工业互联网网络建设目标是构建全要素全系统全产业链互联互通的新型基础设施。从实施架构来看，在设备层和边缘层建设生产控制网络，在企业层建设企业与园区网络，在产业层国家骨干网络，全网构建信息互操作体系。
- 生产控制网络建设
生产控制网络实施核心目标是在设备层和边缘层建设高可靠、高安全、高融合的网络，支撑生产域的人机料法环全面的数据采集、控制、监测、管理、分析等。生产控制网络主要部署的设备包括：用于智能机器、仪器仪表、专用设备等边缘设备接入的工业总线模块、工业以太网模块、TSN 模块、无线网络（5G、WiFi6、WIA 等）模块；用于边缘网络多协议转换的边缘网关；用于生产控制网络汇聚的工业以太网交换机、TSN 交换机；用于生产控制网络数据汇聚的 RTU 设备；用于生产控制网络灵活管理配置的网络控制器。
生产控制网络建设的难点在于，网络技术的选择往往受制于设备层工业装备支持的网络技术。在建设实施过程中需要结合设备实际情况，制定针对性策略，主要有两种部署模式。叠加模式：在已有控制网络难以满足新业务需求时，叠加新建支撑新业务流程的网络以及相关设备，构建原有控制网络之外另一张网络。例如，在已有的自动控制网络基础上，部署新的监测设备、传感设备、执行设备等，实现安全监控、生产现场数据采集、分析和优化。升级模式：对已有工业设备和网络设备进行升级，实现网络技术和能力升级。例如，在流程制造现场，通过用支持 4G/5G 智能仪表更新替换原有的模拟式仪表，实现现场数据智能采集汇聚和危险现场的无人化。
生产控制网络升级改造主要问题是如何处理设备升级和网络升级二者间的关系。对于现有工业装备或装置，如机床、产线等，当前网络连接技术能够满足基本生产控制需求，主要需要解决的事打破数据孤岛，因此可以采用部署网关的方式，将传统的工业总线和工业以太网技术，转换为统一标准化的网络连接技术。如果当前的网络已不能满足业务需求，则需要对设备的通信接口进行改造升级。
- 企业与园区网络建设
企业与园区网络实施核心目标在企业层建设高可靠、全覆盖、大带宽的企业与园区网络。企业与园区网络主要部署的设备包括：用于连接多个生产控制网络的确定性网络设备、用于办公系统、业务系统互联互通的通用数据通信设备、用于实现企业/园区全面覆盖的无线网络（5G、NB-IoT、WiFi6等）、用于企业与园区网络敏捷管理维护的 SDN 网络设备、用于企业内数据汇聚分析的数据服务器/云数据中心、以及用于接入工厂外网络的出口路由器。企业与园区网络建设的基本要求是高可靠和大带宽，关键是实现敏捷的网络管理、无死角的网络覆盖、无缝的云边协同。一是采用大二层的扁平化网络架构、部署 SDN 技术，可以实现“柔性”和“极简”的网络管理，大幅降低工业企业/园区管理网络的难度和工作量。二是利用运营商的 5G 和NB-IoT 网络、部署 WiFi6 网络，可实现无死角网络覆盖，工业企业可根据自身业务需求和预算，选择 5G 和 WiFi6 综合构建具备可靠性、大带宽、高性价比的无线网络。三是采用云边协同技术，支持企业办公和业务系统的云化部署，实现企业数据的实时、高效汇集、分析和交互。当前企业层的网络往往以园区的形式存在，大型工业企业规模大、占地广，建设自有的私有园区网络；中小工业企业一般位于各类园区内，可以充分使用公有园区的网络基础设施。因此在部署方式上，主要是通过工业企业自主建设与第三方网络服务提供商建设结合的模式。一方面工业企业将自主建设网络连接办公系统、应用系统等；另一方面运营商等专业网络服务商以及有实力的工业企业建设园区门禁、监控、数据中心等园区网络基础设施，并进行运营管理维护。
- 国家骨干网络部署
国家骨干网络实施核心目标在产业层建设低时延、高可靠、大带宽的全国性骨干网络。工业企业使用国家骨干网络主要是普通互联网连接和高质量专线连接两类。普通互联网连接是企业通过“尽力而为”的互联网实现最基本的商务、客户、用户和产品联系；高质量专线连接是企业通过基于互联网的虚拟专线（SD-WAN、IPsec 等）、物理隔离的专线（MPLS VPN、SDH、OTN 等）、5G 切片网络等，实现高可靠、高安全、高质量的业务部署。
在部署方式上，国家骨干网络的建设以运营商为主，工业企业在企业与园区网络的出口路由器，根据不同的网络需求，引导流量去往不同的网络连接。工业企业梳理自身业务的要求，形成层次化的网络需求。例如企业与客户的信息沟通、面向大众的客户服务等可采用普通互联网连接，高价值产品的远程运维和服务可采用基于互联网的虚拟专线或 5G切片网络，分支机构使用总部私有云资源和云化业务系统可使用物理隔离的专线。
4.信息互通互操作体系部署
信息互通互操作体系部署核心目标是构建从底到上全流程、全业务的数据互通系统。主要部署内容包括：在工厂内网，工业企业部署支持 OPC UA、MTConnect、MQTT 等国际国内标准化数据协议的生产装备、监控采集设备、专用远程终端单元、数据服务器等，部署支持行业专有信息模型的数据中间件、应用系统等，实现跨厂家、跨系统的信息互通互操作。在工厂外网，企业部署的各类云平台系统、监控设备、智能产品等应支持 MQTT、XMPP 等通讯协议，实现平台系统对数据快速高效的采集、汇聚。
在部署方式上，信息互通互操作体系贯穿设备层、边缘层、企业层、产业层。一是在企业层及以下的各层中，主要以工业企业自主部署为主，实现在企业内的信息互通互操作。二是在产业层，工业企业协同平台服务企业进行部署，实现跨企业、跨地域的信息互通互操作。