时延、抖动、丢包等性能，还需应用确定性保障多任务协同下的算力与网络统一管控。
3. 网络智能化运维
   ：通过 AI、大数据分析解决网络环境复杂、故障定位难等痛点，实现网络实时监测、风险预知与预见性维护。
4. 智能应用算力支撑
   ：满足生产线无人化、智能化对大算力的需求，实现算力与网络响应速度、稳定性适配，以及智能大模型与柔性生产的结合。
5. 高效协同控制
   ：应对多品种小批量生产模式，解决传统工控系统封闭性、协议不统一导致的协同效率低问题，实现产线快速重组。

二、新型工业网络核心特征：五大创新属性

（一）泛在互联（基础特征）

实现全连接、无线化与互操作化：全连接覆盖生产全要素，改造 “聋”“哑” 设备，打通现场到云端的数据链路；无线化以 5G 为代表，从生产外围向核心场景扩展，解决有线部署成本高、移动性差等问题；互操作化通过标准化信息模型，实现跨设备、系统、厂商的异构数据流转与语义协同，如电子制造行业不同工序设备的工艺参数配合。

（二）确定承载（核心特征）

涵盖场景、技术与应用确定性：场景确定性满足不同层级差异化需求，如车间级亚毫秒级时延、园区级毫秒级时延；技术确定性通过 TSN、DeTNeT、5GDN 等技术协同，构建端到端确定性承载网，如远程控制中 5G+TSN 保障局域网低抖动，DetNet 实现远距离低时延；应用确定性从传输向应用延伸，通过网、算、控协同，保障如端边协同机器视觉质检的节拍匹配。

（三）控网算集成（创新特征）

实现算 + 网融合、算 + 控协同与控 + 网 + 算一体化：算 + 网融合通过算力网络化调度构建算网基座，叠加 5G LAN、TSN 等确定性技术，实现工厂层、车间层、产线层一网直达；算 + 控协同推动工控设备通用化，实现算控资源动态分配，满足不同业务算力需求；控 + 网 + 算一体化集成工控、计算、网联能力，形成 5G 算力一体化基座，边缘承载强实时性业务（如 PLC 任务），云侧承载弱实时性业务（如视觉分析）。

（四）开放智能（扩展特征）

包括产业开放、本体智能与支撑智能：产业开放实现网络各层协议解耦，打破巨头垄断，推动产业创新；本体智能通过集成 AI、机器学习，实现网络设备预测性维护、故障自愈、资源智能管理；支撑智能通过细粒度、异构化算力调控，适配工业 APP 需求，支撑工业元宇宙、大模型等智能化应用。

（五）安全可控（内生特征）

涵盖内生安全与数据可控：内生安全通过主动防御、智能感知、协同处理，保障网络设施与数据稳定可靠；数据可控构建数据流转、使用、风险可控的体系，平衡企业数据隐私与大数据、大模型的集中处理需求。

三、新型工业网络体系架构：“控网算一体化” 架构

（一）架构演进趋势

传统 ISA-95 “自动化金字塔” 架构存在现场控制与运营算力割裂、网络多层级化、数据分散等问题，未来将向扁平化、灵活化、融合化演进，形成 “控 - 网 - 算” 三要素协同的架构，呈现云边端扁平化结构，实现 IT/OT 深度融合与计算 - 通信 - 控制高效协同。

（二）总体架构

从 “3X3” 矩阵架构展开：

1. 能力维度
   ：网联（基础能力）、算力（支撑能力）、工控（核心能力）三要素融合，打破传统架构中三要素分离的格局。
2. 层级维度
   ：形成端（现场执行）、边（边缘管控）、云（中心决策）三层级互联，对应控制三层、网联三域（现场域、边缘域、中心域）、算力三级（现场算力、边缘算力、中心算力），实现数据在各层级、系统间的流转与应用。

（三）功能视图

1. 网联功能视图
   ：现场域实现车间全要素接入，包括传统工业总线、物联接入网与新型 OT 网络；边缘域实现工厂内系统互联，以 5G、TSN 为主，提供差异化组网、确定性承载能力；中心域实现企业内部及产业链互联，提供高带宽、高确定、高智能的连接与管理能力。
2. 工控功能视图
   ：现场执行层集成执行与感知设备，实现数据采集与精确控制；边缘管控层以实时 + 非实时虚拟机承载逻辑控制、运动控制等实时功能，以及数据处理、视觉分析等非实时功能；中心决策层承载集中化控制与非实时的调度编排、模型训练，提供标准化编程环境。
3. 算力功能视图
   ：现场算力执行实时数据采集、本地训练，依托智能终端实现轻量化 AI 推理；边缘算力满足实时性与部分非实时需求，提供计算能力开放、数据挖掘、任务迁移功能；中心算力以工业云形式存在，承载大规模模型训练、全局优化，实现算网一体化管控与算力细粒度调度。

四、新型工业网络体系：技术与产业协同

（一）技术体系

1. 总体技术图谱
   ：融合新工控、网联、算力三维技术，新工控技术包括控制互操作、编程、智能控制技术；网联技术包括转发、管控、融合技术；算力技术包括算力构建、管控、融合技术，共同支撑物理与数字世界深度融合。
2. 细分技术图谱
   ：

• 网联技术
  ：转发技术以 TSN（有线）、5G（无线）为核心，构建内生确定性；管控技术通过网络演算、数字孪生网络实现智能运维；融合技术包括算网融合、通感融合，推动网络升级。
• 新工控技术
  ：控制互操作技术实现云边协同控制、虚拟化工控编排；编程技术推动开放自动化建模、跨平台编译；智能控制技术整合 AI、大数据，实现先进过程控制、机器视觉控制。
• 算力技术
  ：构建技术整合异构算力形成资源池；管控技术实现算力精确分配与隔离；融合技术实现算 - 网 - 控协同，支撑 AI 大模型等应用。

（二）产业体系

1. 产业链协同
   ：

• 上游
  ：芯片、模组向功能集成演进，如 TSN 芯片整合多功能单元，工业算力芯片承载专用智能模型，5G 芯片产品丰富化，国产芯片在功能、性能上与国际巨头仍有差距。
• 中游
  ：设备、系统向开放化、智能化发展，TSN 设备端口速率向万兆升级，新型工控形成工业巨头主导的生态，工业算力厂商类型复杂（ICT 厂商、云服务商、运营商），5G 产品国内外差距较小。
• 下游
  ：解决方案聚焦 “控网算” 融合，打造测试认证能力，推动垂直领域解决方案研发，提升算网联合调度能力，如算网控制器实现资源一体化编排。

五、发展模式与行业应用：实践路径与案例

（一）发展模式

1. 升级改造模式
   ：企业对现有网络基础设施（设备、平台等）优化升级，适合多数制造业企业，如智慧物流场景用 5G 控制 AGV 小车，流程制造场景用智能仪表替换模拟仪表。
2. 全新设计模式
   ：新建智能工厂时融入新型工业网络理念，自上向下部署工控、网联、算力视图，适合新建工厂，如中兴通讯南京智能滨江 5G 工厂，5G 覆盖率 100%，关键装备联网率 100%，成为国内首个五星 5G 工厂。
3. 区域赋能模式
   ：依托园区公共基础设施升级，带动企业转型，适合园区内中小企业，如苏州工业园区以 5G 为核心，集成云计算、边缘计算等技术，为企业提供低时延、高可靠网络接入。

（二）行业应用案例

1. 钢铁行业
   ：宝武集团以 “四个一律”（现场操控室集中、操作岗位机器人化、运维监测远程化、服务环节上线）为指引，武汉钢铁实现 99%5G 覆盖，部署 25 个应用场景，将 PLC/DCS 系统集中云化，提升生产效率与设备运维效率，降低成本与安全风险。
2. 电子行业
   ：针对 SMT 工序质量管控痛点，采用大小模型协同策略，现场层部署场景化小模型实现快速推理，平台层构建 SMT 制造大模型处理多模态数据，应用层实现工序管控、物料防错等全流程质量管控，提升检测效率与产品质量。
3. 汽车制造行业
   ：汽车焊装车间采用 5G 专网 + 集中式控制，现场设备通过 5G 工业网关接入，满足安全型 PLC 的高确定性传输、数采平台的大带宽需求，以及 AGV、HMI 的广覆盖需求，节省线缆与空间成本，支撑产线柔性化改造。
4. 工控行业
   ：施耐德构建以 EcoStruxure 为核心的开放自动化架构，基于 IEC 61499 标准实现软硬件解耦，在铆银机场景中采用 5G+vPLC+EAE 架构，替代传统硬接线，提升产线柔性与软件可重用性。

六、发展展望：三大推进维度

1. 技术突破
   ：强化前瞻性基础研究，加快工业 5G、TSN、边缘计算等关键技术攻关，重点突破工业芯片、通信模块等核心产品，推动产业链国产化与产业基础高级化。
2. 应用实践
   ：探索垂直领域多元化场景，在化工、钢铁、高端制造等领域部署 5G、TSN 等成熟技术，培育改造试点与标杆，形成可复制的发展模式。
3. 产业生态
   ：加强国际合作，共建开放共享生态，协同推进技术创新、标准研制、测试认证、人才培养等，加速新型工业网络规模化应用与产业化进程。

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