工业互联网的兴起，是为了解决当前制造业发展面临的挑战。随着全球化的经济体系的形成和互联网消费文化的兴起，全球性市场竞争进一步加剧。在这个格局下，制造业要关注的传统的基本要素：成本、效率、质量，并没有改变，但要求更高。企业还必须考虑资源使用效率和环保的要求。怎样在可持续发展的前提下，低成本、高效率、优质地完成短周期，多品种、小批量的生产，是制造业面临的一个大挑战。
工业互联网的理念很简单，它的出发点是利用互联网的孪生核心技术——计算和通信网络技术，把实体包括传感器、产品和装备等、信息系统、业务流程和人员连接起来，从中收集大量的数据；利用数据分析和人工智能等能力，实现对物理世界的实时状态感知，在信息空间通过计算做出最佳的决策，动态地优化资源的使用；其最终的目的是为了创造新的经济成效和社会价值。
工业互联网具有广泛的应用，几乎可以涵盖所有的工业领域，但制造业，由于其体量之庞大，是工业互联网应用的一个重要的和富有创造价值潜力的领域。同时，由于其高度的复杂性、多样化和高度的差异性，也是一个最具挑战性的领域。要应对这个挑战，一个可行的方法是完善对业务经营和生产过程的数字化，并向智能化推进，在业务经营、产品研发与工艺设计、生产执行和过程控制等方面，以最佳决策，最优的资源调配和使用，动态响应生产环境，供应链和市场需求的不断变化，实现最佳的成本、效率、质量生产要素。
工业互联网对制造业数字化和智能化有着推动作用。对于制造业企业的数字化进程，简单而言，完善对各个业务和生产环节的数字化是第一步，如在以EPR为主线的价值链的各个环节和以PLM为主的产品链的各个环节，使用相应的专门工业软件，还有在这两条链的交叉点上的生产环境里实施MES，这些都是基础性的数字化实现。
1、要把这些环节的专门工业软件互联互通，打通各环节的信息孤岛，在价值链和产品链上逐步实现流程的自动化，并使能对各个环节数据的收集。例如，产品链上，整合产品生命周期功能环节,建立数字主线，并建立产品数字模型—数字孪生体，集成数据。
2、作为工业互联网在制造业的应用，首先对设备进行连接，收集设备运营和产品在生产过程中的数据，通过实时的数据分析，在线优化生产过程；其次，对产品、设备以及生产过程和业务流程中收集的数据，对不同周期和跨越生产和业务环节以及跨域组织范畴的综合性的大数据分析，识别和消除效率与绩效瓶颈，使能最佳化的业务决策，对整个生产过程和业务流程进行宏观性的优化。在这个过程中，连接和数据采集是基础，通过模型对数据进行分析，得到对生产过程的洞察是关键，而通过专门工业应用，根据生产规则和业务目标，将洞察转换成最佳决策，并得以精准执行，以闭环反馈实现智能优化则是核心目标。
3、打通在生态圈内企业之间的信息系统的互联，实现企业之间的业务和生产的协同，把优化的范畴扩展到生态圈以及客户端，对客户部署了的产品实行连接，通过对产品的全生命周期的管理实现服务延伸，为企业的业务转型开拓机遇。由此可见，工业互联网与现有的数字化成果，如ERP、PLM和MES等基础工业软件的使用相辅相成，并增强其基于状态感知和数据分析做出最佳决策的能力，是实现智能制造的一个必不可少的步骤。
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