工业互联网将工业控制,计算机应用,通信网络紧密融合,可实现工业业务的垂直化部署。三者融合需实现模型表达的准确性,功能描述的一致性以及参数的有效传递能力。例如在工业控制业务部署时,通过Apache对业务部署逻辑的一致性进行冲突检测。同样在5G中虚拟网络功能（Virtualized Network Function,VNF）的部署时,需对计算机进程之间的冲突进行检测以及解决VNF之间对共享资源的竞争问题。因此本文首先考虑工业控制,计算机应用,通信网络融合的工业互联网场景的统一建模问题,进一步在统一建模的基础上分析模型间的功能映射及参数传递。主要内容如下:（1）首先阐述了自动化技术（Operational Technology,OT）、互联网技术（Internet Technology,IT）建模工具Petri网的相关概念,基于Petri网中的库所,托肯对计算机进程的建模描述,实现业务的可达、可用、可靠以及确定性保障。其次通过Petri网对工业控制中的差动保护场景进行建模,描述差动业务处理过程,给出可达标识图。并分析差动开关对共享资源竞争产生的冲突问题,给出了死锁避免策略。通过Petri网对工业场景中的通信技术（Communication Technology,CT）案例多模通信的运行状态和多模终端切换过程进行建模描述,解决运行过程中的逻辑冲突问题。最后采用Petri网对虚拟网络功能转发图（VNF Forwarding Graph,VNF-FG）中的多线程进行建模分析,通过对VNF-FG的确定性编排来满足工业业务的确定性需求。（2）研究保障业务可达、可用、可靠的VNF-FG确定性编排问题,针对业务可达性问题,将该问题抽象为全整数规划模型,提出了全路径时间协调虚拟库所编排算法FTVPO,通过增加虚拟库所,采用Non-workconserving模式与多节点业务编排方式进行全路径的规划,保障了业务的确定性。并通过对资源的合理分配,实现了业务与资源的最优匹配,从而规划了全路径的业务流和虚拟化资源,保障了任务和资源无冲突。针对业务可靠性问题,将该问题抽象为最优路径选择的动态规划模型,提出了Petri网可达路径最大冗余树算法RPMRT,算法在多条可达路径中,基于图论中的割点与割边寻找等价非相关路径,提高了业务可靠性。最后针对进程内部的调度问题,在时间敏感型网络（Time Sensitive Network,TSN）节点流调度的基础上进行改进,提出基于动态紧急度的确定性托肯调度算法DUTS,动态调整每一业务流托肯在进程中的紧急度,从而保障全路径编排为业务流规划的时间性要求。（3）本文分别对三个算法的效果进行了仿真验证,结果表明,相较于其他编排算法,FTVPO有效的将业务时间性的需求分解到Petri网模型可达路径的选择和每一VNF进程停留时间的规划,保证业务的及时、准时、协同确定性需求。RPMRT算法提供的冗余可达路径,在发生故障后体现在端到端业务准确响应的概率、丢包率以及时延抖动指标上性能突出。DUTS能够消除时延抖动或对突发抖动进行平滑,从而支撑端到端业务的全流程、确定性的编排能力。