人类历史上经历了三次工业革命，其本质上都是生产力的不断提升。第一次工业革命发生在18世纪，蒸汽机开始代替劳动力，从而大大降低了劳动成本；第二次工业革命发生在19世纪末20世纪初，电力和流水线的应用使得大规模生产成为可能；第三次工业革命发生在20世纪70年代左右，IT系统进入生产过程，自动化生产逐渐起步。
工业互联网平台分为边缘层、平台层和应用层三大核心层级。
边缘层主要负责设备接入，要将不同系统的设备接入到平台中来，就需要对不同的数据结构、协议做解析，同时要处理海量的边缘数据。平台层（工业PaaS），可以看成是业务和设备运营的桥梁，其主要作用在于将边缘层提取的数据做进一步的管理和分析，挖掘数据的价值，并为应用层提供组件，从而快速实现应用层对生产过程的控制。应用层（SaaS）是为开发者提供了很好的应用创新工具，并为最终用户如消费者、供应链及写作企业提供现成可用的工业APP。此外在整个工业互联网平台中，还需要大量的基础设施（IaaS）以及安全方面的防护。
总的来说，工业互联网平台实现了IT技术和OT运营之间的桥接，通过大量的数据提取，大数据分析以及应用开发，可以更好地将现有技术渗透到整个制造过程，从而实现整个生产过程的智能化和最优化。
工业互联网涵盖三大体系，网络、平台与安全。
网络是工业系统互联和工业数据传输交换的支撑基础。通过泛在互联的网络基础设施、健全适用的标识解析体系，信息数据在生产系统各单位之间、生产体统与商业系统各主体之间无缝传递。
平台是工业智能化的核心驱动。通过海量数据采集交换、异构数据集成处理、机器数据边缘计算、基于云的大数据计算分析等，实现对生产现场状况，写作企业信息，市场用户需求的精准计算及分析，从而形成企业运营的管理决策以及机器运转的控制指令，驱动从机器设备、运营管理到商业活动的智能和优化。
网络为基础，实现万物互联
工业互联网网络是实现人、机器、车间、企业等生产要素以及设计、研发、生产、管理、服务等环节互联的基础。网络互联体系包括工厂内部网络和工厂外部网络“两大网络”。
工厂内网用于实现工厂内生产装备、信息采集设备、生产管理系统和人等生产要素的广泛互联，包含工厂IT网络和工厂OT（工业生产与控制）网络。Wi-Fi，Zigbee、2G/3G/LTE、WIAPA,WirelessHART等技术已经在工厂内获得部分使用。但对于低功耗、覆盖广、大连接等工业信息采集和控制场景，NB-IOT或5G将会成为较好的技术。
工厂外网实现企业上下游、企业与智能产品、企业与用户等工业全环节的广泛互联。随着网络和信息技术、服务模式的发展，原来局限在工厂内的生产过程逐步扩展到外部网络，进一步推动个性化定制、远程监控、智能产品服务等全新制造和服务模式。工厂外部网络需要具备高速率，高质量，低时延，安全可靠，灵活组网等能力，需采用5G，软件定义网络（SDN），网络功能虚拟化（NFV）等一系列新的网络技术来支撑。
另外，工业互联网标识解析体系也是工业互联网网络体系重要组成部分。其中标识是机器和物品的“身份证”；解析系统利用标识，对机器和物品进行唯一性的定位和信息查询，是实现全球供应链系统和企业生产系统精准对接、产品全生命周期管理和智能化服务的前提和基础。
平台为核心，实现数字化生产
工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性共计、高效配置的工业云平台。工业互联网平台作为工业互联网核心载体，连接着底层设备与上游应用，平台包括三大核心层次：
第一层是边缘，通过大范围、深层次的数据采集，以及异构数据的协议转换与边缘处理，构建工业互联网平台的数据基础。
第二层是平台，基于通用PaaS叠加大数据处理、工业数据分析、工业微服务等创新功能，构建可扩展的开放式云操作系统。
第三层是应用，形成满足不同行业、不同场景的工业SaaS和工业APP，形成工业互联网平台的最终价值。
工业互联网平台具有四大核心作用：
工业现场的生产过程优化：1）制造工艺：找出生产过程中最优参数，提升制造品质；2）生产流程：实现提升排产、进度、物料、人员等方面管理的准确性；3）质量管理：实现在线质量检测和已成分析，降低产品不良率；4）设备维护：及时监控设备运行状态，并实现设备预测性维护；5）能耗管理：提升能源使用效率，实现节能减排。
企业运营的管理决策优化：1）供应链管理：大幅缩减产品研发设计与生产周期，降低成本；2）生产管控一体化：实现企业管理和现场生产的协同优化；3）企业决策管理：有效支撑企业智能决策。
社会生产资源优化配置与协同：1）协同制造：大幅缩短产品研发设计与生产周期，降低成本；2）制造能力交易：实现制造能力的在线租用和利益分配；3）个性定制：提升产品价值，增强用户粘性；4）产业链结合：为银行放款、股权投资、企业保险等金融服务提供量化依据。
产品全生命周期的管理与服务优化：1）产品溯源：为全生命周期管理应用提供支撑；2）产品/装备远程预测性维护：实现设备故障的提前预警，远程维护等设备健康管理应用；3）产品设计反馈优化：改进设计方案，加速创新迭代。
安全为保障，实现信息全方位保护
随着工业互联网的不断创新发展，现有相对封闭的工业系统更加开放。电力、交通、市政等大量敏感性信息基础设施将依附于网络，如受到网络攻击，或将造成巨大经济损失，甚至危及公众生活和国家安全。工业互联网需要通过综合性的安全防护措施，保证设备、网络、控制、数据和应用安全。
工业互联网产业链上游由信息技术企业主导，主要包括五类：1）云计算企业，提供云计算基础资源能力及关键技术支持；2)数据管理企业，提供面向工业场景的对象存储、关系数据库、NoSQL数据库等数据管理和存储的工具；3)数据分析企业，提供数据挖掘方法与工具；4）数据采集与集成企业，为设备连接、多源异构数据的集成提供技术支持；5)边缘计算企业，提供边缘层的数据预处理与轻量级数据分析能力。
产业链中游由四类企业主导：1)装备与自动化企业，从自身核心产品能力出发构建平台；2）生产制造企业，将自身数字化转型经验以平台为载体对外提供服务；3）工业软件企业，借助平台的数据汇聚与处理能力提升软件性能,拓展服务边界；4）信息技术企业，发挥IT技术优势，将已有平台向制造领域延伸。
产业链下游，垂直领域用户在平台使用过程中结合本领域工业知识、机理和经验开展应用创新。另外，第三方开发者可在平台快速创建新的应用服务，为平台注入新的价值。
工业软件企业将迎来新机会。通过软件实现对企业研发设计、生产控制、信息管理优化是工业互联网的必要一环。随着工业互联网发展，工业软件企业将从两方面迎来新机会。
2)与其他平台合作，将软件产品向云端迁移。软件企业可选择与其他平台合作，借助外部平台的广大资源提供软件服务，以低成本的方式快速扩张用户群体。例如，金蝶与航天云网达成合作，金蝶云ERP可通过航天云网上向广大客户提供服务。
受金融危机影响，各国意识到去工业化的弊端以及传统制造业的重要性。德、美等世界各国纷纷提出传统制造业升级计划，其中德国依托雄厚的自动化基础，推进工业4.0计划。美国则提出工业互联网，借助互联网优势激活传统工业。
为推动制造业转型，我国在2015年推出《中国制造2025》。《中国制造2025》首次提出加快推进新一代信息技术与制造技术融合发展，通过“三步走”战略逐渐实现制造业大国向制造业强国的转变。2016年5月，国务院印发《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》，提出在2025年制造业与互联网融合发展迈上新台阶。
为促进工业互联网快速发展，该《意见》提出七大主要任务，1）夯实网络基础，推动网络改造升级提速降费，推进标识解析体系建设；2）打造平台体系，加快工业互联网平台建设，提升平台运营能力；3）加强产业支撑，加大关键共性技术攻关力度，构建工业互联网标准体系，提升产品与解决方案供给能力；4）促进融合应用，提升大型企业工业互联网创新和应用水平，加快中小企业工业互联网应用普及；5）完善生态体系，构建创新体系，构建应用生态，构建企业协同发展体系，构建区域协同发展体系；6）强化安全保障，提升安全防护能力，建立数据安全保护体系，推动安全技术手段建设；7）推动开放合作，提高企业国际化发展能力，加强多边对话与合作。
现在受益于5G时代即将带来的安全、可靠、灵活、可移动、低时延、高带宽的数据信息传输优势，工业系统同高级计算、分析、感应技术以及互联网相融合的工业互联网也将得到快速发展，其应用场景包括无线工业相机、工业传感器、远程控制、状态监控、资产跟踪、云化AGV、物流和库存监控、无线机器人、无线云化PLC等。
根据前瞻产业研究院数据统计及预测，2018年我国工业互联网市场规模约为5,318亿元，预计2019年将突破6000亿元，2023年突破10000亿元，2019-2024年，预计年均增长率约为15.31%。