我国工业互联网平台发展核心内涵、应用价值与产业现状

刘帅 黄洁 王睿哲 刘丽娟

工业互联网是全面连接工业经济全要素、全产业链、全价值链的新型基础设施。2017年国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》以来，工业互联网在各行业的落地应用带来了切实的效益增长和融合创新价值，正在支撑社会经济全面发展。习近平总书记连续四年对推动工业互联网发展做出重要指示，2018年、2019年政府工作报告都对加快工业互联网平台发展提出了明确要求。在党中央的决策指引下，在政产学研用各方的联合推动下，工业互联网平台已经由概念普及走向深化应用阶段，为工业企业带来了切实的效益增长和融合创新价值，成为支撑社会经济全面发展的新型基础设施。

工业互联网平台是工业互联网创新发展的关键，其本质是实现工业能力与IT能力的集成、融合和创新，通过构建的物理对象数字孪生体，实现制造资源互联互通互操作，推动制造能力软件化、模块化和平台化，从而使制造体系由封闭走向开放，支持全社会制造资源和能力网络化动态配置，构建新的制造业生态。与其他新兴产品发展规律类似，工业互联网平台发展不是一蹴而就的，需遵循客观工业的基本规律、物理属性、专有技术，解决对工业环境的适应性、时间确定性、高可靠性、安全性等问题，经过不断的技术更新、模型推演才能实现广泛应用。需深化对工业互联网平台的认识，强化对工业互联网平台本质及机理的理解，高质量运用工业互联网，加速数字化转型步伐。

一、结合产业实践，深刻认识工业互联网平台的核心内涵

（一）工业互联网平台本质是通过数据服务产业数字化转型

工业互联网平台不仅是推动工业系统、工业软件之间打通与连接的载体，更是全要素、全产业链、全价值链连接的枢纽和工业资源配置的核心，是新工业革命的关键基础设施。工业互联网带来的不仅仅是产品质量和生产效率的提升，更是通过变革知识沉淀、传播、复用和价值创造范式，推动构建制造业开放价值生态，带动产业升级螺旋式上升。

1、工业互联网平台推动企业向数据驱动型体系转变，加快制造业从封闭走向价值开放

工业互联网平台能够汇聚源自工业设备、业务系统等关键数据，承载工艺知识、机理模型、软件工具等关键资源，支撑各行业数字化应用的开发。其作用机理是通过将工业能力与IT能力的集成、融合和创新，推动全社会制造資源数字化、模块化、平台化，实现供需精准对接、生产能力在线交易、制造资源网络化动态配置。如淘工厂联手阿里云帮助服装厂实施IOT设备数字化改造，并通过工业互联网平台连接与打通供应链与产销的数据流，推动实现产能与订单的精准匹配，帮助服装工厂快速形成网络化协同制造、按需定制的制造模式，排产效能平均提高了6%，交付周期平均缩短了10%。

2、工业互联网平台加速工业知识、工业经验软件化，服务企业技术创新与价值创造

工业互联网平台能够积累海量工业数据与工业机理模型，并能运用大数据、人工智能技术进行自我学习和迭代创新，推动工业技术从传统长周期向短周期不断缩进，基于平台的协同制造、产能共享、按需定制、供应链金融等模式不断涌现，能够更快、更高效、更精确的响应市场变化，有力推动制造企业数字化、网络化、智能化转型。如面对传统硫磷化工生产中存在严重依赖人工经验导致工艺极不稳定的行业关键痛点，阿里云通过将人工智能算法融入工业互联网解决方案，帮助实现硫磷化工企业工艺稳定率提升96.6%，带来经济效益超过600万元，有力推动了硫磷化工行业工艺技术优化创新。

3、工业互联网平台建设不是一蹴而就，其发展是一个迭代演进的过程

部分传统的系统解决方案提供商在谈到工业互联网平台这一新兴的“新基建”解决方案时，对工业互联网平台的认识、认知接触不足，产生了诸多不解、怀疑甚至质疑。在工业与互联网的叠加过程中，新的信息技术应用于工业，必须经历解决环境适应性、时间确定性、运行稳定性等问题，其效益的产生不是拔地而起、青云直上的，要遵循最基本的物理规律。工业互联网平台的发展相对于工业的正处于与传统设施设备相容、业务流程相容、理念相容的过程中，人工智能、5G、大数据、工业软件对工业的提质降本增效作用是逐步触发、逐步显现的。对工业生产而言信息技术是工具，鲜明的行业鸿沟、变化多端的企业流程是对工业互联网的巨大挑战，只有遵循工业的基本物理属性、深耕行业专有技术，将信息技术与专有技术深度融合才能有效应对这些挑战。

（二）各类工业互联网平台活跃涌现，产品统一性和多样性并存

工业互联网平台实质上是基于云平台的开放式工业操作系统，向下可以实现对各种软硬件资源接入、控制和管理，向上则通过工业APP为不同产业不同领域提供差异化服务，自身则集成着大量工业知识的数字化模型与相关平台服务，具有硬件资源的通用化、服务任务的可编程等重要功能，因此会同时兼具基本架构的相似性和功能服务的差异性。

1、国内对工业互联网平台的基本体系架构认识较为统一

目前，我国工业互联网平台发展仍处于上升期，围绕工业互联网平台的参考架构、功能和价值，学术界和产业界已开展了大量的研究及探索，从不同维度对工业互联网及工业互联网平台的参考架构进行了剖析。总的来说，各界对工业互联网平台的体系架构形成了较为统一的认识，工业互联网平台由基础设施层（IaaS）、平台层（PaaS）、应用层（SaaS层）以及边缘侧等部分组成，其中工业应用开发工具、工业微服务、工业APP等成为工业互联网平台不同于传统云平台的关键组成。在此共识下，衍生出众多工业互联网平台产品及解决方案，典型的平台有工业和信息化部公布的2019年十大跨行业跨领域工业互联网平台。

2、国内工业互联网平台发展呈现多样性化趋势

从常规功能看，工业互联网平台服务商所提供的ERP、MES等工业应用、工业APP在定义和用途上有着诸多相似之处。随着工业互联网平台应用的逐渐深入，面对不同行业、不同领域的差异化需求，工业互联网平台在提供服务时的功能组成及架构呈现出诸多灵活性，平台出现差异化、特色化发展。例如，树根互联ROOTCLOUD平台深耕离散制造业，聚焦工程机械、工业设备等产品，打造基于工业互联网平台的设备全生命周期管理服务。阿里云通过打造“1+N”工业互联网平台体系，依托阿里云在IaaS层的基础技术优势，服务100余家信息化解决方案服务商、数据服务企业和信息工程服务企业，实现一站式开发、托管、集成和运维。

3、开放生态成为工业互联网平台发展的重要补充

对于大量工业企业普遍的需求是定制化的工业互联网平台，虽然有大量的平台服务商，但由于自身专机设备、非标设备的需要，与工业企业连接的平台均需特殊的二次开发。所以为满足工业企业的特定化需求，大量平台服务商、云平台企业均开放了平台接入接口、开发者工具等，集聚了不同行业经验的各类开发者，提供了面向应用开发、测试、部署和发布的各类服务和管理功能，探索建设开发者社区，打造开放生态。用友精智工业互联网平台开放开发者中心，基于用友海量用户资源及强大的开放连接能力，为企业应用开发提供有力的帮助，通过开发者中心聚合技术资源、产品资源、市场资源、企业资源，构建开放的良性发展生态。

（三）工业APP是工业互联网平台核心关键应用，赋能企业加速转型

工业APP是基于工业互联网平台开发并运行的软件应用，承载了工业知识和经验，能够满足工业企业生产经营不各环节数字化应用的需求，是工业知识软件化发展的重要载体。据不完全统计，截止目前，全国具有一定行业、区域影响力的工业互联网平台工业APP突破25万个，工业APP的规模化发展促进工业企业数字换转型的成效初显。

1、国内工业APP培育生态初步构建，产业发展态势良好

自2017年国务院发布《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》以来，工信部、各级主管部门纷纷出台相关引导政策及扶持专项，加强工业APP培育。工信部发布并推动《工业互联网APP培育工程实施方案（2018-2020年）》，一是组织开展工业互联网APP优秀解决方案征集活动，遴选出224项工业互联网APP优秀解决方案，二是支持举办工业APP大赛，遴选出了一批优秀的工业APP产品，挖掘了一批创新人才，三是推动实施工业互联网创新发展工程专项，促进一批工业APP开发工具、关键技术、测试床、解决方案及标准的研发。北京、江苏、浙江、湖南、广东等省市积极探索工业APP培育政策，推动优秀工业APP解决方案推广应用，遴选标杆示范平台企业。根据湖南省2020年第一季度工业互联网平台建设情况通报，截止到2020年3月底，湖南省内重要工业互联网平台培育工业APP突破10000个，工业互联网平台线上注册用户超6万个，其中企业用户超4.7万户，影响到的工业设备价值超万亿元。

2、工业APP是工业和互联网融合的典型应用，呈多样化发展趋势

工业APP不是简单的IT产品，与互联网、金融、教育等领域不同，工业领域对工业软件的要求更加复杂。当前工业APP发展呈现多样化趋势，一方面个性化定制的专用工业APP发展迅猛，以航天八院下属的上海航天设备制造总厂脉动生产线为例，用友公司结合脉动生产线的制造要求，利用精智工业互联网平台定制开发专用的“e工卡、电子履历书、电子合格证、智能检验、计算机辅助排程”等工业APP及应用，实现制造过程全流程的完整追溯链条，有效防止人员、物料、图档等要素的错漏。另一方面高质量的通用型、可复用型工业APP发展相对缓慢，国内平台服务商正积极探索相关应用，涌现出一批优质通用型工业APP解决方案，例如汉云工业互联网平台设备画像工业APP，帮助用戶随时随地直观、快速了解现场车间所有设备的行状态、加工参数信息以及设备能耗数据等，瑞图控股使用该APP后设备使用率提高35%，某农产品分拣装备生产企业使用该APP后设备效率提高15%。

3、新冠肺炎突发，推动大量服务复工复产、稳定经济运行的工业APP涌现

新冠肺炎疫情推动大数据、5G、AI等新技术与工业互联网融合创新应用，多地政府依托工业互联网构建联防联控、群防群控的疫情精准防控体系，加速促进应急物资供需精准对接和动态调配，提升疫情应急响应能力。江苏省工信厅免费提供100多款工业APP、50多个优质软件产品，为超6.9万家工业企业提供云上服务，帮助企业解决远程办公、物资紧张、订单下滑、招工用工紧缺等问题。工业互联网产业联盟、中关村信息技术和实体经济融合发展联盟、产业互联网发展联盟等组织机构联合征集了240款工业互联网平台企业助力复工复产、疫情防护上线的工业APP情况，不同程度开放了线上免费使用渠道，供全国工业企业、医疗机构、各级政府使用。中国工业互联网研究院等研究机构、行业组织发起《百万工业APP抗疫助能——大企业帮扶中小企业复工复产复融》行动，利用工业APP创新制造业生产范式、供应链模式、融资方式等方面，推动大中小企业协同发力、融通发展，联合互救、共克时艰。

二、我国工业互联网平台体系初步形成，应用价值不断突显

目前，国内已经涌现出一批技术实力强、服务范围广、带动作用好的工业互联网平台服务商，具有一定行业、区域影响力的工业互联网平台超过70个，平均注册用户数量超50万，平均工业设备连接数达69万台套，其解决方案带来的经济效益超过1400亿元，2018年、2019年我国工业互联网产业经济增加值规模分别为1.42万亿元、2.13万亿元，预计2020年将达3.1万亿元，平台应用价值不断凸显。

（一）多层次系统化的工业互联网平台体系初步形成

制造企业、互联网企业、软件企业及初创企业纷纷加快工业互联网平台领域布局，产业整体呈现百花齐放格局。以海尔、航天云网、富士康、三一、徐工等为代表制造业龙头企业具备强大的工业实力、知识积淀和资源整合能力，他们将企业数字化转型与平台化转型相结合，整合上下游企业和产业链资源，孵化出了专业的工业互联网平台公司，有力推动了行业级解决方案的创新研发与应用推广。以华龙迅达、和利时、用友、东方国信为代表的自动化企业和信息化服务商，他们具备丰富的制造业信息化服务经验，能够帮助企业实现生产环节数据的信息共享与数据的有序流动，打造各个细分领域的通用解决方案。而以华为、阿里云、浪潮等为代表的ICT巨头和云服务商具有较强的信息技术优势、底层基础设施与成熟的用户生态，能够提供信息基础设施及底层通用平台。与此同时，新的平台也持续涌现，联想、优也、寄云科技等一批企业纷纷推出工业互联网平台产品，产业创新持续加速。

（二）工业互联网平台服务能力不断提升，应用价值不断突显

我国工业互联网平台正由概念普及迈向实践深耕阶段，在研发、制造、管理、服务等环节，涌现出一批成效显著、可复制推广的解决方案。在研发设计方面，中船的船海智云平台推出优化产业链协同研发及制造解决方案，设备纳期及时率提升30%，生产效率提升15%。柔性制造方面，广东盘古信息科技帮助东莞新技电子实施柔性制造，提高生产综合效率13%，优化70%共用料重复出入库等作业，直接人力降低28%。在供应链管理方面，用友精智平台为天瑞水泥减少错发货物损失超过2000万元。在运维服务方面，东方国信的光伏云智能远程运维解决方案帮助电站减少10%运维人员，降低电站总体运维成本8%-15%，一年内为用户企业带来近2000万收益。

（三）工业互联网平台融合创新应用升级，产业生态初步构建

工业互联网平台是工业技术与大数据、人工智能、虚拟现实等技术融合创新的综合应用体系。一方面是新一代信息技术与工业互联网平台融合创新加快，在新一代信息技术的加持下，5G、人工智能、区块链、数字孪生等新兴技术对制造业的助推作用进一步加快和深化。如数字孪生解决方案依托工业互联网平台打通车间内设备设施数据，通过将实体车间向虚拟车间映射，实现工业生产全过程的全数字化仿真、数字化管控，通过大数据、人工智能等技术优化生产效率，提升制造能力。另一方面模式创新正在推动形成企业之间的价值闭环，个性化定制、服务延伸、数据增值、共享制造等为特征的新模式和新型制造体系正在形成。如设备制造商企业围绕设备健康管理需求形成故障诊断、预测性维护、远程运维、租赁贷款等解决方案，实现服务化转型；此外，工业互联网提供了生产能力交易的载体，加速共享制造，实现社会化资源协作与价值共创。

三、对我国工业互联网平台未来发展的几点思考

2020年将是工业互联网“云产业”爆发式成长的元年，将是政府治理、企业经营模式、人员工作方式发生重大变革，工业互联网企业迎来重大发展机遇的一年。我国工业互联网平台虽取得一定的发展成效，但是依然存在关键技术缺失、合作机制不完善、数据共享困难、开源生态尚未形成的问题及困难亟待解决。为充分发挥工业互联网平台的新动能作用成效，促进工业互联网平台良性发展生态构建，提出以下几点工作建议。

（一）加强平台关键技术研究，推动新一代信息技术融合应用

推动产学研各方开展联合攻关，开展平台关键技术研究、标准研制、试验验证、应用推广、人才培训等工作，不断提升平台技术创新供给能力。推动较强实力的平台服务商加快平台核心技术研发与产业化，开展前沿性、融合性技术创新集成应用。鼓励平台服务商与制造企业加强合作，推动新一代信息技术与制造业技术融合，培育一批新技术融合应用解决方案。继续组织实施工业互联网创新发展工程，完善平台试验测试、公共服务和关键标准体系。

（二）完善多方合作机制，建立健全产业发展支撑体系

工业互联网平台发展过程涉及技术、管理、市场推广等多个环节，需积极引导产业组织完善合作机制和利益共享机制，开展平台、工业APP细分领域功能绩效评价，推动建立基于平台的线上企业资质、产品质量和服务能力认证体系，鼓励工业互联网创新宣传推介、投融资对接、国际交流等活动形式，以市场化手段建立健全产业发展支撑体系。

（三）优化产业发展环境，推动建立工业APP价值评估机制

工业APP、工业机理模型承载企业核心价值，是工业知识与“工匠”解耦的切入點。需引导建立完善的价值评估机制，精确工业APP成本度量方式，细化工业知识软件化的回报标准，消除工业知识交易及数据共享壁垒，激发企业应用工业APP主动性，优化工业APP发展环境，推动工业知识和经验的积淀，加速工业软件应用推广。

（四）打造平台开放生态，发展工业互联网开源社区

开源能够有效解决局部封闭环境中的数据获得和数据处理问题，助力中小微企业降低上云、用云成本，加速平台普及应用。需支持建设符合我国工业互联网平台开源发展需求的许可证协议，加快建设统一的工业互联网平台开源社区，提供代码托管、项目孵化、人才培养和应用推广等公共服务，逐步建立完善开源生态。推动工业互联网平台相关的技术成果开源及商用，带动相关技术成果更新迭代。

作者单位：国家工业信息安全发展研究中心