海外工业互联网发展镜鉴

尹峰

作为实现智能制造关键使能技术、通用目的技术和开放价值平台，工业互联网逐渐成为全球制造业的竞争焦点，美国、德国等主要工业发达国家，围绕核心技术、标准、平台加速布局工业互联网，夯实智能制造发展基础，并对我国的工业互联网的发展有着一定的借鉴意义。

随着新一代信息通信技术与先进制造技术的深度融合，全球兴起了以智能制造为代表的新一轮科技和产业革命。作为实现智能制造关键使能技术、通用目的技术和开放价值平台，工业互联网逐渐成为全球制造業的竞争焦点，美国、德国等主要工业发达国家，围绕核心技术、标准、平台加速布局工业互联网，夯实智能制造发展基础。西门子、GE等国际领军企业纷纷基于各自基础和优势搭建工业互联网平台，围绕智能装备、云平台、工业APP的功能架构，整合平台供应商、应用开发者和最终用户等生态资源，抢占工业数据入口主导权、培育海量开发者、提升用户黏性，不断强化以平台为载体、以数据为驱动的智能制造发展优势。

美国：政府注重关键共性技术创新，领军企业和行业组织共同推进

工业互联网的概念是由美国GE公司最先提出的，目标是通过信息通信技术实现设备、系统之间的互联互通，采集海量工业数据，利用数据分析、人工智能等技术创造新的附加值。在推进策略上，美国更加注重以创新为驱动，发挥互联网、信息通信、软件等优势，利用信息技术“自上而下”重塑制造业。

一是领军企业引领美国工业互联网发展。2012年GE公司发布《工业互联网：突破智慧和机器的界限》白皮书，首次提出“工业互联网”概念，随后在2013年推出Predix工业互联网平台，推动工业互联网在制造业企业的应用。2016年，GE将完善后的Predix平台正式开放，并建成4个云计算中心，聚集20000开发者。预计到2020年，Predix平台将有50万全球开发者和工业App，工业互联网在更广泛范围内得到推广应用。

二是政府重点推动关键共性技术研发。2008年国际金融危机之后，美国意识到“去工业化”所带来的“产业空心化”问题。为此，美国政府组织实施“先进制造业伙伴计划”，构建“国家制造业创新网络”，重点突破信息物理系统CPS、先进传感与控制、大数据分析、可信网络、高性能计算、信息安全等工业互联网关键技术，为工业互联网的发展和应用提供有力支撑。

三是组建工业互联网联盟，打造生态系统。2014年3月，GE、AT&T、Cisco、IBM、Intel5家企业联合成立工业互联网联盟IIC，推动工业互联网技术标准化和试点应用，打造工业互联网生态体系。工业互联网联盟IIC发布工业互联网参考架构，定义从传感器、数据分析到商业应用的标准、技术和功能范围。截至目前，美国工业互联网联盟已有来自全球33个国家的260余家成员单位。

德国：政府实施“工业4.0”战略，大型企业打造工业互联网平台

德国装备制造业领先全球，长期专注于复杂制造系统的优化和创新。为应对新一轮科技和产业革命带来的挑战，德国更加注重发挥自身在制造装备、自动化系统、工艺流程等方面优势，利用信息技术“自下而上”改造制造业，提出工业4.0战略。与美国的工业互联网不同，德国工业4.0更加关注通过生产环节的智能化提高效率。

一是政府实施“工业4.0”战略。在德国工程院、弗劳恩霍夫协会等研究机构的推动下，德国政府将工业4.0上升为国家战略，纳入《德国2020高技术战略》的十大未来项目之中。2015年3月，德国经济与能源部、教育与研究部宣布接管由德国信息经济、电信和新媒体协会，德国机械设备制造业协会，德国电气电子工业协会三大行业组织共同发起成立的“工业4.0平台”，聚焦标准化、技术创新、信息安全、人才培养和法律框架等课题，构建工业4.0在线图书馆、工业4.0地图、工业4.0测试台等措施促进工业4.0的发展和应用。在政府、学界和行业组织的共同推动下，工业4.0已经得到全球制造业界的广泛认同，成为德国的标签之一。

二是大型企业打造工业互联网平台。西门子集团是全球电子电气工程领域的领军企业，在数据采集、工业控制、自动化系统等方面具有深厚的积淀。从2007年开始，西门子先后并购了UGS、Innotec、Vistagy、IBS、Vrcontext、LMS、TESIS等企业，补齐仿真与测试、3D可视化、工业软件等数字化能力。2016年，西门子正式推出工业互联网平台MindSphere，凭借独树一帜的开源性和兼容性，以及出色的数据采集和分析能力，MindSphere为客户提供数据挖掘、工业APP开发等增值服务。

日本：政府和行业组织联合实施“互联工业”战略

日本制造业在生产管理、工艺流程、关键零部件以及核心材料等方面具有优势。为解决国内人口老龄化、劳动力短缺等问题，应对美国、德国先进制造业的挑战，日本提出了“互联工业”战略，试图将人、设备、系统、技术等相互连接起来，以创造新的附加值和解决相关的社会问题。与美国、德国注重企业内的互联与智能化不同，日本产业界却另辟蹊径，重点关注企业之间的互联互通从而提升制造业的整体效率。

一是政府实施“互联工业”战略。2017年3月，在德国汉诺威信息通信博览会CeBIT上，日本首相安倍晋三首次提出“互联工业”的概念，作为日本制造业的战略举措。2018年6月，日本经产省发布了《日本制造业白皮书（2018）》，也明确提出要“推动互联工业，创造价值”。互联工业具有三大核心理念：人与设备、系统之间并不是对立关系，而是合力实现新型数字社会;通过企业之间、产业之间以及国与国之间的紧密协作解决复杂问题;贯彻以人为本的理念，积极推进与数字化技术相结合的人才培养。

二是行业组织发布“互联工业”发展指南。与美国工业互联网参考架构IIRA、德国工业4.0架构RAMI4.0类似，日本工业价值链促进会IVI也于2016年12月发布了自身的互联工业参考架构IVRA，提出了企业之间如何实现互联的顶层指导思路。2018年3月，工业价值链促进会IVI又提出了新一代工业价值链参考架构IVRA-Next。IVRA-Next将智能制造单元SMU作为互联工业的基本单元，SMU通过PDCA循环（计划Plan、执行Do、检查Check和行动Act）和EROR循环（发现问题System Exploration、共享问题System Recognition、确立课题System Orchestration、解决问题System Realization）实现自主进化，解决生产现场、组织结构、工作流程等问题。IVRA还提出了“宽松定义标准”，建立企业间易于互联互通的宽松接口，在实现企业间互联互通的同时保证各家企业的竞争优势不受影响，以当下可行的方法推动互联工业的发展。

中国：加快推动工业互联网创新发展

2018年，工业和信息化部组织实施了工业互联网创新发展工程，我国工业互联网从政策文件制定进入具体实施的新阶段。借鉴美国、德国、日本工业互联网的发展举措，提出如下建议：一是补齐数据采集能力短板。数据采集是工业互联网的基础，但与美国、德国相比，我国制造业数字化、网络化基础比较薄弱。2017年，我国制造业生产设备数字化率为44.8%、关键工序数控化率46.4%、数字化设备联网率为39%，尤其是中小企业的基础更加薄弱，设备数字化改造和数据采集的难度较大，为此应加快企业生产设备的数字化改造、企业内外部网络升级改造，提升数据采集能力，夯实工业互联网发展基础。二是将工业互联网作为制造业智能转型的重要抓手。在做好生产现场数字化、网络化改造的基础上，依托工业互联网平台，为制造业企业提供生产过程可视化、数据分析与挖掘、生产设备监控管理、软件工具共享等服务，促进制造业智能转型。三是推进工业互联网标准体系建设。结合中国制造实际需求，研究完善工业互联网参考架构和标准体系，明确标准研制的主要范围和重点方向。同时，开展数据采集、数据服务、数据建模、数据接口、应用接口、服务对接等关键技术标准的研制和试验验证，促进不同领域、不同平台之间互联互通和共享合作。

总之，围绕核心技术、标准、平台加速布局工业互联网，夯实智能制造基础成为全球制造业的竞争核心，而我国正充分借鉴国际经验、创新发展，力争在工业互联网时代走在前沿。