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纵向集成主要是指将企业内部各单元进行集成，使信息网络和物理设备之间进行联通，即解决信息孤岛的问题。纵向集成中企业信息化的发展经历了部门需求、单体应用到协同应用的一个历程，伴随着信息技术与工业融合发展常讲常新，换句话说，企业信息化在各个部门发展阶段中的里程碑就是企业内部信息流、资金流和物流的集成，是生产环节上的集成（如研发设计内部信息集成），是跨环节的集成（如研发设计与制造环节的集成），是产品全生命周期的集成（如产品研发、设计、计划、工艺到生产、服务的全生命周期的信息集成）。工业4.0所要追求的就是在企业内部实现所有环节信息的无缝链接，这是所有智能化的基础。
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（12）工业4.0不仅仅是智能工厂——横向集成是革命
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横向集成是指“将各种应用于不同制造阶段和商业计划的IT系统集成在一起，这其中既包括一个公司内部的材料、能源和信息的配置，也包括不同公司间的配置（价值网络）”（摘自《德国工业4.0战略计划实施》），也就是以供应链为主线，实现企业间的三流合一（物流、能源流、信息流），实现社会化的协同生产。
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（13）工业4.0要建立端到端的集成——消灭中间环节
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端到端的集成是指“通过将产品全价值链和为满足客户需求而协作的不同公司集成起来，现实世界与数字世界完成整合”（摘自《德国工业4.0战略计划实施》），也就是说，集成产品的研发、生产、服务等产品全生命周期的工程活动，最典型的例子如小米、苹果手机围绕产品的企业间的集成与合作。
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智能制造之路：数字化工厂 [:1704014157]
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智能制造之路：数字化工厂 1.5 智能制造参考模型
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2015年4月16日，德国电子电气工业协会发布了工业4.0参考架构模型（RAMI 4.0），将工业4.0所涉及的关键要素用一个三维的层级模型来描述：第一个维度是由产品、控制装置、工作单元、企业和企业联盟构成的企业纵向集成维度（Hierarchy Levels Axis）；第二个维度是由研发阶段和生产阶段组成的产品生命周期与价值流维度（Life Circle&Value Stream Axis）；第三个维度则是借助信息和通信技术通用的业务划分准则，把制造系统的活动划分为业务、功能、信息、通信、集成和资产6个层次，形成活动层维度（Layers Axis）。这个架构模型的作用就是圈定了德国工业4.0所涉及的范围，所有的事情都可以在这个模型里进行分解并得到解释。
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由于网络化在工业领域的广泛应用将产生大量的连接，从而使数据处理至关重要，从美国的工业互联网联盟和德国工业4.0平台推出的参考架构模型来看，数据服务是模型的一部分。
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1.5.1 美国
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工业互联网是互联网和新一代信息技术在工业全领域、全产业链、全价值链中的融合集成应用，是实现工业智能化的综合信息基础设施。其本质是以机器、零部件、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联为基础，通过对工业数据的深度感知、传输交换、计算处理和高级分析，实现从单个机器到生产线、车间乃至整个工厂的智能决策和动态优化，工业互联网的三要素为智能机器、高级分析和工作人员，如图1-10所示。
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图1-10 美国工业互联网
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工业互联网的价值可以从三方面体现：第一，提高能源的使用效率；第二，提高工业系统与设备的维修和维护效率；第三，优化并简化运营效率。
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2015年6月，工业互联网联盟（IIC）发布工业互联网参考架构（Industrial Internet Reference Architeture，IIRA）。该文件定义了工业互联网系统的各要素，以及为要素之间的相互关系提供了通用语言。在通用语言的帮助下，参与者可为系统选取所需的要素，从而更快地交付系统实现，工业互联网的参考架构如图1-11所示。
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图1-11 美国工业互联网参考架构模型（IIRA 4.0）
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工业互联网联盟提出的参考架构模型主要是基于软件及互联网的核心技术，对未来工业的一种互联网思考方式的结果。
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然而IIC并不制定标准，它主要的工作是推动协作。事实上，IIC还积极推进与国际标准化组织的协作，现已梳理了20多个关联标准化组织，以图加快工业互联网标准研制和全球标准化协作。工业互联网参考架构可将现存的和新兴的标准统一在相同的结构中，从而能更加简单快捷地找出需弥补的缺口，进而确保各组件间的互操作性。
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工业互联网参考架构可以从网络、数据和安全三个维度来理解。在三个维度里，网络是基础，通过工业全系统的互联互通，实现工业数据的无缝集成，根据连接范围不同，网络又可分为工厂内网络和工厂外网络；数据是核心，通过产品全生命周期数据的采集与分析，形成生产全流程的智能决策，实现机器弹性控制、运营管理优化、生产协同组织与商业模式创新；安全是保障，通过构建涵盖工业全系统的安全防护体系，有效防范网络攻击和数据泄露。以网络、数据和安全为核心，从生产系统内部智能化改造升级和依托互联网的新模式/新业态创新两个层面同时着力，内外兼顾地协同推进工业互联网发展。
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在网络方面，针对工厂内部网络IP化、无线化、扁平化以及灵活组网的发展趋势，推动工业以太网以及IPv6技术在工厂网络中的应用，引导短距离通信、WiFi等无线网络技术在工厂中的部署，探索面向工业环境的有线/无线融合组网以及工业制造领域SDN（软件定义网络）技术。而对于工业互联网海量连接、安全可靠等新需求，加快软件定义网络、网络功能虚拟化（NFV）等技术的创新和应用，不断提升公众网络的宽带接入和传输速率，加大力度促进标识解析系统的建设，构建支撑跨工厂、跨企业全面信息互联的关键基础设施。积极引导云计算在工业领域的应用，加强工厂内各生产系统和IT系统间的数据集成协议规范的研制，促进工业互联网应用支撑能力的建设。
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在数据方面，加快推动工业大数据的发展，通过试点示范推动企业进行工业大数据的应用创新，树立标杆；以应用为牵引，凝聚ICT和制造业，形成联合攻关力量，开展工业数据平台的技术和产业化攻关，最终形成产业支撑能力；推进工业大数据标准化工作，健全安全体制，完善外部环境。
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在安全方面，深入剖析工业互联网的安全保障风险和需求，重塑网络安全保障思路，建立统一的、贯穿产业全生命周期的工业互联网安全保障体系。规范工业互联网安全防护技术的应用场景，提出安全管理、技术、运维、测评等方面的基本要求，指导业界开展工业互联网的安全保障体系建设，建立工业互联网安全审查和监督管理机制。
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