观点 | 工业互联网的what why 与 how

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一、 工业互联网的重大意义

当今世界，网络信息技术加速向实体经济领域渗透融合，深刻改变着各领域的生产理念、生产工具、生产方式。网络空间与物理实体融为一体，加速了新工业革命的到来，推动着数字经济的繁荣。在网络信息技术与工业深度融合的孕育下，在数字化、网络化、智能化新型工业形态的驱动下，以泛在互联、智能控制、安全可靠为特征的工业互联网蓬勃兴起。

工业互联网是人类生产力再度飞跃的关键基础。网络化、智能化推动人类生产力再上一个台阶已经成为全球共识。根据德国国家科学和工程院研究，基于工业4.0将使生产效率和能源利用率分别提升40%和50%。而这一巨大变革的基本前提在于将工业各类信息孤岛连线成网，形成支撑工业大数据流动的“高速公路网”。从信息和控制两个角度来看，民用/商用互联网基于“尽力而为”的传输方式无法满足工业生产高可靠、高稳定的要求，工业控制网则由于传输距离短、扩展性弱、互联互通能力不足的因素，制约了数据的跨系统、跨区域流动，因此都无法满足这张“高速公路网”在安全、功能、性能等方面的高要求。在各类网络基础上叠加、融合、创新，打造全新的工业互联网，成为决定工业智能化发展水平的关键。换句话说，未来制造业必将构筑在工业互联网之上，工业互联网将像蒸汽机、电力、计算机一样给人类劳动生产效率带来又一次飞跃。

工业互联网是加快经济转型升级的重要动力。工业互联网首先是多领域科技的复杂融合，继而引发一批新技术的裂变式创新，抓住时机发展工业互联网，将使我国能够掌握一批支撑未来高端制造的基础技术、非对称技术、杀手锏技术，推动我国产业跃上全球竞争新的制高点。工业互联网是服务工业实体背后的新型网络空间，使各类工业大数据资源被充分挖掘、传输和利用，实现生产要素的优化配置，支撑智能化生产、大规模个性化定制、网络化协同制造、服务型制造等一系列新模式新业态，有力促进产能优化、存量盘活、绿色生产和质量提升。工业互联网还将打破创新个体的封闭围墙，为分布全国乃至全球的智力资源、制造能力提供汇聚平台，推动企业从封闭式创新走向开放式创新，从而加速制造业领域的大众创新万众创业，为制造业乃至整个经济发展增加新动力、注入新活力。

工业互联网是确保我国产业安全乃至国家安全的应有之义。一方面，美、德、法、日等制造强国为巩固全球高端制造既有霸主地位，并进一步形成智能时代新的压倒性优势，都在依托强大的技术、市场能力，由龙头企业为牵引，由产业合作为抓手，面向全球市场加紧工业互联网布局。我国制造业关键技术设备对外依赖严重，自主产品生态不健全，如果国外企业率先构建起互联互通的工业互联网，形成“知名品牌+高端产品+先进网络”的立体优势，那么国产品牌和生态很可能将不可逆的失掉打赢“翻身仗”的机会，同时作为国家战略资产的海量工业数据也将难以掌控在我们自己手中。另一方面，制造业网络化的大趋势将网络空间的边界大大拓宽，网络安全、网络治理的外延进一步扩大。没有网络安全就没有国家安全，积极发展工业互联网是提升主动安全保障能力、构建全面网络安全体系的重要一环。

二、 工业互联网的全球发展态势

1、 工业互联网内涵理解形成新认识

对于什么是工业互联网，事实上国际上并未形成严格统一的概念，不同国家、行业基于不同的发展基础和需要，说法并不统一，有工业互联网，有信息物理系统（CPS），还有工业物联网（IIoT）等等。但随着人们认识的加深，不同说法逐渐呈现殊途同归的态势，在基本要素和发展目标上形成了统一。一是强调以网络为基础，构建工业全系统、全价值链、全产业链和产品全生命周期异构集成、深度互联的网络体系。二是强调以数据为核心，围绕工业大数据的存储集成、建模分析和智能反馈，形成线上数据流动分析与线下生产经营活动的无缝对接与同步映射。三是强调以安全为前提，将连接安全、数据安全、应用安全等线上“网络安全”与功能安全、设备安全、控制安全等线下“物理安全”全盘考虑，并将这种要素更广泛、要求更严格的安全作为产业部署的首要前提。四是具有鲜明的共同目标，即都是打造工业高端化、智能化、绿色化、服务化发展的新型信息基础设施，形成工业数字经济的产业新生态。

从国内外相关组织发布的体系架构和企业实际案例来看，可以通过“三个是否”来区分工业互联网与传统网络。一是工业设备或工业物联网装置是否可以通过网络介质发送数据。这是工业互联网与互联网或其他领域物联网的区别。二是是否有基于这些数据的云平台计算和服务。这是工业互联网与传统工业控制网的区别。三是计算结果是否可以通过网络介质反馈到设备现场对生产和运行起到优化作用。这工业互联网能够形成闭环的保证，也是工业互联网的直接目标。而网络介质的种类、网络速度、网络规模等，都会随着技术的进步不断升级，这与互联网发展类似，并非工业互联网的本质特征。

2、 工业互联网全球推进呈现新特点

美国、德国是全球工业互联网推进最为活跃的国家，这也与两国作为最积极的“再工业化”和新工业革命发起国相一致。在两国产业合作组织和龙头企业的带动下，全球工业互联网发展呈现两强引领、多国共进、强强联合的新特征。

一是国际工业互联网联盟（IIC）的全球影响力持续扩大。美国主导的IIC是目前全球推动工业互联网（包括CPS、工业物联网等）发展最具影响力的产业组织，吸纳了全球各国家数百家企业、研究机构和非营利性组织，包括GE、IBM、Intel、Oracle、SAP、博世、华为、海尔等一大批具有国际影响力和地区影响力的企业，得到了美、德、欧盟等政府的关注与支持，与ISO、IEC、3GPP等国际标准化组织建立合作，目前已建立了23个测试床，参与测试床建设会员覆盖全球41家企业。该联盟在推动技术创新合作的同时，非常重视标准化、商业模式和大中小企业联合，未来随着其成员的进一步增加、成果的不断发布、联合的不断加强，其国际影响力将进一步增强。

二是美德强强联合不断加深。美国与德国的发展曾呈现各自不同的发展路径，美国依托信息技术优势着力推动工业互联网在各产业的横向覆盖，范围涉及制造业、能源、交通、运输、医疗、城市建设各领域；德国则重在强化本国高端制造优势，推进工业互联网在智能制造领域的纵向延伸。2016年德国汉诺威工业博览会上，在奥巴马和默克尔的共同见证下，美国IIC与德国工业4.0平台实现对接，通过“架构对接”、“测试床协作”、“标准与互操作”等六个联合工作组的深入合作，形成广度与深度上的“T”型互补。

三是新的竞争者不断涌现。我国工业互联网推进步伐显著加快，中国工业互联网产业联盟已吸纳各领域成员近300家，发布了我国首个工业互联网指导性文件《工业互联网体系架构》以及14个验证示范平台，同时我国企业在IIC中的数量与活跃度不断提升。日本在产经省的推动下成立了工业价值促进联盟，囊括了几乎所有著名的日本制造企业，聚焦工业互联网研发与合作，并积极与IIC对接,另一个相关组织日本物联网促进联盟也与IIC建立合作。法国企业积极引入GE工业互联网解决方案在本土落地，法国著名自动化巨头施耐德成为IIC指导委员会主席。印度企业软件巨头印孚瑟斯成为IIC测试床建设参与最多、活跃度最高的企业之一。

3、 工业互联网为产业生态带来新变革

回顾过去，全球化的浪潮使得国与国之间的制造业竞争，突出表现为对产业生态的掌控。工业互联网的发展，催生新的基础设施、业务模式和产业关系，正在给全球制造业产业生态带来新的变革。

一是平台成为生态核心。这是互联网基因、特征、优势充分融入制造业所带来的最突出的生态变迁，也是制造业传统生态与工业互联网支撑下的新生态之间最显著的区别。一方面，平台提供资源集聚的途径和开放协同的空间。如研发设计平台对接全球智力资源实现众包众设，再如云制造平台连接各地闲置生产能力实现协同制造。这是互联网作为一项通用目的技术，其便捷优势、集聚优势和规模优势由生活领域向生产领域延伸的集中体现。另一方面，也是更为深刻的，是平台提供工业大数据分析的载体和工业应用服务的引擎。它将终端设备、控制系统这些制造业最内部的要素作为集聚对象，带来 “云+端”的新型生产方式和服务方式。就像生活领域社交、视频、娱乐平台的高粘性一样，未来，工业企业为了提高能效、降低成本很有可能对这类平台产生强依赖。谁能够掌控这类平台，谁就能掌控整个产业链。因此，GE、IBM、微软、Intel、SAP、博世、西门子等一批领先企业，都积极在全球部署各自平台并提供多样化服务，以此展开激烈的生态竞争。

二是集团作战成为常态。过去制造业发展以单兵作战为主，一家龙头企业就能够具备掌控产业链的能力。但在工业互联网时代，涉及到众多学科、领域的融合，单个企业很难精通所有领域。不同产业领域、产业链不同位置的企业跨界合作、形成联盟或者集团军，成为这个生态的新型运转方式。比如，GE、施耐德、英特尔、IBM、SAP、AT&T等来自制造、软件、通信等不同领域的企业，形成工业互联网联盟，共同开展技术、标准、市场、竞争规则等多维度合作，通过优势互补、强强联合最终实现集团垄断。再如今年7月，GE公司与微软合作，GE的Predix平台登录微软的Azure云平台，将GE的制造业和工业数字化经验与微软的信息技术优势充分结合，提升Predix在人工智能、自然语言处理、高级数据可视化等方面的能力。

三是马太效应风险加剧。工业互联网不是空中楼阁，是现有自动化控制系统、设备装备、计算机处理系统、新一代信息技术等各类核心元素的升级与融合。发达国家在上述领域的核心技术、市场份额、品牌效应、人才供应等各方面都具备强大基础，细分领域的中小企业创新活跃，跨领域、跨国界的强强联合和企业并购又进一步加强了各国在交叉融合领域的优势。发展中国家仍处于工业化进程中，与发达国家差距明显，工业互联网的全球兴起，使得发展中国家 “补课”与“加课”的双重挑战再次升级，二者差距进一步拉大的风险不容忽视。

三、 我国推进工业互联网的建议

尽管全球工业互联网竞合已经提速，但总体仍然处于起步初期，技术、标准等关键问题并未取得明显进展，产业格局尚未形成，我国工业互联网发展存在宝贵的时间窗口。近年来，我国在这方面已逐渐形成先行企业自发探索、产业协同日益紧密、政府推进因势利导的良好局面，整体推进具备一定基础。这里结合国际工业互联网发展趋势再提三点思考。

一是聚焦本质，加快务实发展。当前“泛工业互联网”的概念较多。如果从学术研究角度看，对不同概念深入辨析有利于加深对新思想、新技术的理解，但从产业推进和政府引导角度看，更应该聚焦这些不同名称背后共通的本质，即网络、数据和安全。国际上对于不同概念也更多的是求同存异，以抓本质、促行动为第一要务，不追求严格定义。因此对繁杂的概念，应借鉴小平同志当年指出的“不争论”思想，这样政府可以避免政出多门、减少重复投入，企业可以减少迷惑、集中精力探索，从而使得我国制造业数字化、网络化、智能化的推进效率进一步提升。

二是强化平台，完善自主生态。工业互联网平台是未来生态竞争的核心，面对发达国家巨头企业们的提速，我国由于缺少在制造业与网络信息技术方面具备综合竞争能力的龙头企业，在工业互联网平台发展上已经落后。尽管一些先行企业也在平台建设方面取得积极探索，但在技术水平、应用水平、行业覆盖面以及应用开发生态上都与发达国家存在较大差距。当前亟需加强政府引导，凝聚我国互联网、电信、工业自动化、制造业等领域的优势力量，共同打造若干具有先进技术和规模效应的工业互联网平台，重点培育一批平台解决方案提供商和应用服务提供商，同步推进示范应用，同时围绕平台积极构建开源开放社区，形成供需良性循环的产业生态。

三是避免割裂，确保整体推进。美、德、日等国在工业互联网发展上，除了强调关键技术、资源、标准，还非常注重大中小企业联合发展、人才队伍建设、应用生态培育等工作，并制定具体措施促进整体推进。我国应当借鉴国外经验，在工业互联网推进中强调整体能力提升。比如在相关试点示范中，要求大企业与小企业联合申报、要求解决方案企业与应用企业联合申报，又如在工业互联网创新中心建设中注重技术转化与新一代劳动者培训并重，再如工业互联网测试床建设要求兼顾技术创新和商业模式规划等，从而不断提升主体协同、业务协同、创新与产业化协同、发展与安全协同，避免出现明显短板。

作者简介

王峰，中国科学院大学工学博士，现供职于中国信息通信研究院政策与经济研究所，主要从事工业互联网、“互联网+”制造等相关领域产业与政策研究。联系方式：[e-mail]。

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