工业互联网助推中国智造

石宇凡 卞疆 赵唯

当代中国，制造业的数字化转型如浪潮袭来，从工业4.0，到智能制造，再到工业互联网，中国智造正在从根本上改变我国制造业的整体面貌。早在2015年，国家发布《中国制造2025》计划，中国的工业互联网由此发端。2017年，国务院印发《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，进一步强调了以工业互联网为抓手，大力实施“中国制造2025”和“互聯网+”行动，明确将工业互联网作为中国制造2025的主攻方向，成为中国工业互联网的行动纲领。2018年，党的十九大报告中指出“加快建设制造强国，加快发展先进制造业。”习总书记在报告中强调，我国是个大国，必须发展实体经济，不断推进工业现代化、提高制造业水平，不能“脱实向虚”。到2019年，随着产业结构的转型调整，工业互联网相伴产业互联网为中国制造业开辟了新的版图，中国智造不仅从线下走到线上，亦从风口进化为一次“持久战”，这就要求中国制造企业必须要有长远规划，立足企业“大生态”，培养工业互联网创新发展能力、技术产业体系以及融合应用等等综合实力，以此保证在全球范围内新一轮科技革命和产业变革中的竞争优势。

工业互联网发展之实景

过去几十年间，中国制造业的高速发展举世瞩目。1990年中国制造业占全球比重不到3%，原因在于中国颇为廉价的劳动力及被低估的人民币价值，随着全球生产制造商的大量涌入，刺激了国内制造业快速增长;2010年，我国制造业占全球的比重进一步提高到19.8%，跃居世界第一;2018年更是超过30%，连续多年稳居世界第一。然而近年来，人口红利消失、房地产成本增加以及人民币汇率上升等因素导致国内制造业的发展势头日渐放缓，升级压力陡然增加，数字化转型势在必行，工业互联网开发由此大兴。

工业互联网是链接工业全系统、全产业链、全价值链，支撑工业智能化发展的关键基础设施是新一代信息技术与制造业深度融合所形成的新兴业态和应用模式，是互联网从消费领域向生产领域、从虚拟经济向实体经济拓展的核心载体。工业互联网是新一代信息通信技术与现代工业技术深度融合的产物，是制造业数字化、网络化、智能化的重要载体，也是全球新一轮产业竞争的制高点。在技术和市场的双轮驱动下，工业互联网与人工智能的融合发展已成为基本趋势。

当前，互联网创新发展与新工业革命正处于历史交汇期。发达国家抢抓新一轮工业革命机遇，围绕核心标准、技术、平台加速布局工业互联网，构建数字驱动的工业新生态，各国参与工业互联网发展的国际竞争日趋激烈。

我国工业互联网与发达国家基本同步启动，在框架、标准、测试、安全、国际合作等方面取得了初步进展，成立了汇聚政产学研的工业互联网产业联盟，发布了《工业互联网体系架构（版本1.0）》、《工业互联网标准体系框架（版本1.0）》等，涌现出一批典型平台和企业。但与发达国家相比，总体发展水平及现实基础仍然不高，产业支撑能力不足，核心技术和高端产品对外依存度较高，关键平台综合能力不强，标准体系不完善，企业数字化网络化水平有待提升，缺乏龙头企业引领，人才支撑和安全保障能力不足，与建设制造强国和网络强国的需要仍有较大差距。因此，加快建设和发展工业互联网，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，发展先进制造业，支持传统产业优化升级，对中国智造的升级具有重要意义。

一方面，工业互联网是以数字化、网络化、智能化为主要特征的新工业革命的关键基础设施，加快其发展有利于加速智能制造发展，更大范围、更高效率、更加精准地优化生产和服务资源配置，促进传统产业转型升级，催生新技术、新业态、新模式，为制造强国建设提供新动能。工业互联网还具有较强的渗透性，可从制造业扩展成为各产业领域网络化、智能化升级必不可少的基础设施，实现产业上下游、跨领域的广泛互联互通，打破“信息孤岛”，促进集成共享，并为保障和改善民生提供重要依托。

另一方面，发展工业互联网，有利于促进网络基础设施演进升级，推动网络应用从虚拟到实体、从生活到生产的跨越，极大拓展网络经济空间，为推进网络强国建设提供新机遇。当前，全球工业互联网正处在产业格局未定的关键期和规模化扩张的窗口期，亟需发挥我国体制优势和市场优势，加强顶层设计、统筹部署，扬长避短、分步实施，努力开创我国工业互联网发展新局面。

开发工业互联网之背景

对比国际上一些制造业强国，我们不难发现，随着我国人口红利逐渐消减的客观原因、制造业整体转型升级的主观需求、新兴科技产业加速发展的现实需要，开发工业互联网已成必然之举。

首先，未来劳动力人口锐减，人口老龄化不断加剧，催生巨大的智能制造需求：劳动力人口锐减将导致人力成本的上升，倒逼制造业向智能化自动化升级;人口老龄化加速医疗康复、生活服务等领域智能化设备发展，市场空间巨大。主观的说，中国要想在第四次全球性制造业转移浪潮中留住有价值的制造业，智能制造是必经之路：在第四次制造业转移中，劳动密集型的低端产业倾向于向人力成本更低、环保要求更宽松的东南亚国家转移;而部分中高端产业出于对自动化智能化生产的需求出现回归欧美的迹象，我国制造业面临着两方面的压力，而以上两个方面都离不开工业互联网的发展。

其次，“上帝要惩罚谁，就让他去做制造业好了！”这句笑谈的流传度如此之广，足以说明当下中国制造业的转型之路有多么困难和艰巨。在众多企业家口中，中国制造业转型升级的难点主要集中在企业的金融端和产品端。第一自然是融资难，随着社会资金大量流入房地产和一些高回报金融投资领域，民间投资偏弱，实业发展缓慢，同时因为去产能、去杠杆导致银行调整信贷政策，使得企业现金流受限。第二就是利润低，外因是能源、劳动力、物流、管理等综合成本上升，内因是产品科技含量不高、附加值低、低水平重复建设多，这使得制造业企业利润降低，难以运营。与此相对的是，工业互联网产业涵盖高功能设备、低成本传感器、互联网基础设施、大数据收集及分析技术等，可大幅提高传统产业的效率并创造新的产业环节，有效降低生产成本，其核心是产业设备与信息技术的融合。因此，对于大部分转型难的制造企业来说，以工业互联网持续企业变革是必由路径。另外，对比过去，制造业转型升级过程中产生许多新的需求，例如工业数据的爆发式增长需要新的数据管理工具、企业智能化决策需要新的应用创新载体、新型制造模式需要新的业务交互手段，这些都直接推动了制造业转型升级对工业互联网的需求。

最后，新兴科技产业伴随“互联网+”与“智能+”的发展已为制造提供无限可能，其技术基础的三大核心完全能够支撑工业互联网的有效运行。第一，连接。连接帮助企业打通线横向和纵向，线上和线下，将销售网络、信息网络和工业网络连接起来;第二，企业云。云制造、云计算，互联网与制造业的结合点是工业的云平台，这是目前先进制造业竞争的焦点，也是搶占制造业数字入口的关键;第三，企业网络安全，这是未来工业互联网是否可以持续发展的一个很重要的方面。随着目前制造业中智能化装备、工业信息化软件、工业控制技术的成熟进步，再加上移动互联网、大数据、云计算、人工智能、AR/VR等新技术与制造业的融合发展，工业互联网发展所需的核心技术日益成熟，得到了良好支撑。

利用工业互联网之实践：

以海尔为例

即使作为一名普通消费者，相信亦能明显感受到过去十多年的变化，即是生产决定消费的时代已经转向消费者决定生产的时代。促使这一变化的关键技术是互联网的爆发，核心桥梁是消费互联网平台的应用，电商平台为消费者提供了多样性的选择。制造业迎来了更具挑战性的变化，也就是用户需求被充分释放，传统行业面临的问题愈加突出，在新一轮信息技术产生的变革驱动下，大规模制造时代必定向大规模定制时代转变。

作为探索工业互联网的先行者，海尔集团始终承接国家战略，以“人单合一”管理模式为驱动，主动创新，踏准时代节拍，从以企业为中心到以用户为中心，率先积极践行国家智能制造战略，加快新旧动能转换。在海尔的五大发展阶段过程当中，持续实现自身的转型升级，打造出了全球领 先的大规模定制的 COSMOPlat工业互联网平台，赋能广大中小企业创新 能力提升和转型升级。

海尔的“人单合一”模式，就 是为了让员工在创造用户价值的过程 中，实现自身的价值，人就是“创客” 员工，单就是用户价值。“人单合一”倒逼企业进行三大颠覆：第一是战略转型，即从封闭企业向平台企业转型;第二是组织重构，打造网状节点的组织 ;第三是机制颠覆，从企业付薪到用户付薪。

海尔始终认为，智能制造的本质就是创造终身用户，实现用户的终身价值，进而成为生态品牌。传统时代是生产决定消费，工业互联网是消费决定生产。海尔从三个层面进行了实践，在用户端，创造用户高端化、个性化的最佳体验，并且让体验不断迭代 ;在行业端，就是要颠覆传统的工业体系，实现由大规模制造向大规模定制的转型 ;从国家层面，就是要支撑国家战略的落地，赋能中小企业转型升级，实现高质量的发展。为此海尔构建了全球领先的工业互联网平台——COSMOPlat。

COSMOPlat平台为海尔独创设计，具有完全中国自主知识产权，是全球首家引入用户全流程参与体验的工业互联网平台。其最大差异化优势是以用户体验为中心的大规模定制模式，实现了由企业为中心到以用户体验为中心，由为仓库制造到为用户制造的转型。

大规模定制模式不同于大规模制造，它从用户的需求交互到研发再到生产，研发全流程始终保持和用户的沟通与交流，也就是由用户驱动和制造体系连接，实现产品不入库。 海尔大规模定制模式有三个特征 ：一是全周期。从产品生命周期到用户生命周期，把原来提供工业产品到为用户提供解决方案，这样就可以解决企业边际效益递减的问题。由电器到智慧产品，始终和用户进行智慧交互，不断实现用户体验迭代。二是全流程。由原来的低效串联流程到高效的并联流程，由原来的传统变成了网络结点的“创业小微”，每个节点和用户的距离为零，时刻满足用户的需求，解决大规模和个性化的矛盾。三是全生 态。海尔的工业互联网平台不是一个封闭的体系，而是开放的系统，主要体现在原来员工的价值是由企业评价，现在海尔员工的价值是由用户评价。

由大规模制造到大规模定制转型，互联工厂不再是简单的工厂，而是整个工业体系的颠覆，它的本质不是简单的自动化，而是用户全流程参与体验迭代。也就是说，海尔首先抓住用户的精准需求，以满足用户需求为第一要务，实现全流程、全要素的高效率，这里三化就体现了柔性化、 数字化、智能化技术手段服务于用户体验的迭代。

以海尔全空间保鲜冰箱大规模定制为例，消费者通过平台发布自己的需求、创意，有510万用户通过社交平台进行交互，从平台上能够看到有4000多家全球设计资源响应，并提供解决方案。这个方案一共迭代了56次，由消费者决定质保量产。采购、生产、销售服务全流程、全要素均通过这个平台实现并联协同，颠覆了以前开发一个产品需要6个月才上市的体系，现在45天就可以快速上市。而且该订单上市当天的销量就达到20万台，超过以往半年的销量。目前海尔通过这种大规模定制的模式，最大的收益就是通过工业互联网平台打造了全球11个互联网工厂，产品不入库率达到 71%，也就意味着海尔生产的产品71%可以不入库而直接送达用户家中。

工业互联网平台还可以跨行业、跨领域复制，海尔在山东荣成赋能的案例足以说明这一点。房车行业在中国还处于起步阶段，具有巨大的市场潜力，海尔通过平台赋能来实现中国房车企业的转型升级、快速复制。房车企业通过平台与用户零距离交互，抓住了用户的痛点。通过产品模块化和数字转型，海尔首先打造了房车行业首个互联网平台，使综合采购成本降低7.3%， 产品周期从35天缩短到20天，满足了用户对于质量和成本的基本需求。

当今用户不仅仅满足于房车的基本功能需求，还追求快乐、安全、便捷的出行体验。这就不是一个房车企业所能解决的，需要更多的用户加入，把传统房车打造成智慧房车，使之成为移动的智慧家庭。通过产品不断迭代，满足用户的需求，房车实现溢价63%。这只是满足用户对硬件定义的需求，海尔还将与车联网生态、旅游行业生态融合，只需要APP就可以实现房车一键控制、营地预约，为用户提供综合的快乐生活体验，实现全 生态升值和分享。通过平台交互，企业订单增加了62%，营地入住率提升20%，目前海尔已经聚集全国150多家房车企业，200多家营地资源，海尔从产品定制到持续方案的定制，持续构建生态体系，不断满足用户的需求。

COSMOPlat还能够跨文化进行复制，具有全球普适性。海尔在美国的GEA进行复制，成果显著。现在在全球20多个国家进行复制。在这个平台上能够围绕客户需求创造终身用户价值，到目前为止COSMOPlat已经赋能包括“衣食住行康养医”等15个行业互联生态，实现了增值。边际效益递增和终身用户越来越多，它将形成更大的生态，进而形成一个平台圈。

每个行业都能围绕这个平台上提升全流程的产业竞争力。在COSMOPlat当中，企业资源和用户可以零距离交互，以创造价值、分享价值。目前平台已聚集了3.3亿用户，3.3亿用户连接的终端数量达到2600多万台，包括家用设备、商用设备和工业设备，是截至目前全球规模最大、集成度最高的工业互联网大规模定制解决方案平台。

COSMOPlat输出的国际标准和大规模定制模式得到了全球认可，IEEE和ISO等国际组织授权海尔主导制定 大规模定制的国际标准，这也是中国 企业首次制定制造模式的国际标准。今年的世界经济论坛，从全球一千多家企业当中选出了9家先进“灯塔工厂”，海尔是中国企业中唯一入选的企业，该工厂代表了在智能制造领域未来的探索方向，为全球的工业互联网实践树立了新的行业标杆。海尔作为中国智造的名片，创造了一个引领全球的大规模定制模式，为国家贡献了一个世界级的工业互联网平台，为企业赋能，助力中国制造业数字化转型、智能化升级，为我国企业实现高质量发展作出了新的贡献。

企业工业互联网之布局

从海尔的创新发展不难看出，從劳动力密集型的制造工厂升级到技术驱动的智造平台已是制造业的共同选择，目前中国制造业正在大量应用人工智能、大数据、云计算、物联网、机器人等新技术，转型智能制造。

2018年，富士康的招股书已基本看不到“代工”二字，整个故事都是工业互联网的“智能制造”，其募资用于八大项目都与智能制造密切有关：工业互联网平台、云计算和高效运算平台、数据中心、5G和物联网解决方案等等。而从2016年到2018年，富士康的研发费用也一直在增加，占营业收入比例分别为1.75%、2.01%、2.24%。无独有偶，今年9月份就将交付第一台“国产特斯拉”的中国上海特斯拉分公司，在汽车制造环节同样是以全球化工业互联网为基本盘，以机器人取代大部分人工，做到零秒内“中国制造美国响应”。

总的来说，目前我们看到的一部分中国企业在工业互联网上的先行布局主要集中于两个方面。一是技术支持的扮演者：工厂要智能化，就离不开各种信息技术的支持，如人工智能、大数据、云计算、物联网等等，而这些技术，正是互联网巨头所擅长的。阿里云在深圳推出了ET工业大脑，可以让机器能够感知、传递和自我诊断问题，目前阿里云的工业互联网解决方案已应用在协鑫光伏、中策橡胶、恒逸、中国华能、飞利浦、吉利汽车等等制造巨头，助力他们提高工业良品率、提高生产效率和降低制造成本，腾讯云、百度云在智能制造上也有一些布局。简而言之，互联网公司成了制造业的送水人，前者给后者提供IT基础设施、AI算法、物联网连接能力等等技术服务进而获取价值。

二是制造保姆的角色：电商平台连接了亿万消费者，“前店后厂”的模式被改变为“工厂制造、互联网销售”，电商巨头对中国制造的价值就是渠道，销售越多对制造企业越有利。不过，传统电商模式在驱动制造业上已经遇到瓶颈，GMV增速下滑，同时电商平台薄利多销的商业模式也不断压缩制造业的利润率，工厂卖得多不见得赚得多，电商平台正在尝试通过工业互联网来改变这个窘境。

平台企业不甘于只做渠道，在智能制造的潮流下尝试绕过商家品牌，将消费者与制造业直连，网易严选、小米有品、淘宝心选、京东京造，这两年兴起的电商品牌，都是类似模式。它们的出现抓住了中国制造产能和出口过剩后出口转内销的动机，以及丁磊口中“新消费”的趋势。因此，新电商平台更像是制造业的“保姆”，不只是提供技术支持“灌水”，而是提高制造价值“喂奶”。

网易考拉去年9月上线了全球工厂店项目，与优质工厂直接对接，工厂只需要注设计与生产，市场测试、渠道推广和营销都由考拉负责，它帮助工厂成就自身品牌。而网易严选则是借助于优质工厂的能力来做严选品牌，一边连接消费者，通过品类精选和品质控制让大家以更少的钱买到更有品质的商品;一边连接工厂，采取ODM（原始设计制造商）方式，委托国内垂直领域优质代工厂进行生产加工，并进行“买断制”，去品牌、强品质、性价比成为网易严选的核心模式，对于工厂而言则实现了缩短供应链各项环节，从下单、生产、检测、物流到客服都被统一协调，减少中间商赚差价，提高制造效率，给予制造业更多价值。

同样的核心思想，小米米家则围绕“米粉”做文章。结合小米科技属性，一些品类采取跟严选类似的ODM模式，另一些则采取开放平台模式，米家负责的只是选品;淘宝心选和京东京造目前还在试水阶段，其最核心的模式依然是连接品牌和消费者，而不是直连工厂。阿里一直在C2B上尝试，早在2014年阿里就“承包”了美的、九阳、苏泊尔等十个品牌的12条生产线，专为天猫特供小家电，阿里通过所掌握的数据以及分析成果，去指导这些生产线的研发、设计、生产、定价，这就是最初的阿里云生产线的模型。

2018年8月23日于重庆开幕的首届中国国际智能产业博览会上，阿里巴巴董事局主席马云在主旨演讲中说，“新制造是经济转型的新动力，而智能技术是新制造不可逾越的关键技术。”目前，阿里云IoT在重庆工业互联网落地有个极为成功的例子：位于茶园新区的重庆瑞方渝美压铸有限公司，是国内少数具备汽车自动变速器壳体生产能力的民营企业，其产品深受福特、大众、通用等汽车制造商的认可，铝合金铸件年综合产能达16000吨，产值3.5亿元。

就在马云发表演讲的第二天，8月24日云栖大会重庆峰会上，阿里巴巴集团发布了阿里云“飞象”工业物联网平台，阿里云总裁胡晓明表示将从智能交通、智能制造等领域，助力重庆打造“亚洲最智能大型城市”，助推智能化重庆发展高质量发展经济带。

飞象工业物联网平台将在三个方面帮助企业实现智能制造的目标。首先，平台提供了从设备端到边缘侧，到云平台侧，整个一体化的端上连接，边缘的计算以及云上的计算、AI的服务，各项基础的能力;其次，阿里云的开发者平台，会为所有的软件、硬件开发者提供从组态开发、脚本编写到服务框架等各种基于工业物联网、智能制造需要的各类应用开发的工具、环境以及相应的资源;此外，阿里云希望在平台上承载场景和服务的应用，包括各类场景服务的解决方案。据了解今年已有多家企业采用了飞象平台，节省了企业90%环境部署时间，减少80%工业互联网应用开发时间。

阿里巴巴于2009年切入了云服务提供商的行列，正是云服务这个载体的存在，为其实现在工业互联网的“雄心”提供了机会。阿里云工业互联网旨在帮助重点行业的制造业骨干企业，解决转型升级过程中的痛点问题，围绕网络化协同、个性化定制、服务化转型等新模式新业态，以提良率、降能耗、降库存、提效率为目标，打造工业互联网标杆示范项目，同时在重点行业领域推动中小制造企业上云，开展基于云平台的业务移动化、互联网化改造和智能化提升。

2017年云栖大会广东分会上，阿里云宣布其工业互联网云平台落户广州琶州，成为全国工业云总部，以ET工业大脑持续与广东制造业融合，依据企业需求场景深度再造，推动广东制造业向智能化转型升级。2018年6月，阿里云參与建设浙江的工业互联网战略，联手浙江中控、之江实验室成立跨行业、跨领域、具有国际水准的国家级工业互联网平台——SupET工业互联网平台。同年7月，阿里云与西门子签署了备忘录，将共同推进中国工业物联网的发展，打造物联网平台，同时还发布了一系列支持"工业4.0"、中国制造业转型升级等以工业互联网为驱动的战略举措。8月初，阿里云在智能制造领域还发布了ET工业大脑开放平台，工厂车间可以通过ET大脑的分析能力来提升效率和精密工艺，将项目实施周期从过去的6个月缩短至最低6天。

工业互联网未来趋势之演进

通过企业之工业互联网布局，我们在立足中国工业互联网发展的基础上，能够预见未来中国工业互联网的十大演进趋势。

一是工业数据从信息割据到无边界流通。传统的工业企业数据不仅在企业与企业间产生割据状态，同一企业的生产、设计、研发、管理、运营等环节都存在割据的状态。工业互联网基于网络互联技术，贯穿于工业的设计、工艺、生产、管理、服务等全流程各个环节，使工业系统具备描述、诊断、预测、决策、控制等智能化功能。

二是信息化工具从单机软件到工业APP。传统架构的工业软件是嵌入式软件与非嵌入式软件，以单机版软件为主且大多数局限在工厂内部，而工业APP是是新型架构基于微服务的工业软件。相较原本相对“固化”的工业软件，工业APP将打破体系结构，以专业知识为导向，以数字化模型为单位，以工业微系统为载体。

三是工业分析能力从云端到边缘延伸。传统的“端-管-云”模式难以应对日益增长的工业物联网终端，无法保证工业生产控制的实时性和可靠性。未来的工业分析能力将是“云计算+边缘计算”，云计算聚焦非实时、长周期数据的大数据分析，支撑周期性维护以及业务决策，边缘计算聚焦实时、短周期数据分析，支撑本地业务的实时智能化处理与执行。

四是工业价值从产品驱动到服务驱动。立足工业数据，工业设备厂商的营利点将会从“以产品售卖、维修保养为主”向“以提供基于数据的多维度生产性服务为主”转变。

五是工业通信从预设组网到灵活组网。数据的获取和处理是工业互联网发展的关键，在物联网终端快速增长的背景下，灵活、低成本的网络方案将成为发展方向。在此形势下，无线传输方案更具发展机遇，基于协议的定制化开发能力是方案商的核心竞争力。

六是安全防护范围从“IT防护”到“IT+OT防护”。当前工业防护范围主要局限在企业管理端，工控安全能力薄弱。随着工业互联网的发展，OT将与IT进一步融合，联合防护成为发展趋势。

七是产品生命周期管理从实体测试到数据孪生。基于工业互联网技术获得的工业数据，数字孪生技术成为发展重点。未来产品从研发、生产到使用都会从传统产品生命周期管理转变为数字孪生应用场景，实现产品全生命周期的虚拟世界映像，提升全生命周期管理能力。

八是产品研发模式从单点作战到协同互补。传统研发模式面临产品复杂度高、研发周期长、研发涉及多学科、多单位参与、数据模型借用和继承关系复杂等挑战。工业互联网发展将集聚企业，打造协同研制管理平台，实现工业设计从总体到分系统单位之间的充分协同，提升数字化协同研制水平和科研生产能力。

九是产品供应链从静态管理到动态管理。传统供应链管理限于流程性关联，缺少数据驱动带来的整体价值传递和增值服务，导致企业同质化利润率下降、供应链协同效率低、核心业务流程受到职能管理的制约、信息共享较差等瓶颈出现。工业互联网可实现产品实时数据的采集与管理，基于实时数据实现供需双方精准的匹配，实现供应链的有效动态管控。

十是运营方式从割裂竞争到合作共赢。传统运营方式以企业为主体，产品上下游企业独立运营和管理，同环节企业高度竞争，信息不对称性强。工业互联网平台将集聚各环节信息，组成满足客户需求的最优厂商组合，推动运营方式向“以平台为主体”演进。