近日,工业和信息化部等八部门联合印发《关于推动工业互联网高质量发展的实施意见》(以下简称《实施意见》),明确提出,到2030年,核心产业增加值突破2.5万亿元,初步构建较为完备的工业数据基础制度体系;到2035年,建成全球领先的工业互联网基础设施体系。
《实施意见》立足“十五五”规划开局谋篇与6G技术研发承前启后的关键节点,为我国工业互联网在更广范围、更深程度、更高水平上的发展绘制了宏伟蓝图。
工业互联网是实体经济和数字经济深度融合的关键底座,更是加快形成新质生产力的核心阵地。面对全球新一轮科技革命和产业变革,单纯依靠传统的“堆叠式”技术演进已难以满足工业互联网海量数据、极低时延和泛在智能的需求。结合《实施意见》的核心部署,未来工业互联网的高质量发展,要走“通信与智能深度融合(ComAI)”的“智简”之路。“智简”不仅是网络层面的优化,更是统领未来工业互联网全局的技术演进路径。其中,语义通信作为贯穿网络、数据、智能和安全的底层支撑技术,彻底改变了传统的数据传输逻辑;而“智简网络”、工业智能体和安全生态,则是这一路径在基础设施、生产协同与可信保障等维度的系统展开。通过这套体系的全面引入,实现从“万物互联”向“万物智联”的范式跃迁。
夯实融合底座
从“被动管道”向“智简网络”的演进
《实施意见》提出,要“优化网络基础能力”“推动企业充分利用第五代移动通信(5G)及演进(5G-A)、时间敏感网络(TSN)等新技术建设新型工业网络”,并强调要“推动网络部署综合成本下降”“探索构建工业算力网络体系,加强端边云多层级算力动态协同能力”。这精准切中了当前工业网络发展的痛点。
要真正落实《实施意见》中降低综合成本、实现5万张工业5G专网规模化部署的目标,必须破除对传统语义通信的路径依赖,引入“智简网络”的新型架构。智简网络的核心理念是“智慧内生、原生简约”。它不再是一个封闭的、被动传输数据的“哑管道”,而是通过多学科理论交叉融合,赋予网络原生的认知与学习能力。在智简架构下,工业网络能够根据工厂环境的动态变化和具体业务需求,自主裁剪功能模块,灵活调配云、边、端资源。这不仅能大幅降低工业专网的部署门槛和硬件成本,还能以极简的网络拓扑提供极高的可靠性,为新型工业化提供真正用得起、用得好的基础设施底座。
释放数据潜力
语义通信破解工业海量数据传输瓶颈
《实施意见》高度重视数据要素的价值,提出要“释放数据要素潜力”“强化数据采集和联网能力”,并强调要“加强国家工业互联网大数据中心体系建设,完善工业数据流通基础制度”。在现代工业生产中,XR(扩展现实)、高清机器视觉质检、海量传感器实时监控等业务,正产生着爆炸式的数据流。如果继续沿用传统的通信逻辑,即把所有原始像素和底层数据不加区分地传送到云端,现有的通信网络将不堪重负。
解决这一矛盾的“拐点技术”,正是语义通信。传统通信关注的是“比特”的准确传输(语法通信),而语义通信关注的是“含义”的准确表达。在工业互联网业务中,我们提出“先算后传”的模式。以工厂流水线的高清视频检测为例,借助AI驱动的语义通信技术,边缘计算节点可以提前对画面进行智能筛选,提取出关键的“语义”(如设备故障特征、异常动作等),舍弃所有无关的背景和冗余细节,仅传输精简后的特征信息,接收端再依靠AI模型重构或直接理解这些信息。
这种“保义不保形”的压缩极限,能够将传输数据量缩减至原有体量的千分之一甚至更低。这不仅完美契合了《实施意见》中“增强对海量异构数据高速处理和深度加工能力”的要求,更从根本上缓解了工业互联网带宽紧张的问题。通过语义通信,我们甚至可以在较低的频谱和较小的带宽下,实现未来6G级别的高性能通信,让偏远矿区、复杂车间等弱网环境下的高清监控与远程精准操控成为可能。
深化AI融合
工业智能体重塑生产与协同模式
《实施意见》明确指出,要“深化人工智能与工业互联网融合应用”“加快工业智能体推广,增强工业系统的智能感知与决策执行能力”,并鼓励“发展平台+大模型、平台+数字孪生等新业态”。这与未来通信网络演进方向高度契合。
如果说4G是人与人的通信,5G是人、机、物的通信,未来工业互联网及6G网络,将是“人、机、物、灵”的通信。这里的“灵”,指的是具备自主学习、自主演化能力的智能体(Agent)。
为了将智能体有效引入工业通信网络,我们构建了“三层四体四段”的语义智能体通信网络架构。在工业场景中,“四体”发挥着不可替代的作用。一是具身智能体:如工厂里的高阶人形机器人或自动化机械臂,它们不再依赖云端慢速的指令下发,而是通过语义实现物理执行与反馈,面对突发情况能凭“直觉”瞬间决策。二是通信智能体:负责工业现场复杂环境下的语义编码与交互连接,确保指令在强干扰下的绝对可靠。三是网络智能体:自主发现全厂算力与网络资源,进行动态调度与保障。四是应用智能体:即各类大模型应用,通过语义对齐与逻辑推理来进行生产规划和供应链理解。
在这个架构下,工业互联网将从单纯的“生产辅助工具”进化为具备自主感知、目标定向和决策控制能力的“智慧大脑”。机器人与机器人之间、人与机器之间的交互,将通过高度浓缩的语义指令完成,实现“感知—决策—执行”的一气呵成,极大提升设计、中试、生产、运营等全环节的智能化水平。
构筑安全可信与标准生态
以原创理论护航科技向上向善
安全与生态是工业互联网发展的两翼。《实施意见》提出要“推动建立工业互联网安全分类分级管理制度体系”和“推进开放合作发展”,并鼓励“积极主动推动国际标准制定”。面对全球科技竞争与AI带来的深刻变革,必须以“安全可信与标准生态”为主线,将原创理论作为坚实后盾,引导科技向上向善。
在构筑安全可信体系方面,随着工业互联网与AI的深度融合,网络安全和数据隐私面临着前所未有的挑战。面对这些挑战,必须从底层理论出发构建内生安全。语义通信通过传输抽象的语义特征而非原始数据,天然实现了信息的隐匿;结合语义水印和正交语义嵌入矩阵等技术,能够构建覆盖物理层到应用层的多级防护体系,确保工业核心数据的本质安全。
《实施意见》的出台,不仅是对我国工业互联网前期探索的系统总结,更是面向未来智能时代的一份战略指引。从“万物互联”迈向“万物智联”,其背后绝不仅仅是网络带宽的增加,而是一场由底层通信理论突破所引发的生产力范式变革。迈入全球科技竞争的深水区,工业互联网作为科技创新与产业创新深度融合的最佳载体,将发挥越来越重要的作用。
智简网络与语义通信的融合,为我国提供了一次从“规则跟随者”向“底层理论引领者”跃升的历史机遇。未来,这需要产学研用各界打破传统学科壁垒,凝聚共识,将原创性的基础理论转化为坚实的产业底座。依托我国超大规模的工业场景优势与完备的产业体系,只要我们坚定不移走好基础理论创新的新赛道,就一定能构筑起自主可控、全球领先的工业互联网基础设施,走出一条具有中国特色的新型工业化之路,为全球数字经济的演进贡献出真正的中国智慧。
作者:中国工程院院士、北京邮电大学教授张平